重介旋流器预先脱泥工艺研究
重介质旋流器预先脱泥新工艺研究
王世明
作者简介：王世明（1985-），男，技术员，中国矿业大学2006级毕业生，主要研究方向：选煤厂技术管理. E-mail: wsm_0911@https://www.wendangku.net/doc/a55268342.html,
（内蒙伊泰集团洗选中心） 5 摘要：简要介绍了我国选煤业的发展现状及问题，目前重介质选煤工艺的发展趋势以及应对原煤性质变化，重介质旋流器选煤工艺的改进方向。重点阐述了目前预先脱泥和不预先脱泥两组选煤工艺的优缺点，以及在选择脱泥和不脱泥重介选时候应该注意和考虑的问题。主要是为了介绍推荐预先脱泥分级重介质旋流器+粗煤泥分选、细煤泥浮选的联合工艺流程。 关键词：脱泥；分级；重介质旋流器；选煤；新工艺
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中图分类号：TD94
The Discussion About Advanced Desliming Process of Heavy
Medium Hydrocyclone
Wang Shiming
15 (Coal Preparing Center of YiTai Group)
Abstract: In this paper, there is Brief introduction about the development of coal preparation industry and some issues, also the direction to improve the current heavy medium coal preparation technology in respond to the nature of bad coal. This paper mainly describes the advantages and disadvantages between the current pre-desliming preparation and its opposite, and the 20
consideration which should be pay attention to in selection. It Mainly introduce the process of pre-desliming Cyclone & Coarse coal separation & fine coal flotation .
Key words: desliming ；to grade ；Heavy medium cyclone ；coal preparation ；new technology 0 引言
25 选煤工艺设计是选煤厂设计的灵魂。一个选煤厂设计做得水平高低、成功与否，首先取决于工艺设计是否先进，其次才谈的上设备的性能和厂房布局的合理性。近年来，中国选煤工业处于快速发展的时期，涌现出一批新技术、新设备，如何优化配置、进行合理的工艺设计将是煤炭洗选加工的关键。
1 我国重介质选煤发展现状及问题
30 近些年来，由于重介质选煤技术的快速发展和煤质变化的要求，重介质旋流器的使用越来越广泛，很多新厂建设和老厂改造都选择重介质旋流器分选工艺。目前传统的重介质旋流器分选工艺主要分为两类；一是不脱泥无压入料重介质分选工艺；一种是有压入料重介质旋流器分选工艺。不脱泥无压入料重介质旋流器分选工艺的缺点：
(1)对于原生煤泥量较大的炼焦煤选煤厂，大量原生煤泥直接进入重介质悬浮液系统，
35 导致悬浮液粘度大大增加，严重恶化对细粒级物料的有效分选，分选下限达不到规定的要求；
(2)为缓和悬浮液粘度异常增加的问题，需要加大合格介质的分流量，从而导致介质密度稳定性变差，影响重介质系统的分选效率；
(3)大量的合格介质分流入稀介质，加大了磁选机的负荷，使磁选效率降低，导致单位介耗增加，从而增加选煤成本；
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(4)不脱泥工艺的介质循环量大，致使循环泵的功率增大、脱介筛的脱介面积增大、磁
选机台数增多，所以基建投资高，吨煤电耗相应增高。
2预先脱泥无压入料重介质旋流器分选新工艺的提出
目前我国的选煤工艺流程绝大多数采用两段（粗粒用重选，细粒用浮选）或两段半（粗45
粒用重选，粗煤泥只回收，细粒用浮选）的选煤模式，国内大型选煤设计企业和国外则大多数采用三段选煤模式，即增加粗煤泥分选。而我国的煤层赋存条件差，顶底板比较容易破碎，原煤性质差异大，随着采煤机械化程度及原煤入洗比例的提高，煤泥的产量将会大量增加。因此，在我国发展三段分选更加合理，为了提高精煤回收率，最佳工艺为大直径重介旋流器+粗煤泥分选+（浮选）。
在充分考虑采用传统工艺的优点，摒弃不足的基础上，结合我国现有原煤的开采方式，50
以及原煤性质多样化的特点，华宇公司提出了对原煤煤质波动适应能力更强的预先脱泥无压入料重介质旋流器高效分选新工艺。见流程图1。
图1 预先脱泥重介质旋流器工艺
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脱泥无压给料重介质旋流器分选工艺是在不脱泥无压三产品重介质旋流器分选工艺基础上发展起来的。将准备好的原煤首先经脱泥筛在喷水条件下脱泥，筛上物靠自重落入旋流器的预先旋流漏斗，由旋流器中心给入，介质则通过泵送，在旋流器底部切线给入。旋流器内的物料在介质旋流作用下做螺旋运动，密度大的重产物穿越分离界面进入重产品，密度小的轻产物则不穿越分离界面直接从中心柱排出。该工艺具备无压给料重产物单向运动的优60
点，避免了轻、重产物交错穿越分离界面，相互干扰的弊端。分选后的产品分别经脱介、脱水后回收，煤泥则由煤泥回收系统进行。
华宇公司提出的预先脱泥的重介质旋流器分选工艺，其优点是入料粒度范围较宽，分选精度高，效率高。由于入料中非磁性物（煤泥）含量少，故脱介效果也较好，磁选设备负荷也会降低，介质密度调节也变得十分简捷。但是对于粗煤泥，该工艺提出的回收而不分选工65
艺显然还有些欠妥。随着采煤机械化程度的提高，选煤厂入选原煤中粉煤的含量越来越高，加之有些选煤厂为了从原煤中更多地回收低灰精煤，有目的地将大块物料破碎，使得入选原煤中的粉煤量进一步增加。随着入选物料粒度的减小，采用一般重力选方法的分选速度和分选效果都会降低。因此，无论是新建选煤厂还是现有选煤厂都必须认真面对和妥善解决粉煤的分选问题。
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因此，粗煤泥的分选是我们必须得面对的问题。好在近些年来，我国的粗煤泥分选设备有了较大的发展，由中国矿业大学研究开发的ZK-LX1100螺旋分选机，已于2008年底通过技术鉴定。该螺旋分选机创新点突出，适应性强，节能效果显著，是目前国内外处理能力最大、分选精度高的选煤用螺旋分选机，技术水平居国际领先。TBS干扰床的控制技术也越来越完善，现场应用也越来越广泛。在此前提下，一种更加合适的选前脱泥工艺被提出。
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预先脱泥分级重介质旋流器分选+粗煤泥分选、细煤泥浮选联合工艺。为了保证脱泥效果，
脱泥筛的筛孔尺寸一般取1-2mm ,甚至更大。
3预先脱泥分级重介质旋流器分选新工艺的特点和优越性
原煤筛分准备车间将来煤粒度控制在< 50mm，在主洗重介车间，原煤经分级脱泥筛分级脱泥后，50-1(或2)mm级原煤进入重介质旋流器系统分选；1(或2)- 0mm, 经水力分级80
设备分级，1(或2)-0.3 mm级原煤进入粗煤泥分选系统分选，< 0.3 mm入浮选。
图2 预先脱泥分级重介质旋流器工艺
（1）新工艺采用粗粒煤，细粒煤两次脱泥和大筛缝脱介等措施，精煤脱介筛的效果大大提高，由于选前脱泥，磁选设备的入料性质得到了改善，磁选设备的配置数量也减少。因此购置设备的费用大大降低。若采用有压新工艺，则基建投资费用也能大幅度降低。
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（2）采用新工艺可提高选煤的分选精度和分选效率。我们知道，目前大直径重介旋流器在现场的应用情况不是很好，主要表现在：分选效果不够理想，处理量偏低，人料泵电机功率大、功耗高等。分选过程中的煤损量也较大。究其原因主要有两个方面：
1）大直径重介旋流器的处理量大，但是对细粒物料的分选精度不高，特别是随着直径90
的增大，对分选精度的影响越加突出；
2）全级入选工艺为了提高其中细粒煤的分选效果，通常采用提高人料压力或采用有压
给料方式来实现。
但是，对于重介质旋流器分选而言，入料压力高出一定范围，物料的有效分选时间就相应减少，分选效果就会变差。而分级后的粗粒煤进入重介工艺系统分选，不仅提高了重介95
旋流器的分选下限，还避免了大直径旋流器实现宽级别分选而导致分选精度低、分选效率不理想和数量效率不高的问题。分级后的粗煤泥进入粗煤泥分选系统，主要有煤泥重介，螺旋分选机分选，TBS干扰床分选，都能达到很好的分选效率，细粒煤泥< 0.3mm 进入浮选系统也使浮选效果达到更佳。总的说来，采用新工艺，可以将原煤按粒度采用不同的分选密度进行分选，使按等λ原理分选成为可能，有效地改善了大直径重介旋流器的分选效果，为实现100
精煤产率最大化创造了条件，其数量效率可达95%以上。
（3）降低选煤厂的生产运行成本。与传统的重介工艺系统相比较，采用新工艺，吨煤电耗可降低1.94kw·h，技术介耗可控制在1.0Kg以下。因为采用大筛孔脱泥，大大改善了振动脱介筛的脱介效果，而且还减少了振动脱介筛的面积，进而减少了振动脱介筛的台数。选前脱泥工艺给磁选设备创造了良好的工作条件。磁选设备的购置台数也会大大减少，磁选效果105
也会得到大大改善，从而可降低选煤厂的生产成本。
4预先脱泥新工艺的应用
根据西山煤电股份有限公司技改文件和设计委托书的要求，采用脱泥无压入料重介质旋流器分选工艺对西曲选煤厂进行了技术改造。改造后，选煤厂年入洗能力3.20Mt，南北两系
统分期改造，每个系统按1.60Mt/a的人洗能力设计。全厂生产系统改造完成后原煤全部进入110
新型高效重介质系统分选，分选技术参数如下：
(1)分选精度可能偏差值：Ep1=0.03、Ep2 =0.035；
(2)重介质密度自动控制调节系统精度达到设计要求，调节精度为δp±0.015，测量精
度为δp±0.005；
(3)分选效率即数量效率为95.32%，精煤灰分8%～10%无级可调；
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(4)单系统处理能力425t/h，介质消耗为1.99kg/t原煤。
新工艺在西曲选煤厂的应用，使该厂数量效率由89%提高到95.32%，精煤产率提高3.2%，经济效益明显。
5选择脱泥和不脱泥重介流程应综合考虑的问题
重介旋流器分选工艺是一种先进、高效的选煤方法。技术日臻成熟，不同类型的重介旋120
流器配以不同的工艺条件，具有不同的优点和弱点，宜根据被选原煤的性质和对选后产品的质量要求，具体分析，择优选择。
首先，要分析煤质资料。在分析煤的可选性和回收率的同时，分析煤质粒度组成和煤泥特性。当煤泥含量较大或浮选能力不足时，宜采用脱泥流程，减小煤泥对脱水脱介环节的影响；当煤泥可浮性较差时，宜采用不脱泥煤泥重介或煤泥流化床流程，以提高煤泥回收率。125
在选择脱泥或不脱泥流程时，由于进口脱泥筛质量和效果较为稳定，脱泥环节一般不会成为制约生产的因素，易达到设计效果，而不脱泥流程需增加煤泥处理环节，并且使脱介筛选型偏大，煤泥处理环节往往因浓度或处理量问题而达不到设计效果。
其次，应考虑与脱介筛的选型配套问题。由于大型选煤厂每小时处理量较大，原煤中煤泥量大，不脱泥时脱介筛选取面积较大而无对应面积的脱介筛，有可能出现1台三产品旋流130
器对2台脱介筛的不合理选型，脱介筛选型时，选型系数一般应为计算面积的1.15～1.25倍，这样可以确保脱介效果，以降低介质损耗，还有利于煤质变好时加大三产品介旋流处理量，缩短整体开车时间。
总之，原则流程的确定应充分考虑煤泥含量、煤泥特征、煤泥处理、脱水脱介、整体布置和与旧系统的配合问题，针对特定的原煤和生产要求，选择脱泥和不脱泥流程。
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