選煤畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書

1、<p><b>　　目　　錄</b></p><p><b>　　目　　錄I</b></p><p><b>　　摘 要1</b></p><p><b>　　1 文獻(xiàn)綜述3</b></p><p>　　1.1 選煤工藝的發(fā)展3<

2、;/p><p>　　1.2 重介質(zhì)選煤的特點(diǎn)及應(yīng)用4</p><p>　　1.3 重介質(zhì)選煤工藝5</p><p>　　1.4 課題選題背景及主要內(nèi)容6</p><p>　　1.4.1 課題選題背景6</p><p>　　1.4.2 課題主要內(nèi)容7</p><p>　　2 旋流器基本理論

3、8</p><p>　　2.1 重介質(zhì)旋流器分選機(jī)理8</p><p>　　2.2 三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器9</p><p>　　2.2.1 三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器工作原理10</p><p>　　2.2.2 三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的結(jié)構(gòu)10</p><p>　　2.2.3 三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的特點(diǎn)12</p&g

4、t;<p>　　2.2.4 旋流器的工藝調(diào)試方法14</p><p>　　2.3 重介質(zhì)選旋流器分選效率15</p><p>　　2.3.1 分選效率評(píng)定方法16</p><p>　　2.3.2 影響重介質(zhì)旋流器分選效果的因素16</p><p>　　3 三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器選型計(jì)算18</p><

5、p>　　3.1 旋流器處理能力的確定18</p><p>　　3.1.1 理論分析18</p><p>　　3.1.2 旋流器處理能力的計(jì)算22</p><p>　　3.2 懸浮液濃度計(jì)算23</p><p>　　3.3 重介質(zhì)旋流器入料方式23</p><p>　　3.4 設(shè)計(jì)洗煤廠規(guī)格24<

6、/p><p>　　3.5 洗煤廠重介質(zhì)旋流器的選型24</p><p>　　4 三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)26</p><p>　　4.1 三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的主要尺寸27</p><p>　　4.2 入料口直徑27</p><p>　　4.3 溢流口28</p><p>　　4.3.1

7、 與生產(chǎn)能力的關(guān)系28</p><p>　　4.3.2 與分流比的關(guān)系28</p><p>　　4.3.3 與分離粒度的關(guān)系29</p><p>　　4.3.4 與分離精度的關(guān)系29</p><p>　　4.4 二段旋流器錐比30</p><p>　　4.5 兩段旋流器的間聯(lián)接管30</p>

8、<p>　　4.6 底流口30</p><p>　　4.6.1 與生產(chǎn)能力的要求31</p><p>　　4.6.2 與分離粒度和分離效率的關(guān)系31</p><p>　　4.6.3 與分流比的關(guān)系31</p><p><b>　　5 總結(jié)32</b></p><p><b

9、>　　6 致 謝33</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　煤炭是工業(yè)的“糧食”，是我國(guó)最主要的能源，它占我國(guó)能源生產(chǎn)和消耗均在75%以上。隨著采煤機(jī)械化程度的提高和地質(zhì)條件的變化，原煤質(zhì)量有逐漸惡化的趨勢(shì)，選煤是提高煤炭質(zhì)量的最重要手段，是煤炭工業(yè)的重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)。原煤經(jīng)過洗選加工，可以就地排除矸石，節(jié)省運(yùn)力；

10、可以降低60%-70%的灰分和脫除50%-70%的黃鐵礦，減少燃煤對(duì)大氣的污染；還可以提高煤炭的質(zhì)量，增加煤炭品種。煤炭的洗選方法很多，主要有跳汰選煤、重介選煤、浮游選煤、搖床選煤等多種方法。其中，重介質(zhì)選煤因其高效的分選效率在選煤廠具有廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　本課題針對(duì)重介質(zhì)選煤工藝中重要的分選設(shè)備——三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容包括三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器處理能力的確定、旋流器溢流口、底流口等主要

11、部件的設(shè)計(jì)，該旋流器主要參數(shù)如下：一段筒體直徑 850mm，二段筒體直徑 600mm，入料粒度≤60mm，工作壓力 0.09 Mpa -0.15Mpa，最小循環(huán)量 450m3/h，處理量 100 t/h -180 t/h，安裝角 10-30°。</p><p>　　關(guān)鍵詞：選煤工藝流程；重介分選</p><p><b>　　Abstract</b></

12、p><p>　　Coal is the industrial "food"，is China's most main source of energy，it accounts for our energy production and consumption in 75%. With the increase of mining mechanization degree and the g

13、eological condition, the change of coal quality, improve the quality of coal is chosen the most important means of coal, coal industry is an important link in production. After washing coal gangue spot, can eliminate pro

14、cessing capacity; save, Can reduce 60-70% of ash and removal of pyrite, 50-70% of air pollut</p><p>　　This topic for heavy medium coal preparation process of important sorting equipment - three heavy medium

15、product design, mainly includes three products heavy medium ability of handling, LiuKou etc, the flow of the main parts of the design, the main parameters as follows: a barrel 850mm diameter, cylinder diameters, the grai

16、n-size acuities 600mm 60mm, working pressure 0.09 Mpa - 0.15 Mpa, minimum circulation 450m3 / h, capacity of 100 t/h - 180 t/h, installation Angle of 10-30 °.</p><p><b>　　1 文獻(xiàn)綜述</b></p&g

17、t;<p>　　1.1 選煤工藝的發(fā)展</p><p>　　隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，能源消耗迅速增長(zhǎng)，發(fā)電，冶金和其他行業(yè)用煤量大幅度增加。原計(jì)劃到“十五”末期原煤產(chǎn)量達(dá)到13.2億噸，實(shí)際上到2004年已經(jīng)達(dá)到19.5億噸。煤炭產(chǎn)量和消耗的迅速增長(zhǎng)造成巨大的環(huán)境和能源資源的壓力。</p><p>　　為提高煤炭的利用效率和減少對(duì)環(huán)境的污染，我國(guó)正在推行“潔凈煤技術(shù)計(jì)劃”

18、。選煤是潔凈煤的基礎(chǔ)，它從根本上改善煤炭產(chǎn)品的質(zhì)量，提高煤炭的利用效率和減輕對(duì)大氣及環(huán)境的污染，同時(shí)還可以明顯地提高煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，加快選煤工業(yè)的發(fā)展是當(dāng)前煤炭工業(yè)的重要任務(wù)之一。</p><p>　　選煤生產(chǎn)實(shí)踐表明，在合適的條件下，重介質(zhì)選煤的分選精度比其他選煤方法高，可以獲得高質(zhì)量的精煤和較高的數(shù)量效率，因此它能適用于各種可選性的原煤，特別是難選和極難選選煤。所以重介質(zhì)是當(dāng)今國(guó)內(nèi)外發(fā)展的選煤技術(shù)發(fā)

19、展的重要方向之一。我過近年來新建的和擴(kuò)建的大中型選煤廠，特別是煉焦煤選煤廠，多數(shù)都重介質(zhì)選煤工藝，特別是重介質(zhì)旋流器選煤工藝。我國(guó)從20世紀(jì)50年代中期開始發(fā)展實(shí)驗(yàn)重介質(zhì)選煤方法。1959年在煤炭科學(xué)研究總院唐山分院在通化鐵廠選煤廠建立了用斜輪分選機(jī)洗中煤和6—100mm塊煤的工業(yè)系統(tǒng)。1966年唐山分院與采屯選煤廠合作建立了重介質(zhì)旋流器分選系統(tǒng)。此后重介質(zhì)選煤的理論研究，設(shè)備開發(fā)，設(shè)計(jì)建設(shè)在國(guó)內(nèi)發(fā)展開來。</p><

20、;p>　　到1983年國(guó)內(nèi)先后建設(shè)了28座重介質(zhì)選煤廠包括范各莊選煤廠（400萬噸∕年）在內(nèi)的4個(gè)國(guó)外引進(jìn)的選煤廠。到1986年我國(guó)重介質(zhì)選煤占選煤比重的23%。1993年中國(guó)礦業(yè)大學(xué)和重慶梁山礦務(wù)局合作對(duì)中梁山選煤廠進(jìn)行技術(shù)改造，建成“難選高硫煤脫硫降灰示范工程”在我國(guó)首次實(shí)現(xiàn)了“重介質(zhì)旋流器精選——煤泥旋流微泡浮選柱分選”的聯(lián)合脫硫新技術(shù)。1995年開始了中心無壓給料圓筒形重介質(zhì)旋流器在我國(guó)生產(chǎn)中的應(yīng)用。</p>

21、<p>　　三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器在我國(guó)選煤工藝中獲得了特別快的發(fā)展。1999年作為國(guó)家“九五”計(jì)劃攻關(guān)項(xiàng)目，由煤炭科學(xué)院唐山分院和貴州盤江老屋基選煤廠成功試驗(yàn)了我國(guó)第一臺(tái)大型無壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器（3NWX1200∕850A型）。在國(guó)內(nèi)形成了各種規(guī)格的有壓無壓給料三產(chǎn)品旋流器的系列。在推廣應(yīng)用過程中進(jìn)一步改進(jìn)，在2004年國(guó)華科技公司已生產(chǎn)最大型的3GDMC1400∕1000型無壓給料重介質(zhì)旋流器。這是我國(guó)發(fā)展重介質(zhì)選煤的

22、一個(gè)重要?dú)v程，對(duì)我國(guó)選煤技術(shù)水平的提高做出了重要貢獻(xiàn)。</p><p>　　特別是在二產(chǎn)品和掃選型三產(chǎn)品旋流器的大型化后，改進(jìn)的重介質(zhì)選煤工藝使建廠投資和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用都有了大幅度降低，也使管理和分選效果有了明顯改善。為我國(guó)中介選煤技術(shù)的大規(guī)模工業(yè)化推廣提供了成熟的外部條件。</p><p>　　1.2 重介質(zhì)選煤的特點(diǎn)及應(yīng)用</p><p>　　隨著煤炭行業(yè)的不斷發(fā)展，

23、三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器選煤工藝及先進(jìn)的選煤技術(shù)越來越受到國(guó)內(nèi)外選煤界人士的重視和關(guān)注，同時(shí)也成為中國(guó)新建選煤廠和老廠技術(shù)改造的首選工藝，尤其是針對(duì)難選和極難選煤，更加顯現(xiàn)出三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器作為主選設(shè)備的高效、優(yōu)質(zhì)、操作簡(jiǎn)單、方便等特點(diǎn)。</p><p>　　重介分選工藝做為當(dāng)前最先進(jìn)的選煤工藝，被各選煤廠廣泛運(yùn)用。在實(shí)際生產(chǎn)中，由于設(shè)計(jì)工藝環(huán)節(jié)，工藝參數(shù)調(diào)整，技術(shù)水平以及管理水平的不同，也會(huì)體現(xiàn)出不同的效果和經(jīng)濟(jì)效

24、益。各重介廠應(yīng)立足于本廠實(shí)際，深人探討和交流，不斷完善重介選煤各個(gè)環(huán)節(jié)，使重介分選系統(tǒng)達(dá)到最佳運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)效益最大化。</p><p>　　重介質(zhì)分選方法具有下列優(yōu)于其它選煤方法的特點(diǎn)：</p><p><b>　　（1）分選效率高</b></p><p>　　有實(shí)際運(yùn)用，各種選煤設(shè)備的可能偏差Ep值的比較，Ep值最小的是重介質(zhì)分選機(jī)和重介質(zhì)

25、旋流器。</p><p>　?。?）可高效率地分選難選煤和極難選煤</p><p>　　對(duì)于難選煤和極難選煤，在要求精煤灰分較低時(shí)，跳鈦選煤法一般是選不出合格精煤的，即使選出低灰精煤，其產(chǎn)率和效率都會(huì)很低。重介質(zhì)選煤法卻可以在保證較高分選效率的條件下，選出低灰精煤。</p><p>　　（3）分選密度調(diào)節(jié)范圍廣</p><p>　　跳鈦選分選

26、密度一般控制在1450-1900kg/ m3;而重介選的分選的分選密度可控制在1300-2200kg/m3,且易于調(diào)節(jié)，其誤差范圍可保持在%。</p><p><b>　?。?）適應(yīng)性強(qiáng)</b></p><p>　　重介質(zhì)選煤可以適應(yīng)入選原煤在數(shù)量和質(zhì)量上的大幅度波動(dòng)。當(dāng)用戶對(duì)精煤質(zhì)量要求變動(dòng)時(shí)，精煤灰分可按要求迅速予以改變。</p><p>

27、　?。?）分選粒度范圍廣</p><p>　　塊煤分選機(jī)的如料粒限一般為100-6mm，末煤重介質(zhì)旋流器粒限為50-0mm（分選深度可達(dá)0.15mm）。</p><p><b>　?。?）處理能力大</b></p><p>　　目前重介質(zhì)分選機(jī)的最大處理能力已達(dá)1000t/h·臺(tái)。平均為150-250 t/h·臺(tái)。無論從國(guó)外

28、或國(guó)內(nèi)來看，重介質(zhì)選煤廠的處理能力一般比采用其他選煤方法的選煤廠要大。如在波蘭，全國(guó)選煤廠的年平均處理能力為194萬噸，而重介質(zhì)選煤廠的年平均處理能力則高達(dá)322萬噸。蘇聯(lián)相應(yīng)的數(shù)字為196萬噸和281萬噸。我國(guó)1981年實(shí)際處理量超過350萬噸的選煤廠又兩座，海州露天選煤廠（351.8萬噸）和陽泉一礦選煤廠（356.7萬噸），前者是以塊煤重介選為主的選煤廠，后者是重介質(zhì)選煤廠。</p><p>　?。?）生產(chǎn)過

29、程易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化</p><p>　　目前，跳汰機(jī)一般只能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排矸和風(fēng)閥自動(dòng)控制，還不能根據(jù)原煤特性的波動(dòng)來自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)量、水量和分選密度等工藝參數(shù)。重介質(zhì)選煤的懸浮液密度、液位、粘度、磁性物含量等工藝參數(shù)以能自動(dòng)控制。在英國(guó)、美國(guó)、澳大利亞已出現(xiàn)用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制的重介質(zhì)選煤廠。</p><p>　　重介質(zhì)選煤的缺點(diǎn)是生產(chǎn)工藝中增加了加重質(zhì)凈化回收系統(tǒng)，設(shè)備磨損較嚴(yán)重，需要經(jīng)常維

30、修。現(xiàn)在雖已研制出不少耐磨材料，提高了設(shè)備的使用壽命，但與其他選煤方法比較，設(shè)備磨損和維修工作量大仍是他的主要缺點(diǎn)。</p><p>　　1.3 重介質(zhì)選煤工藝</p><p>　　重介質(zhì)選煤是指采用于密度介于煤和矸石之間的懸浮液作為分選介質(zhì)完成煤炭分選的重選方法。由于它具有分選效率高、分選精度高、密度調(diào)節(jié)范圍寬、適應(yīng)性強(qiáng)、分選粒度范圍廣、生產(chǎn)過程容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等特點(diǎn),而得到廣泛應(yīng)用。&l

31、t;/p><p>　　重介質(zhì)旋流器是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無運(yùn)動(dòng)部件和分選效率高的選煤設(shè)備。根據(jù)其機(jī)體和結(jié)構(gòu)形狀的不同，可分為圓錐形和圓筒形兩產(chǎn)品重介旋流器，雙圓筒串聯(lián)型，圓筒形與圓錐型串聯(lián)三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器。</p><p>　　兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器：按其原料煤的給入方式可分為有壓（切線）給煤方式和無壓（中心）給煤方式。兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器有φ500、φ600mm、φ700mm重介質(zhì)旋流器、DBZ型重介

32、質(zhì)旋流器、TXZ型重介質(zhì)旋流器、倒立型重介質(zhì)旋流器、DWP型重介質(zhì)旋流器等、英國(guó)近年來研制了一種筒形重介質(zhì)旋流器，主要用來分選大顆粒煤，直徑1.2，全長(zhǎng)3m。分選粒度范圍是100～0.5mm，處理能力為250t/h。</p><p>　　三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器：它是近年來研制出的一種新型的選煤設(shè)備，它是由兩臺(tái)兩產(chǎn)品旋流器串聯(lián)而成的?？梢允莾蓚€(gè)圓錐重介質(zhì)旋流器串聯(lián)，也可以是兩臺(tái)圓筒型重介質(zhì)旋流器串聯(lián)，也可是一臺(tái)圓筒和一

33、臺(tái)圓錐重介質(zhì)旋流器串聯(lián)，其中圓筒型重介質(zhì)旋流器又分無壓和有壓兩種。因此，三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器有多種不同的組合形式。三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的優(yōu)點(diǎn)是用一種懸浮液形成兩個(gè)分選密度，省掉一個(gè)懸浮液循環(huán)系統(tǒng)和再選物料運(yùn)輸系統(tǒng)，但是由于第二段懸浮液入料由第一段旋流器濃縮而來，因此二段分選密度因測(cè)量較為困難，密度調(diào)節(jié)主要靠調(diào)節(jié)一段入料懸浮液密度和二段旋流器底流口大小。是兩段分選密度相互關(guān)聯(lián)密度差值不允許太大。</p><p>　　無

34、壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的分選原理、給料方式、安裝角度、每段旋流器的結(jié)構(gòu)等均與傳統(tǒng)的三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器不同。其入料與懸浮液分開 ,獨(dú)立地自一段旋流器的中心給入 ,安裝角度為 3 0°,兩段旋流器均為圓筒型 ,矸石自第二段旋流器的切向底流口排出。</p><p>　　1.4 課題選題背景及主要內(nèi)容</p><p>　　1.4.1 課題選題背景</p><p>

35、;　　我國(guó)于1956年開始研究重介質(zhì)選煤。1958年煤炭科學(xué)研究院唐山煤炭研究所在通化廠選煤廠開展了以磁鐵礦粉作加重質(zhì)的雙錐形分選機(jī)再選槽洗中煤的試驗(yàn)研究并在南桐和林西等地進(jìn)行了用黃土、高爐灰作加重質(zhì)的重介質(zhì)選煤的試驗(yàn)研究工作。同年，中國(guó)礦業(yè)學(xué)院在北票臺(tái)吉選煤廠建成以黃土作加重質(zhì)的鼓型分選機(jī)在選跳鈦中煤車間。實(shí)踐表明，用黃土和高爐灰作加重質(zhì)，不但回收困難而且污染精煤產(chǎn)品，因此停止了這方面的實(shí)驗(yàn)而全力轉(zhuǎn)向用磁鐵礦懸浮液選煤的研究。<

36、/p><p>　　我國(guó)對(duì)重介質(zhì)選煤的研究已有30年的歷史，在洗選煉焦煤、無煙煤、褐煤和其他動(dòng)力煤方面已積累了一定的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。展望未來，重介質(zhì)選煤在我國(guó)有著廣闊的發(fā)展前景。</p><p>　　我國(guó)煉焦煤大部分屬于難選煤和極難選煤，在今后新建的煉焦煤選煤廠中采用重介質(zhì)選煤法，可以獲得較其他高的精煤產(chǎn)率和低的精煤灰分。我國(guó)現(xiàn)有的煉焦煤選煤廠仍以跳鈦選為主，，普遍存在精煤灰分偏高的和生產(chǎn)率偏低的的問

37、題，而用重介質(zhì)旋流器再選跳鈦中煤和精煤仍是仍是解決這些問題的有效途徑。</p><p>　　另外，我國(guó)正在興建的露天煤礦將采用重介質(zhì)選煤法處理動(dòng)力煤。例如我國(guó)與美國(guó)合資開發(fā)的平朔安泰堡露天煤礦正在興建一座年處理能力為1500萬噸（3000t/h）的大型重介質(zhì)選煤廠。該廠152~12.7mm塊煤用重介質(zhì)分選機(jī)分選，12.7~0.5mm級(jí)末煤與0.5~0.15mm級(jí)煤泥混合用重介質(zhì)旋流器分選。</p>

38、<p>　　目前我國(guó)再用重介質(zhì)選塊煤方面，以能獲得較好的工藝指標(biāo)。在重介質(zhì)旋流器選末煤方面尚存在分選效率低、加重質(zhì)消耗較大和設(shè)備耐磨性能較差等問題。近年來我國(guó)已研制了DBZ-1型重介質(zhì)旋流器，設(shè)計(jì)了用浮選尾礦介質(zhì)旋流器再選跳鈦中煤和矸石的工藝流程，用重介質(zhì)旋流器再選跳鈦精煤的工藝流程，采用篩下磁選工藝的介質(zhì)凈化回收系統(tǒng)和用泵給料的重介質(zhì)旋流器系統(tǒng)等新工藝。今后，通過推廣國(guó)內(nèi)的科研成果和消化吸收國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，重介質(zhì)選煤的成本將

39、降低，經(jīng)濟(jì)效益提高。這將為我國(guó)進(jìn)一步發(fā)展重介質(zhì)選煤床在有利條件。</p><p>　　旋流器作為主要的重介質(zhì)洗選設(shè)備。在重介質(zhì)選煤工藝中占有重要地位，旋流器性能的優(yōu)劣嚴(yán)重影響煤炭的洗選效果和分選率，研究和設(shè)計(jì)優(yōu)質(zhì)的旋流器產(chǎn)品對(duì)選煤工業(yè)具有重要的意義。</p><p>　　1.4.2 課題主要內(nèi)容</p><p>　　學(xué)習(xí)選煤工藝過程，掌握三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器工作原理及

40、結(jié)構(gòu)性能，根據(jù)選煤廠處理量對(duì)三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器進(jìn)行選型設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化，對(duì)旋流器的入料口、溢流口、底流口、錐比等重要部位等進(jìn)行計(jì)算，繪制裝配圖和主要零部件圖紙。</p><p>　　2 旋流器基本理論</p><p>　　旋流器是利用離心力作用進(jìn)行分級(jí)的設(shè)備。常用于細(xì)粒物料選別前的分級(jí)及脫泥，在磨礦回路中作檢查分級(jí)和控制分級(jí)用。它是當(dāng)前細(xì)粒物料分離比較有效的設(shè)備。 旋流器的構(gòu)造，上部為圓錐

41、形。在圓柱形筒體上裝有與筒壁呈切線方向的給礦管。圓錐上部裝有與圓柱部分相連通的中心溢流管。溢流管的上端則通過緩沖室或直接與外部管道聯(lián)接以排出溢流。在圓錐形底部裝有沉砂咀，以排出粗粒沉砂。為了減不磨損，可在給礦口、沉砂咀及筒體內(nèi)壁襯以耐磨橡膠或用輝綠巖、鑄石、碳化硅等耐磨材料。</p><p>　　2.1 重介質(zhì)旋流器分選機(jī)理</p><p>　　目前，對(duì)重介質(zhì)旋流器的分選機(jī)理還沒有一致的解

42、釋。第一種觀點(diǎn)認(rèn)為，入選物料作螺旋回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，不同密度的螺旋角不同。因此，物料和懸浮液一起由器壁沿切線進(jìn)入旋流器后逐漸散開，在徑向和軸向沿對(duì)數(shù)螺旋線軌跡運(yùn)動(dòng)，粗而重的顆粒螺旋角大，輕而細(xì)的顆粒螺旋角小。在經(jīng)過旋流器內(nèi)液體的軸向速度為零的等位線（軸向速度零位線）所形成的分界面（即上升內(nèi)螺旋流與下降外螺旋流的分界面）以前，粗而重的顆粒，沿器壁向下滑動(dòng)，直到底流口排出。其余的顆粒在下降外螺旋流中向下移動(dòng)并逐漸接近分界面在這里進(jìn)行分層，具有臨界

43、密度的顆粒在軸向速度零位線附近波動(dòng)式地來回運(yùn)動(dòng)。如果顆粒在旋流器某一高度上穿過軸向速度零位線并落入內(nèi)螺旋上升流中，則在上升流中按密度進(jìn)行第二次分層。在內(nèi)螺旋溜中，由于螺旋半徑減小使離心加速度增大，從而使某些顆粒返回外螺旋下降流中，并在旋流器內(nèi)循環(huán)一段時(shí)間后從底流口排出。所有留在內(nèi)螺旋上升流中的顆粒都作為精煤產(chǎn)品經(jīng)溢流管排出。</p><p>　　第二種觀點(diǎn)認(rèn)為內(nèi)螺旋中的分選其主要作用。入料中大部分顆粒沿器壁運(yùn)動(dòng)，

44、直到錐體下部。在底流口附近有一個(gè)高密度懸浮液阻擋層，使輕顆粒進(jìn)入內(nèi)螺旋上升流中去。在上升流中既有按密度分層的分選作用，也有按初加速度的分選作用。持這種觀點(diǎn)的人中，也有人從分級(jí)的觀點(diǎn)出發(fā)認(rèn)為，在軸向速度為零的包絡(luò)面上，由于離心力和徑向流的流體動(dòng)力作徑向運(yùn)動(dòng)時(shí)按該密度進(jìn)行分選。第三種觀點(diǎn)是蘇聯(lián)皮捷爾斯基等人通過試驗(yàn)確定了高入料濃度、高入料壓力、小直徑旋流器中的速度場(chǎng)和密度場(chǎng)后提出的觀點(diǎn)。在上述條件下所得的實(shí)驗(yàn)資料證實(shí)：等密度線與旋流器中心線

45、形成一定的角度，而這些等密度線貫穿于內(nèi)外旋流。在椎體下半部中，切線速度的分布是：器壁處最大，并向旋流器中心逐漸減??；濃縮度高達(dá)1.85。持這種觀點(diǎn)者認(rèn)為，入選物料進(jìn)入旋流器后，因?yàn)槠渲写蟛糠诸w粒的密度大于上部懸浮液的密度，所以在離心力作用下被拋向器壁，在外螺旋下降流中項(xiàng)底流口移動(dòng)。入選物料進(jìn)入高密度懸浮液區(qū)后，當(dāng)顆粒密度與懸浮液密度相等時(shí)，顆粒由外螺旋沿等密度線移向內(nèi)螺旋，并隨之移向溢流管。這一過程是一個(gè)開始是輕的顆粒、然后是重顆粒的多

46、次分選過程。</p><p>　　但是上述各種觀點(diǎn)都有不足之處。第一種觀點(diǎn)對(duì)重液和懸浮液未加區(qū)別，只考慮了速度場(chǎng)，而未考慮密度場(chǎng)。它只適于以某些極為穩(wěn)定的懸浮液，如黃土、細(xì)矸石作加重質(zhì)的重介質(zhì)旋流器。第二種觀點(diǎn)曾用以解釋旋流器選煤時(shí)分選密度大于入料懸浮液密度這一現(xiàn)象。但美國(guó)的實(shí)驗(yàn)表明，這種現(xiàn)象不僅僅是使用不均質(zhì)的懸浮液時(shí)才有，即使是使用重液這樣一種均質(zhì)的介質(zhì)時(shí)也會(huì)有。在水介質(zhì)旋流器方面，關(guān)于因循環(huán)著的泥煤積聚而使

47、分選密度增大的觀點(diǎn)，也已逐步為大量高密度分選（即分選密度高于泥煤積聚時(shí)所能達(dá)到的最高密度）的實(shí)驗(yàn)資料所否認(rèn)。在重介質(zhì)旋流器方面，蘇聯(lián)文獻(xiàn)以分選密度與入料懸浮液密度之比表示分選密度的變化率。</p><p>　　經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)表明，重介質(zhì)旋流器的分選機(jī)理是：</p><p>　?。?）物料在旋流器中是以徑向的兩種力，即離心力和阿基米德力來分選的。徑向泄力和因慣性而造成的額外的壓力梯度，對(duì)3mm

48、以上顆粒的分選不起重要作用。</p><p>　?。?）在一般的旋流器中，決定分選密度的分選區(qū)，是在軸向速度零位線附近。這一區(qū)域內(nèi)的懸浮液密度是隨著工作制度（壓力、濃縮度）的變化而變動(dòng)的。</p><p>　?。?）鄰近密度物運(yùn)動(dòng)軌跡具有隨機(jī)性，這種隨機(jī)性也影響著可能偏差值Ep。</p><p>　　2.2 三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器</p><p>

49、;　　三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器是近年來研制出的一種新型的選煤設(shè)備，它是由兩臺(tái)兩產(chǎn)品旋流器串聯(lián)而成的。可以是兩個(gè)圓錐重介質(zhì)旋流器串聯(lián)，也可以是兩臺(tái)圓筒型重介質(zhì)旋流器串聯(lián)，也可是一臺(tái)圓筒和一臺(tái)圓錐重介質(zhì)旋流器串聯(lián)，其中圓筒型重介質(zhì)旋流器又分無壓和有壓兩種。因此，三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器有多種不同的組合形式。三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的優(yōu)點(diǎn)是用一種懸浮液形成兩個(gè)分選密度，省掉一個(gè)懸浮液循環(huán)系統(tǒng)和再選物料運(yùn)輸系統(tǒng)，但是由于第二段懸浮液入料由第一段旋流器濃縮而來，因

50、此二段分選密度因測(cè)量較為困難，密度調(diào)節(jié)主要靠調(diào)節(jié)一段入料懸浮液密度和二段旋流器底流口大小。是兩段分選密度相互關(guān)聯(lián)密度差值不允許太大。</p><p>　　2.2.1 三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器工作原理</p><p>　　三產(chǎn)品旋流器是由一臺(tái)圓筒型旋流器和一臺(tái)圓錐形旋流器串聯(lián)而成的設(shè)備。原煤由膠帶或刮板給入,一段旋流器懸浮液由泵給入。其分選過程是:①重產(chǎn)物在旋流器內(nèi)壁沿筒壁形成外螺旋由底流口排出,

51、輕產(chǎn)物在旋流器中心形成內(nèi)螺旋,由溢流口排出;②從一段到二段;③從低密度到高密度。在第一段旋流器中,不但可以把原煤分成2種產(chǎn)品,而且還把進(jìn)入第二段旋流器的懸浮液濃縮到需要的密度。重產(chǎn)品與濃縮后的懸浮液一起經(jīng)連接管給入第二段旋流器進(jìn)行再選,最終獲得中煤和矸石。圖1為給料三產(chǎn)品旋流器的結(jié)構(gòu)原理示意圖。</p><p>　　圖1 三產(chǎn)品旋流器的結(jié)構(gòu)原理示意圖</p><p>　　2.2.2 三產(chǎn)

52、品重介質(zhì)旋流器的結(jié)構(gòu)</p><p>　　高效高分級(jí)旋流器由進(jìn)料裝置、分離裝置、底流裝置、溢流裝置構(gòu)成，進(jìn)料裝置采用漸開線形式給料，給料管為矩形漸縮管，其外沿線以漸開線平滑過度至進(jìn)料箱內(nèi)側(cè)，分離裝置由柱體和錐體組成，根據(jù)待分離礦物的比重、粒度以及對(duì)溢流細(xì)度的要求，匹配不同的柱體高度。錐體部分采用變錐技術(shù)，以保持顆粒在錐體分離部位的切向速度，達(dá)到最佳的分離效果。底流裝置的內(nèi)部形狀亦采用柱錐形式，并相應(yīng)加大柱體高度。

53、</p><p>　　在重介選煤中，入料泵是否能正常工作與選型是否合適有著直接的關(guān)系，下面對(duì)在選型中應(yīng)注意的幾個(gè)問題分別進(jìn)行闡述。</p><p>　　(1)入料泵的允許通過粒徑問題</p><p>　　眾所周知，重介選煤包括有壓給料與無壓給料兩種方式。兩種方式的區(qū)別在于被選物料（煤）是否通過泵進(jìn)入旋流器，有壓給料是指煤與懸浮液混合經(jīng)入料泵加壓進(jìn)入旋流器；無壓給料

54、是懸浮液經(jīng)入料泵（合格介質(zhì)泵）加壓進(jìn)入旋流器，而煤靠自重進(jìn)入。在有壓給料重介選煤系統(tǒng)中，原煤雖經(jīng)過破碎機(jī)破碎，可是破碎機(jī)的出料粒度不盡相同（一般出料最大顆粒為13mm、25mm、50mm和80mm不等，有的甚至超過100mm）。此時(shí)需注意入料泵的允許通過粒徑值。每種型號(hào)的渣漿泵均有允許通過最大粒徑數(shù)值，若入料泵的允許通過粒徑小于出料最大顆粒，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)旋流器進(jìn)料壓力不穩(wěn)或出現(xiàn)入料泵不能工作的問題。此時(shí)應(yīng)對(duì)入料泵葉輪進(jìn)行改進(jìn)或?qū)θ肓狭６冗M(jìn)

55、行限制。在具體選型中應(yīng)使入料泵的允許通過最大粒徑大于破碎機(jī)出料粒度的上限值。</p><p>　　(2)入料泵與旋流器處理能力的匹配問題</p><p>　　在重介選煤中，入料泵輸送量與旋流器處理能力應(yīng)匹配。無論是泵的輸送量大而旋流器的處理能力小，還是泵的輸送量小而旋流器的處理能力大，這些情況均應(yīng)避免出現(xiàn)。一旦出現(xiàn)不匹配情況，往往表現(xiàn)為：處理量達(dá)不到實(shí)際需要，旋流器入口壓力偏低，合格介質(zhì)桶

56、料出現(xiàn)抽空、分選效果達(dá)不到要求等異常情況。</p><p>　　(3)旋流器入口壓力值問題</p><p>　　旋流器在工作中，進(jìn)料均要求有一定的壓力值。該值往往是一個(gè)范圍，如：0.10～0.15MPa、0.15～0.20MPa不等。在入料泵選型中應(yīng)注意：此時(shí)并非將給定的壓力上限值直接考慮在泵的揚(yáng)程中，而應(yīng)將表壓值折算成液柱高度。在實(shí)際中旋流器要求的進(jìn)料壓力為表壓值，根據(jù)p=γh，將表壓值

57、除以液體重度即為其液柱高度，即：h=p/γ。將折算后的h值加進(jìn)泵揚(yáng)程中。</p><p>　　若直接將給定的壓力上限值加進(jìn)揚(yáng)程中，此時(shí)則富裕了(γ-1)h。進(jìn)料壓力的加大不僅會(huì)影響分選效果，有時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)入料泵配套電動(dòng)機(jī)過載或燒壞的情況。因?yàn)榇藭r(shí)入料泵的運(yùn)行工況點(diǎn)已嚴(yán)重右移。針對(duì)出現(xiàn)的異常情況，此時(shí)可采取的措施往往是：結(jié)合實(shí)際工況適當(dāng)加大旋流器底流口直徑；降低入料泵運(yùn)行轉(zhuǎn)速或適當(dāng)切割入料泵葉輪直徑。</p&

58、gt;<p>　　(4)入料泵運(yùn)行轉(zhuǎn)速的問題</p><p>　　在重介選煤中，入料泵輸送的漿體為懸浮液（無壓給料）、原煤和懸浮液的混合物（有壓給料），其中懸浮液中的加重質(zhì)多為磁鐵粉。因此不論有壓還是無壓給料方式，漿體對(duì)入料泵的過流部件均有較大程度的磨損。過流部件在選用合適材質(zhì)的前提下，選型中應(yīng)注意泵的運(yùn)行轉(zhuǎn)速。</p><p>　　泵的過流部件使用壽命與其運(yùn)行轉(zhuǎn)速的2.87

59、次方成反比。因此要讓入料泵能長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定運(yùn)行，降低其運(yùn)行轉(zhuǎn)速是最有效的辦法。一般情況若是有壓給料，選擇的渣漿泵運(yùn)行轉(zhuǎn)速最好低于500r/min；若是無壓給料，則選擇的渣漿泵運(yùn)行的轉(zhuǎn)速最好低于750r/min。在實(shí)際選用中可根據(jù)原煤顆粒的實(shí)際大小、硬度及含矸石比例等情況，對(duì)入料泵的運(yùn)行轉(zhuǎn)速進(jìn)行增減。</p><p>　　2.2.3 三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的特點(diǎn)</p><p><b>

60、　　1) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)</b></p><p>　　（1）有三個(gè)排料口。能以單一低密度懸浮液一次分選出合格精煤、中煤和矸石，為簡(jiǎn)化工藝流程及設(shè)備布置創(chuàng)造了條件。</p><p>　?。?）一段旋流器采用了圓筒型，圓筒型旋流器內(nèi)密度場(chǎng)均勻，對(duì)重懸浮液的密度變化反應(yīng)遲鈍；有利于提高分選精度，二段旋流器采用了圓筒—圓錐型，有利于增加兩段實(shí)際分選密度差，能同時(shí)滿足生產(chǎn)低灰精煤和排棄純矸石的

61、需要。</p><p>　　（3）原料煤與重介質(zhì)懸浮液分開給入旋流器。原料煤?jiǎn)为?dú)由一段旋流器頂端沿中心給料管以自重方式給入，具有如下優(yōu)點(diǎn)：一是只有重產(chǎn)物單向穿越“分離錐面”的運(yùn)動(dòng)，而不會(huì)產(chǎn)生有壓給料旋流器中輕重產(chǎn)物交錯(cuò)穿越“分離錐面”相互干擾的弊端，因而精煤損失較少，分選精度更高；二是無壓給料無需泵送，電耗相對(duì)較低；三是無壓給料無需泵送，有利于減少矸石泥化和次生煤泥量；四是無壓給料相對(duì)入料上限較高，因?yàn)樗皇鼙盟?/p>

62、流道限制；五是無壓給料工藝環(huán)節(jié)簡(jiǎn)單，有利于合理布局；六是旋流器工作介質(zhì)——重懸浮液密度容易測(cè)準(zhǔn)，不受原料煤性質(zhì)變化的干擾，對(duì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)控非常有利。</p><p>　?。?）采用了改變二段旋流器底流口大小與調(diào)節(jié)二段旋流器溢流管插入深度相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)了二段旋流器實(shí)際分選密度的在線調(diào)節(jié)。特別是溢流管插入深度調(diào)節(jié)裝置由內(nèi)置式改為外置式之后，調(diào)節(jié)非常靈活，使得二段分選密度的調(diào)節(jié)變得方便自如。</p>&l

63、t;p>　　（5）三產(chǎn)品旋流器無運(yùn)動(dòng)部件，旋流器內(nèi)襯為維式顯微硬度HV=835.8的剛玉材料，筒體壽命達(dá)9000h以上，可在最佳工況點(diǎn)下工作2a。</p><p><b>　　2) 工藝特點(diǎn)</b></p><p>　　表1 重介質(zhì)旋流器分選效果比較表</p><p>　?。?）分選精度高（見表1）</p><p&g

64、t;　　由表1可看出，國(guó)內(nèi)大型無壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的分選精度比有壓、中型兩產(chǎn)品旋流器的還要高，達(dá)到了國(guó)外兩產(chǎn)品脫泥分級(jí)入選重介質(zhì)旋流器的分選精度（E=0.020～0.030kg/L）。</p><p>　　（2）能以單一低密度重介質(zhì)懸浮液一次分選出質(zhì)量合格的精煤、中煤和矸石，省去了一套高密度重介質(zhì)懸浮液的制備、循環(huán)、回收系統(tǒng)；也可用低密度重介質(zhì)懸浮液實(shí)現(xiàn)高密度分選，大大簡(jiǎn)化了流程，降低了設(shè)備和管道的磨損，降

65、低了介耗和電耗。</p><p>　?。?）大直徑旋流器分選上限可達(dá)100mm，有效分選下限可達(dá)0.3mm。尤其是采用國(guó)華科技開發(fā)的“煤泥重介質(zhì)分選工藝”專利技術(shù)（專利號(hào)ZL03124283·9）后，其分選下限更可降至0.075mm。該技術(shù)的要點(diǎn)是，利用重介質(zhì)旋流器分級(jí)濃縮作用原理，具有一段輕物料帶出的重介質(zhì)粒度細(xì)、懸浮液密度較低的特點(diǎn)，適當(dāng)將其分流，進(jìn)入直徑較小的煤泥重介質(zhì)旋流器分選粗粒煤泥。既不需要

66、單獨(dú)設(shè)置供煤泥重介質(zhì)旋流器用的超細(xì)介質(zhì)懸浮液的制備、循環(huán)系統(tǒng)，又可減少進(jìn)入加工費(fèi)用較高的浮選作業(yè)系統(tǒng)的煤泥量（見圖2）。全廠僅由19～22道工序組成。</p><p>　?。?）實(shí)現(xiàn)不分級(jí)、不脫泥入選當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外流行的做法是重介質(zhì)旋流器分選前要先脫泥，認(rèn)為只有脫泥才能提高分選精度，減少產(chǎn)品脫介作業(yè)難度，塊末煤分級(jí)選才能取得最大精煤產(chǎn)率。而中國(guó)的無壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器選煤工藝恰恰相反，認(rèn)為應(yīng)從全廠重介——浮選綜

67、合效果考慮，脫泥作業(yè)存在三大缺陷：增加脫泥篩、撈坑等設(shè)備，工藝布置復(fù)雜；不能充分發(fā)揮重介質(zhì)旋流器選煤下限低的優(yōu)勢(shì)；脫下來未經(jīng)任何分選作用的煤泥不好處理，增加了浮選作業(yè)處理量和難度，增加了基建投資和生產(chǎn)費(fèi)用，增加了精煤損失。而無壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器不脫泥分選配合粗煤泥重介選工藝簡(jiǎn)單有效地解決了粗煤泥重介分選問題。至于分選精度問題要作深入具體分析，為了滿足懸浮液流變特性和穩(wěn)定性雙重要求，重介質(zhì)懸浮液的固體體積濃度一般在15～35%，以此

68、為依據(jù)可以算出不同密度的懸浮液中煤泥含量的最大允許值，如表4所示。通常，無壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器都是在一種低密度懸浮液系統(tǒng)下選出三種合格產(chǎn)品的，其允許煤泥含量在50%左右。通過分流合格介質(zhì)去磁選作業(yè)的多少完全能做到煤泥量在懸浮液中始終保持在允許值之下，從而保證了要求的分選精度。</p><p>　?。?）提高效率，簡(jiǎn)化工藝，加快建設(shè)速度，減少基建投資，降低生產(chǎn)費(fèi)用。該設(shè)備在采用三產(chǎn)品而非兩產(chǎn)品旋流器生產(chǎn)“純”精

69、煤的同時(shí)，還能排除純矸石和尚可利用的中煤；采用“兩段濃縮兩段回收”完善的煤泥水處理系統(tǒng)，因而更適用于難選煤為主及對(duì)環(huán)保要求很高的中國(guó)國(guó)情。</p><p>　　2.2.4 旋流器的工藝調(diào)試方法</p><p>　　旋流器的工藝調(diào)試方法重要的是講究“把握原理,一個(gè)穩(wěn)定,兩個(gè)重點(diǎn)”。</p><p>　　“把握原理”是指把握重介質(zhì)旋流器的分選原理及其影響因素。只有很好的

70、把握重介質(zhì)旋流器的分選原理及影響因素,在生產(chǎn)過程中才能很好的做到對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的控制。</p><p>　　分選原理:在離心力作用下,使懸浮液在旋流器中形成內(nèi)外螺旋流及中心空氣柱,并按密度進(jìn)行分層,從溢流口至底流口、由中心至器壁懸浮液密度逐漸增加;不同密度的煤粒處于不同的等密度線上,最終隨懸浮液分別從溢流口和底流口排除,實(shí)現(xiàn)輕重產(chǎn)物的分離。影響因素主要指旋流器操作條件和本身結(jié)構(gòu):即外因和內(nèi)因。外因主要包括旋流器入料壓

71、力、入料懸浮液性質(zhì)、入料煤質(zhì)特征等幾個(gè)方面。內(nèi)因主要指旋流器圓柱直徑及長(zhǎng)度、入料口的形狀和尺寸、溢流管直徑及插入深度、底流口直徑、錐比、錐角等。在實(shí)際生產(chǎn)調(diào)試過程中,旋流器的參數(shù)除溢流管直徑及插入深度、底流口直徑外,其它都是不易改變的。為了滿足實(shí)際煤質(zhì)變化的需要,在調(diào)試之前應(yīng)該準(zhǔn)備幾種不同規(guī)格的溢流管和矸石嘴:當(dāng)合格懸浮液密度接近設(shè)計(jì)理論分選密度值,并且其它操作條件都滿足設(shè)計(jì)要求時(shí),如果旋流器分選效果達(dá)不到理想指標(biāo),應(yīng)該考慮調(diào)節(jié)溢流管直

72、徑或插入深度或底流口口徑。對(duì)于三產(chǎn)品重介旋流器,精煤的質(zhì)量和產(chǎn)率與精煤溢流管有極大關(guān)系,如果實(shí)際的精煤灰分偏低,可以增大溢流管直徑或增長(zhǎng)插入深度,反之則減少;理論上,在保證精煤質(zhì)量的前提下,對(duì)于易選煤,可取較大直徑的溢流管,反之,取小直徑的溢流管;</p><p>　　“一個(gè)穩(wěn)定”是指保持旋流器的入料穩(wěn)定。包括入料壓力、懸浮液密度及流變性和原煤入選量等幾個(gè)方面。只有穩(wěn)定的旋流器入料壓力,穩(wěn)定的懸浮液煤泥含量及密度

73、,穩(wěn)定的原煤入選量,旋流器才能獲得良好的分選效果,同時(shí),后續(xù)的其它作業(yè)環(huán)節(jié)才能保證入料量的穩(wěn)定,才可能實(shí)現(xiàn)設(shè)備的正常調(diào)試,使各設(shè)備處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。因此,“穩(wěn)定”是重介質(zhì)旋流器選煤工藝調(diào)試的關(guān)鍵和重中之重。</p><p>　　在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中，作為重介選煤核心設(shè)備之一的旋流器入料泵，有時(shí)由于選型不當(dāng)常造成旋流器入料壓力不穩(wěn)，配套設(shè)備運(yùn)行異常等諸多問題。因此，探討旋流器入料泵的選型問題顯得尤為重要。</p&g

74、t;<p>　　2.3 重介質(zhì)選旋流器分選效率</p><p>　　三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器是一種高效的選煤設(shè)備，其選煤分選效率的評(píng)定方法很多，但是至今還沒有一個(gè)公認(rèn)而且完善的方法，有不少問題仍在爭(zhēng)論?，F(xiàn)就國(guó)內(nèi)外常用的污染指標(biāo)法、數(shù)量效率法、可能偏差法等予以概要的介紹。</p><p>　　2.3.1 分選效率評(píng)定方法</p><p><b>　　

75、(1)污染指標(biāo)法</b></p><p>　　這是一種最簡(jiǎn)單的用于檢查分選機(jī)工作和計(jì)算洗選預(yù)期結(jié)果的方法。這種方法是從分選機(jī)的所有產(chǎn)品中采取有代表性的試樣，在重液中進(jìn)行浮沉實(shí)驗(yàn)，將所得結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行比較。所謂標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果是指該分選設(shè)備在最佳工作狀態(tài)下所得結(jié)果，或是該設(shè)備試樣機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果。</p><p><b>　　(2)數(shù)量效率法</b>

76、;</p><p>　　精煤的實(shí)際產(chǎn)率與按精煤實(shí)際灰分查出的理論產(chǎn)率之比稱為數(shù)量效率或有機(jī)效率，所謂理論產(chǎn)率是按實(shí)際灰分從浮物曲線上查得的相應(yīng)產(chǎn)率。</p><p><b>　　(3)可能偏差法</b></p><p>　　近年來，為了正確地評(píng)價(jià)重介質(zhì)分選機(jī)的分選效果，在選煤實(shí)踐中越來越廣泛地運(yùn)用可能偏差這一指標(biāo)。</p><

77、;p>　　可能偏差，即Ep值，是由分配曲線中得出的。1937年荷蘭工程師特朗普提出了以密度為橫坐標(biāo)，各密度級(jí)的產(chǎn)率百分?jǐn)?shù)為縱坐標(biāo)的分配曲線。后來法國(guó)學(xué)者脫拉提出采用可能偏差值來評(píng)定分選效果。他認(rèn)為原煤在分選機(jī)中按密度分配到選后產(chǎn)品中去是符合正態(tài)分布規(guī)律的。</p><p>　　2.3.2 影響重介質(zhì)旋流器分選效果的因素</p><p>　　重介質(zhì)選塊煤過程與浮沉試驗(yàn)時(shí)煤的分層過程相似

78、。但工業(yè)生產(chǎn)的結(jié)果與浮沉實(shí)驗(yàn)結(jié)果還是有差異的。</p><p>　　在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行浮沉試驗(yàn)時(shí)，浮物中沒有大于浮沉溶液密度的物料。</p><p>　　在工業(yè)條件下進(jìn)行重介質(zhì)選煤時(shí)，上浮產(chǎn)品和下沉產(chǎn)品中總是有錯(cuò)配的浮沉物。因此，在生產(chǎn)條件下所得的分選指標(biāo)總是比理論指標(biāo)差，精煤灰分較高，差率較低。</p><p>　　選后產(chǎn)品中錯(cuò)配物料的數(shù)量是與許多因素有關(guān)的。就重

79、力場(chǎng)作用下的塊煤分選機(jī)而論，其產(chǎn)品所以有不同程度的錯(cuò)配物，主要與下列因素有關(guān)，諸如入料粒度，顆粒形狀，塊煤的可選性，懸浮液的性質(zhì)，分選機(jī)的的處理量，以及液流的方向和速度等。</p><p>　　煤的粒度——塊煤重介質(zhì)選的粒度范圍一般為8~150mm（排矸時(shí)達(dá)350mm或更大）這樣，最大粒度比最下粒度大14倍。由于各粒級(jí)的沉降速度不同，小顆粒從入料到排料這段時(shí)間?？赡芊诌x不好，因此，部分高密度的小顆?；烊肷细‘a(chǎn)品，

80、或是低密度的顆?；烊胂鲁廉a(chǎn)品。</p><p>　　顆粒的形狀——細(xì)長(zhǎng)的，尤其是扁平的高密度顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡與小顆?；虻兔芏阮w粒相似。煤中扁平顆粒多為頁(yè)巖，所以分選含有頁(yè)巖的煤時(shí)，混入上浮產(chǎn)品的錯(cuò)配物較多。</p><p>　　煤的可選性——煤的可選性一般是用中間浮沉物或分選密度0.1g/cm3物料含量來評(píng)定。當(dāng)分配率相同時(shí)，入料中某一浮沉含量越高，進(jìn)入這種產(chǎn)品的數(shù)量越大。所以煤的可選性越難

81、，在相同分選密度情況下，產(chǎn)品中錯(cuò)配物料的數(shù)量就越大。</p><p>　　懸浮液性質(zhì)——懸浮液密度越高，其流變參數(shù)變壞，粘度和初切應(yīng)力增加，顆粒的分選速度降低，尤其是小顆粒更為顯著，致使錯(cuò)配物料混入選后產(chǎn)品的可能性增大。當(dāng)懸浮液被雜質(zhì)污染，或是穩(wěn)定性不好時(shí)也會(huì)產(chǎn)生同樣的現(xiàn)象。</p><p>　　單位處理量——增加分選機(jī)單位處理量會(huì)增加物料的干擾分層，因此，顆粒分層速度減慢，使產(chǎn)品易于污染

82、。塊煤重介質(zhì)分選機(jī)的單位處理量以每米槽寬的處理量計(jì)算。而法國(guó)則以最大單位槽寬的浮煤量，+50mm粒級(jí)100t/h；+20mm粒級(jí)降到70t/h。為了合理的利用槽寬，法國(guó)把斜輪的槽體由縱向隔開，原煤刪成兩級(jí)分別進(jìn)入槽體的左半部和右半部。從而在幫正良好的分選效果下，合理地利用了槽寬。但對(duì)利用異密度流的三產(chǎn)品塊煤分選機(jī)，單位處理量決定于中煤量，即單位面積的中煤量不應(yīng)超過20t/h·m.</p><p>　　3

83、 三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器選型計(jì)算</p><p>　　重介質(zhì)旋流器選煤由于技術(shù)含量高、工藝環(huán)節(jié)多且系統(tǒng)較復(fù)雜,因此調(diào)試比較困難,這已經(jīng)成為許多新建選煤廠面臨的突出問題。工藝調(diào)試是選煤設(shè)計(jì)的延續(xù)和完善,它以現(xiàn)有設(shè)備及工藝條件為立足點(diǎn),在生產(chǎn)系統(tǒng)調(diào)試時(shí)既要結(jié)合入選煤質(zhì)特征,以生產(chǎn)化驗(yàn)數(shù)據(jù)為指導(dǎo),又要充分考慮設(shè)備本身的技術(shù)性能及要求,通過局部設(shè)備和工藝環(huán)節(jié)的調(diào)試、改造,使各工藝環(huán)節(jié)運(yùn)行最佳化,以充分發(fā)揮重介質(zhì)旋流器分選精

84、度高、分選下限低、對(duì)煤質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì),最終實(shí)現(xiàn)加工成本最低化、經(jīng)濟(jì)效益最大化。正是基于此目的和立足點(diǎn),從提高旋流器分選效果和降低介質(zhì)消耗兩個(gè)方面入手,談點(diǎn)個(gè)人看法及經(jīng)驗(yàn)體會(huì)。</p><p>　　3.1 旋流器處理能力的確定</p><p>　　3.1.1 理論分析</p><p>　　旋流器處理能力的主要計(jì)算其旋流器直徑、錐體角度、進(jìn)料口斷面尺寸。</p&

85、gt;<p><b>　?。?）旋流器直徑 </b></p><p>　　旋流器直徑主要影響生產(chǎn)能力和分離粒度的大小。一般說來，生產(chǎn)能力和分離粒度隨著旋流器直徑的增大而增加。</p><p>　　從龐學(xué)詩(shī)的生產(chǎn)能力理論公式</p><p>　　Q=2.69D （1）</p><p&

86、gt;　　其中：D——為一段圓筒直徑</p><p><b>　　——為分離粒度</b></p><p>　　D——為二段圓筒直徑</p><p>　　對(duì)于幾何相似的旋流器，在同一壓力降的情況下，其分離粒度隨其直徑的變化可以從無因次放大準(zhǔn)數(shù)關(guān)系式St×=constSt推到得：</p><p>　　dD

87、 （2）</p><p>　　由于上式中常數(shù)n的變化范圍是0~0.375，因而D的指數(shù)變化范圍是0.42~0.5。</p><p>　　對(duì)于流量一定的情況下，同樣可推得類似的公式，只是其指數(shù)形式不同：</p><p>　　dD （3）</p><p>　　旋流器的生產(chǎn)能力和分離粒度同其直徑的關(guān)系見

88、下圖(圖2)：</p><p>　　圖2 旋流器直徑（mm）</p><p>　　生產(chǎn)能力和分流力度的影響</p><p><b>　?。?）錐體角度</b></p><p>　　旋流器的型式按其錐體角度大小可分為三類：長(zhǎng)錐型（θ≤10°）、標(biāo)準(zhǔn)型（θ=15°~20°，嚴(yán)格地說應(yīng)為20&#

89、176;）和短錐型（θ﹥20°）。</p><p>　　旋流器內(nèi)的流體阻力隨著錐角的增大而變大。在同一進(jìn)口壓力下，由于流體阻力增大，其生產(chǎn)能力要減少，大錐角的旋流器中，流體的切向速度比小錐角的要高一些，但由于顆粒的停留時(shí)間較短，所以其分離粒度隨其錐角的增大而增大，總分離效率降低，而底流中混入的細(xì)顆粒較少。</p><p>　　實(shí)踐證明，一般用于分級(jí)或脫泥的旋流器的最佳錐角接近于2

90、0°，亦即這種條件下一般采用標(biāo)準(zhǔn)型旋流器。當(dāng)用于濃縮、澄清和細(xì)粒分級(jí)時(shí)，如當(dāng)處理低密度物料的稀礦漿，而且要求得到粒度較細(xì)的溢流時(shí)，多用長(zhǎng)錐型旋流器，甚至采用錐角為5°以下的旋流器。對(duì)于用于油-水分離的液-液分離用旋流器，錐角更小，為1.5°，因而這種旋流器一般很長(zhǎng)，對(duì)制造加工提出了更高的要求。</p><p>　　短錐型旋流器一般用于粗粒分級(jí)和選別的場(chǎng)合。例如，當(dāng)處理礦漿時(shí)，由于磨損

91、阻塞的、等問題，錐角低于20°~15°時(shí)不能得到所需的工藝指標(biāo)；當(dāng)處理比較濃而且顆粒粗大的礦漿，并要求底流中濃度不高時(shí)，不能采用20°以下錐角的旋流器。這也主要是因?yàn)樾″F角情況下底流口直徑較小，極易發(fā)生堵塞，以至于無法正常工作。而當(dāng)采用大錐角旋流器時(shí)，雖然這種情況下其中的空氣柱直徑比小錐角的更大，但在同樣的排料能力下，大錐角的底流口仍比小錐角的更大，因而不易堵塞。實(shí)際采用的短錐型旋流器也有許多錐角大于40&

92、#176;，例如，在重懸浮液選礦和合金產(chǎn)品的分選中，采用錐角為40°~120°的旋流器。</p><p>　?。?）進(jìn)料口斷面尺寸</p><p>　　旋流器進(jìn)料口的形狀和尺寸對(duì)其生產(chǎn)能力、分離效率等工藝指標(biāo)有重要的影響，這主要是因?yàn)檫M(jìn)料口控制著產(chǎn)生離心旋轉(zhuǎn)作用的入口流速，那么對(duì)旋流器流場(chǎng)的作用影響非常顯著。</p><p>　　進(jìn)料口的作用主要

93、是將作直線運(yùn)動(dòng)的液流在柱段進(jìn)口處轉(zhuǎn)變?yōu)閳A周運(yùn)動(dòng)。早期的進(jìn)料口一般簡(jiǎn)單地設(shè)計(jì)成直線形，并與柱段筒體相切（見圖3）。</p><p>　　a b c</p><p><b>　　圖3 </b></p><p>　　這種由直線到圓的過渡點(diǎn)僅為一點(diǎn)，變化突然，對(duì)液流的阻力較大，易在此產(chǎn)生湍流，導(dǎo)致工作

94、狀態(tài)不佳，進(jìn)口液流的能量損失大，同時(shí)還會(huì)引起進(jìn)料口附近材料的磨損。因此，近年來在較新的設(shè)計(jì)中采用了曲線形進(jìn)料口。最常用的是擺線形和漸開線形等。</p><p>　　在采用曲線形進(jìn)料口情況下，進(jìn)料液流從管路中的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹蝺?nèi)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的過渡區(qū)從直線形的一點(diǎn)變?yōu)橐欢?，流?dòng)軌跡的曲率半徑從直線運(yùn)動(dòng)的無窮大逐漸減小到旋流器半徑，這樣，進(jìn)料液流則能流暢地進(jìn)入旋流狀態(tài)，大大降低了局部紊動(dòng)程度，使其工作狀況得到改善，分離

95、效率得到提高。</p><p>　　大多數(shù)用塑料模制的旋流器，其旋流室具有三維螺旋線的進(jìn)料口，以便直接引導(dǎo)液流向下做螺旋運(yùn)動(dòng)，降低進(jìn)料對(duì)進(jìn)口附近區(qū)域已形成旋轉(zhuǎn)流動(dòng)的流體的沖擊。</p><p>　　進(jìn)料口按照截面形狀可以分為圓形和矩形兩種。Kelsall最早對(duì)兩種具有相同截面面積的進(jìn)料口進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)狹長(zhǎng)形的矩形進(jìn)料口（其長(zhǎng)邊平行于旋流器軸線）能使分離效率得到改善。這主要是因?yàn)榫匦芜M(jìn)料口

96、的斷面形狀能緊貼旋流器柱段壁面，這樣可以盡量消除引起進(jìn)料短路的死區(qū)，使進(jìn)料液流更平穩(wěn)、更流暢。本節(jié)以下討論的進(jìn)料口尺寸大小指進(jìn)料口截面的當(dāng)量圓面積直徑。</p><p>　　進(jìn)料口尺寸設(shè)計(jì)首先應(yīng)滿足的一個(gè)重要條件是人口射流不直接沖擊到溢流管，否則會(huì)產(chǎn)生湍流并導(dǎo)致嚴(yán)重的磨損。這一條可以由下式來描述：</p><p>　　D≤ （4）</p>

97、<p><b>　　其中：</b></p><p>　　D——為一段圓筒直徑</p><p><b>　　D——入射口直徑</b></p><p><b>　　W——為磨損系數(shù)</b></p><p>　　則有：D=100mm</p><p>

98、;　　當(dāng)采用矩形進(jìn)料口時(shí)，上式中D應(yīng)采用垂直于旋流器軸線方向的矩形邊長(zhǎng)來代替。</p><p>　　進(jìn)料口尺寸大小主要影響旋流器的生產(chǎn)能力和分離效率兩個(gè)方面；它對(duì)分股比、分離精度的影響很小，在相應(yīng)的理論或經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ街?，一般都不含D項(xiàng)。進(jìn)料口截面面積的增加，一般認(rèn)為會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)能力增大，分離粒度減小，分離效率升高，并有可能減小磨損。</p><p>　　從許多關(guān)于旋流器的生產(chǎn)能力模型中可以看到，

99、進(jìn)料口直徑D和生產(chǎn)能力Q之間呈正比例關(guān)系，即</p><p>　　Q~D （5）</p><p>　　其中：D垂直于旋流器軸線方向的矩形邊長(zhǎng)</p><p>　　當(dāng)在較高的進(jìn)料濃度條件下時(shí)，生產(chǎn)能力仍隨D的增加而增加，但呈指數(shù)關(guān)系，其指數(shù)范圍為0.53~0.85。</p><p>　　進(jìn)料口直徑對(duì)分離粒度

100、的影響也很顯著。根據(jù)Bradley得出的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式</p><p>　　dD （6）</p><p>　　其中指數(shù)n的取值范圍為0~0.68，為旋流器進(jìn)料口直徑。而根據(jù)眾多的分離粒度的經(jīng)驗(yàn)式可知指數(shù)n在0.6~0.87之間。</p><p>　　對(duì)旋流器的最優(yōu)化設(shè)計(jì)必須是在滿足好的分離效率和合理的生產(chǎn)能力之間作出，因此任何最優(yōu)化設(shè)

101、計(jì)都依賴于實(shí)際運(yùn)用中的具體要求。工業(yè)用旋流器最佳進(jìn)料口直徑為D=（0.15~0.25）D，而Rietema認(rèn)為分離用旋流器的最佳進(jìn)料口直徑應(yīng)為0.25D。</p><p>　　由上所述可知，旋流器的直徑對(duì)生產(chǎn)能力和分離粒度的影響常與工程實(shí)踐中人們的愿望相矛盾。因?yàn)槿敉瑫r(shí)滿足較小分離粒徑和較高的分離效率以及較大的生產(chǎn)能力要求，對(duì)旋流器直徑的選賊則需要統(tǒng)籌考慮。一般在設(shè)計(jì)過程中，可首先根據(jù)圖選擇較小直徑的以及滿足分離

102、粒徑和分離效率要求的旋流器，然后根據(jù)所選定的旋流器的單臺(tái)生產(chǎn)能力和工藝所需的處理總量要求，計(jì)算出所需的總臺(tái)數(shù)，并將這些旋流器并聯(lián)。有時(shí)裝置中甚至需要數(shù)百個(gè)小直徑旋流器并聯(lián)。在并聯(lián)結(jié)構(gòu)中應(yīng)考慮以下幾個(gè)問題：首先，保證每個(gè)旋流器單體的進(jìn)料條件基本相同；其次，要防止旋流器的堵塞；另外，從降低磨損的觀點(diǎn)來看，宜盡量選擇較大直徑的旋流器。</p><p>　　3.1.2 旋流器處理能力的計(jì)算</p><

103、p>　　旋流器的處理能力與給料壓力有關(guān)，通常最低壓頭H=9×（旋流器直徑），而入料壓力則用下列公式計(jì)算：</p><p>　　P=H （7）</p><p>　　式中H——液體壓頭，m礦漿柱或kg/cm;</p><p><b>　　——懸浮液密度。</b></p>&

104、lt;p>　　旋流器處A理礦漿能力為：</p><p>　　Q= （8）</p><p>　　式中 Q——旋流器的礦漿處理能力，m/h;</p><p>　　——入料口直徑，cm;</p><p>　　——溢流口直徑，cm；</p><p>　　f——試驗(yàn)確定的系數(shù)（在此設(shè)

105、計(jì)中f為0.75查表獲得）。</p><p>　　則有: Q=850×240×0.75=153 m/h</p><p>　　3.2 懸浮液濃度計(jì)算</p><p>　　懸浮液由磁鐵礦粉和水組成，因此，它的密度也就是單位體積內(nèi)水與磁鐵礦的質(zhì)量之和：</p><p><b>　　=</b></p&g

106、t;<p>　　其中：——懸浮液的密度，g/cm;</p><p>　　——水的密度，g/cm;</p><p>　　——磁鐵礦密度，g/cm；</p><p>　　——懸浮液的容積濃度，小數(shù)。</p><p>　　此公式為懸浮液密度與懸浮液的容積濃度之間的關(guān)系。</p><p>　　在本次設(shè)計(jì)中，由公式

107、求得=1.5 g/cm。</p><p>　　容積濃度表示懸浮液中的體積含量，一般在15-35%之間。配制的懸浮液密度高，容積也高，即要求磁鐵礦多加一些，反之少加些。</p><p>　　在本次設(shè)計(jì)中，由公式求得=1.5 g/cm。</p><p>　　3.3 重介質(zhì)旋流器入料方式</p><p>　　重介質(zhì)旋流器的入料方式分為有壓入料與無壓

108、入料。兩種如料的區(qū)別在于于被選物料（煤）是否通過泵進(jìn)入旋流器，有壓給料是指煤與懸浮液混合經(jīng)入料泵加壓進(jìn)入旋流器；無壓給料是懸浮液經(jīng)入料泵（合格介質(zhì)泵）加壓進(jìn)入旋流器，而煤靠自重進(jìn)入。在有壓給料重介選煤系統(tǒng)中，原煤雖經(jīng)過破碎機(jī)破碎，可是破碎機(jī)的出料粒度不盡相同（一般出料最大顆粒為13mm、25mm、50mm和80mm不等，有的甚至超過100mm）。此時(shí)需注意入料泵的允許通過粒徑值。每種型號(hào)的渣漿泵均有允許通過最大粒徑數(shù)值，若入料泵的允許通