申?yáng)|煤炭集團(tuán)洗選工藝教材(編輯修改稿)
2025-02-08 15:30 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 δ——— 顆粒的密度， kg/m3 ? ρ——— 懸浮液密度， kg/m3 ? g ——— 重力加速度， m/s2 ? 當(dāng) δρ時(shí)，顆粒下沉； δρ時(shí)，顆粒上??； ρ=δ時(shí)，顆粒處于懸浮狀態(tài)。 ? 在重介質(zhì)分選機(jī)中，用懸浮液流和刮板或提升輪分別把浮物和沉物排出，完成分選工作。 ? ? 重介質(zhì)旋流器的選煤過(guò)程：物料和懸浮液以一定壓力沿切線方向給入旋流器，形成強(qiáng)有力的旋渦流。液流從入料口開(kāi)始沿旋流器內(nèi)壁形成一個(gè)下降的外螺旋流；在旋流器軸心附近形成一股上升的內(nèi)螺旋流。由于內(nèi)螺旋流具有負(fù)壓而吸入空氣，在旋流器軸心形成空氣柱。入料中的精煤隨內(nèi)螺旋流向上，從溢流口排出；矸石隨外螺旋流向下，從底流口排出。重介質(zhì)旋流器選煤是利用阿基米德原理在離心力場(chǎng)中完成的。在離心力場(chǎng)中，質(zhì)量為 m 的顆粒所受的離心力 Fc為： Fc=m v2/r ? 式中 v顆粒的切向速度； r顆粒的旋轉(zhuǎn)半徑。 ? 在重介質(zhì)旋流器中，顆粒所受離心力為 Fc=Vδv2/r ? 懸浮液給物料的向心拖力 F0為： F0=Vρv2/r ? 顆粒在懸浮液中半徑為 r處所受的合力 F為： ? 式中 V— 顆粒的體積。 ? 上式表明，當(dāng) δρ時(shí)， F為正值，顆粒被甩向外螺旋流；當(dāng) δρ時(shí)， F為負(fù)值，顆粒移向內(nèi)螺旋流。從而把密度大于介質(zhì)的顆粒和密度小于介質(zhì)的顆粒分開(kāi)。在旋流器中，離心力可比重力大幾倍到幾十倍，因而大大加快了末煤的分選速度并改善了分選效果。 ? ? 懸浮液的制備方式通常有兩種，一種為直接采購(gòu)合格粒度和品位的磁鐵礦粉直接配制；另一種為將采購(gòu)來(lái)的磁鐵礦粉進(jìn)一步加工后再使用。 ? 圖 311是重介質(zhì)選煤時(shí)，常的懸浮液回收與凈化流程。 ? 在圖 311所示的流程中，脫介篩第二段因噴加清水之故，篩下所回收的懸浮液濃度很低，稱為稀介質(zhì)，其中煤泥含量還很高。象這種懸浮液已不能直接復(fù)用，必須進(jìn)行濃縮與凈化。一般來(lái)說(shuō)可采用濃縮機(jī)（也可用磁力脫水槽或低壓旋流器）濃縮。濃縮機(jī)溢流可作脫介篩第一段的噴水、濃縮機(jī)的底流經(jīng)兩段磁選。一般講磁選機(jī)效率可達(dá) %以上，精礦磁性物含量達(dá) 90%以上，密度達(dá) 2克 /厘米 3左右。磁選精礦進(jìn)入合格介質(zhì)桶與脫介篩第一段篩下懸浮液混合，構(gòu)成合格懸浮液，再用泵送到分選機(jī)循環(huán)使用。 為了增加合格懸浮液的密度或降低合格懸浮液中的煤泥量。利用磁選精礦的密度和磁性物含量都高的特點(diǎn)，將一部分濃懸浮液通過(guò)變流設(shè)備分流到稀懸浮液系統(tǒng)經(jīng)磁選機(jī)凈化和濃縮后再返回合格介質(zhì)桶。這部分濃懸浮液量稱為分流量。它的大小可以由自動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)需要改變。正常生產(chǎn)中，分流量在一常量的上下波動(dòng)。應(yīng)該注意的是，由于磁選機(jī)的效率不可能達(dá)到 100%，磁選尾礦內(nèi)存在損失問(wèn)題，所以分流量越大，磁鐵礦損失也越大。因而，不應(yīng)隨意增加分流量。圖 311這種懸浮液回收凈化流程比較簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是細(xì)粒磁鐵礦和細(xì)煤泥容易損失。常用于作為塊煤懸浮液回收凈化流程。 ? 重介質(zhì)選煤中懸浮液回收與凈化的另一種流程如圖312所示。它與前者不同之處是稀懸浮液先在一低壓旋流器內(nèi)分級(jí)，細(xì)粒磁鐵礦和細(xì)煤泥從旋流器溢流出來(lái)進(jìn)入濃縮機(jī)。旋流器底流為粗粒磁鐵礦和粗粒煤泥，進(jìn)入磁選機(jī)，磁選機(jī)精礦進(jìn)入濃縮機(jī)，濃縮機(jī)底流進(jìn)入合格介質(zhì)桶，濃縮機(jī)溢流作澄清水。濃縮機(jī)的底流由自動(dòng)控制系統(tǒng)控制。該系統(tǒng)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜，優(yōu)點(diǎn)是能回收細(xì)磁鐵礦和細(xì)煤泥，對(duì)末煤重介質(zhì)選煤流程是有利的。 ? 除上述兩種流程外，還有一種最簡(jiǎn)單的直接磁選凈化流程，即稀懸浮液不經(jīng)濃縮（或分級(jí)）設(shè)備直接進(jìn)入磁選機(jī)。該流程優(yōu)點(diǎn)是縮短了介質(zhì)循環(huán)路程，減少了管路磨損，提高了懸浮液的穩(wěn)定性。這種流程要求稀懸浮液盡量減少，磁選機(jī)處理能力要大。此外對(duì)粗粒磁性介質(zhì)也可采用重力沉淀回收的方法。 ? 在懸浮液中煤泥量是處于動(dòng)平衡狀態(tài)的 。 從上述介質(zhì)回收和凈化流程中 ， 我們知道進(jìn)入懸浮液系統(tǒng)的煤泥有原生煤泥和次生煤泥 ， 而從懸浮液系統(tǒng)排出的煤泥有產(chǎn)品帶走的煤泥 、 稀介質(zhì)和分流量經(jīng)磁選后以尾礦形式排走的煤泥 。 當(dāng)原煤的數(shù)量 、 質(zhì)量 ， 選煤工藝流程及分流量等諸因素不變時(shí) ，按照數(shù)質(zhì)量進(jìn)出平衡的原則 ， 煤泥不可能在懸浮液系統(tǒng)中無(wú)限積存 ， 也不可能在系統(tǒng)中無(wú)限減少 ， 進(jìn)入系統(tǒng)的煤泥量應(yīng)與從系統(tǒng)中排出的煤泥量維持動(dòng)平衡 。 但當(dāng)某一因素改變時(shí) ，這個(gè)動(dòng)平衡便遭破壞 ， 表現(xiàn)出煤泥在合格介質(zhì)中增加或減少 。但到一定值后 ， 又在新的基礎(chǔ)上達(dá)到了新的平衡 。 如果當(dāng)分流量增加后 ， 進(jìn)入系統(tǒng)的煤泥量沒(méi)變 ， 但從磁選機(jī)排出的煤泥量增加了 ， 即從系統(tǒng)排除的煤泥量大于進(jìn)入系統(tǒng)的煤泥量 。 ? 那么，合格懸浮液中煤泥含量逐漸減少，合格懸浮液的粘度也逐漸變小。于是脫介篩第一段的脫介效果將會(huì)改善，進(jìn)入脫介篩第二段后稀懸浮液中的煤泥量也會(huì)逐漸減少。最后由產(chǎn)品帶走的煤泥必然也就減少。結(jié)果是從系統(tǒng)中排除的煤泥量逐漸與進(jìn)入系統(tǒng)的煤泥量趨于平衡，也就是在合格懸浮液中煤泥含量減少的基礎(chǔ)上建立了新的平衡關(guān)系。 ?
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