【導讀】的工藝技術(shù)已達到國際先進水平。1956年中國成立了選煤專業(yè)設計院——選煤設計研究院（現(xiàn)。設計院也設立了選煤專業(yè)。同時還陸續(xù)成立了專

　　

【正文】 +跳汰中煤重介質(zhì)旋流器再選 +煤泥浮選 37 （ 2） 三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選 工藝 三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器可以分為兩產(chǎn)品結(jié)構(gòu)組合式和工藝組合式兩種類型，其中結(jié)構(gòu)組合式又可以分為軸向串聯(lián)式三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器（精選型）和空間串聯(lián)式三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器（掃選型）。 1)工藝組合型三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選工藝 該工藝將兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器從工藝上進行組合，一般采用雙密度分選的工藝流程，即用兩種密度不同的重介質(zhì)懸浮液，使用兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器組成兩個獨立的分選系統(tǒng)，獲得精煤、中煤、矸石三個產(chǎn)品。 從系統(tǒng)簡化配置的角度，工藝組合型三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選多采用有壓的兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器作為分選設備。 圖 49 所示為采用泵給料的兩段兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器實現(xiàn)三產(chǎn)品分選的典型流程。 圖 49 雙密度用泵給料分選三產(chǎn)品流程 入料原煤先進入低密度煤介混合桶，由泵打入 1 重介質(zhì)旋流器，其輕產(chǎn)物脫介脫水以后為最終精煤；重產(chǎn)物經(jīng)脫介脫水后轉(zhuǎn)載到高密 38 度的煤介混合桶，由泵打入 2重介質(zhì)旋流器進行高密度分選，產(chǎn)品脫介、脫水后成為中煤和矸石產(chǎn)品。該流程靈活性大，在工藝配置上容易實現(xiàn)，廠房體積小；但是當煤和矸石易泥化時，次生煤泥量大、灰高，對介質(zhì)凈化回收及煤泥水系統(tǒng)的負面影響加大。 圖 410 所示流程為采用定壓 箱給料的形式。與圖 49 所示的流程相比，系統(tǒng)的次生煤泥量要少一些，但是由于受定壓箱的空間位置要求限制，煤流的轉(zhuǎn)載關(guān)系比較復雜，工藝配置所需的廠房空間要求大，難度高，特別是 2旋流器的入料提升起來很復雜。 圖 410 定壓箱給料的兩段兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器生產(chǎn)三產(chǎn)品 圖 411 所示流程將上述兩種流程的特點結(jié)合了起來。 1 旋流器的入料為原煤，可以由原煤皮帶運送定壓箱所在樓層。 2旋流器的入料則充分利用系統(tǒng)的空間關(guān)系由上而下，轉(zhuǎn)載進入煤介混合桶，采用泵給料方式，實現(xiàn)起來比較容易。 39 圖 411 定壓箱 和泵聯(lián)合給料的兩段兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器生產(chǎn)三產(chǎn)品 2)精選型三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選工藝 無壓給料圓筒重介質(zhì)旋流器軸向串聯(lián)組合，形成精選型三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器（根據(jù)需要還可以繼續(xù)增加串聯(lián)級數(shù)，增加產(chǎn)品數(shù)量）。前一段進行高密度分選，其輕產(chǎn)物為下一段的入料，在下一段完成低密度精選。 旋流器本身對介質(zhì)的分級濃縮作用，擴大了兩段的分選密度差。采用不同密度的懸浮液，雖然介質(zhì)系統(tǒng)復雜，但分選密度，特別是二段的分選密度易于調(diào)節(jié)，密度差調(diào)節(jié)范圍大，具有更好的遁應性，如圖 412 所示。 圖 412 為雙密度介質(zhì)系統(tǒng)的精選型三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選工藝。 入料原煤由一段旋流器的入料口無壓給入，高密度的循環(huán)介質(zhì)由一段旋流器的介質(zhì)入口由泵打入。在一段中進行高密度分選。矸石由一段重介質(zhì)旋流器的重產(chǎn)物口切向排出，在篩上脫介、脫水后運出。一段旋流器的輕產(chǎn)物由軸向排料口直接給入二段旋流器的軸向入料， 40 低密度的循環(huán)介質(zhì)由二段的介質(zhì)入口打入，實現(xiàn)低密度分選，分為精煤和中煤。由于二段的煤介比相對較小，因此分選精度高，精煤的質(zhì)量好。 圖 412 雙密度精選型三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選流程 圖 413 則 采用單一密度的重介質(zhì)懸浮液，兩段的分選密度差主要靠一段的濃縮效應及兩段旋流器的結(jié)構(gòu)參數(shù)差異、入料壓力差異等來產(chǎn)生。即循環(huán)介質(zhì)主要根據(jù)一段高密度分選的需要配制；二段的工作懸浮液實際上由循環(huán)介質(zhì)和一段輕產(chǎn)物口帶進二段懸浮液混合而成，由于一段的濃縮作用，二段旋流器中工作懸浮液的實際密度低于循環(huán)懸浮液的密度。由于受一段的影響，二段分選密度的調(diào)節(jié)范圍有限，且獨立性差。 41 圖 413 單一密度精選型三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選流程 這種軸向串聯(lián)的精選方式還可以實現(xiàn)兩段以上組合，實現(xiàn)多產(chǎn)品分選。 由于采用無壓 給料，從高密度到低密度分選，密度越高的組分（矸石）在旋流器中停留的時間就越短，因而大大降低矸石對設備的磨損，延長設備壽命。分選過程為逐級精選，最終精煤污染小、質(zhì)量高。 3)空間組合型三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選工藝 空間組合型三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器為兩個兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的空間組合，使用單一密度介質(zhì)系統(tǒng)實現(xiàn)三產(chǎn)品分選。該工藝可以分為兩種類型，一種是由兩段有壓給料的旋流器組合而成，一般一段為圓筒形，二段為圓筒圓錐形；另一種是由無壓給料的圓筒旋流器和有壓給料的圓筒圓錐形旋流器組合而成。 無論一段是有壓給料還是無壓 給料，都具有以下共同的特點： (l)二段都是有壓切線給料； (2)二段的入料和工作懸浮液是一段的底流口產(chǎn)物，二段的工作 42 壓力是一段的底流的排料余壓。 在一段進行低密度分選，選出精煤，一段的重產(chǎn)物借助排料余壓進入二段完成高密度分選，選出中煤和矸石。所以高密度的矸石在旋流器中停留時間最長，對系統(tǒng)的磨損嚴重，特別是對二段旋流器的壽命影響很大，兩段的連接管和二段的底流口的使用壽命一般為 3 個月左右。 由于采用單一密度的懸浮液，利用一段的濃縮效應為二段提供高密度的工作懸浮液，因此一段的入料 壓力和分選密度易于調(diào)節(jié)，而二段的分選密度和壓力調(diào)節(jié)起來就困難一些。目前主要根據(jù)中煤質(zhì)量要求，通過調(diào)整二段溢流管的插入深度來調(diào)節(jié)二段分選密度，因此調(diào)節(jié)范圍有限，這也是該類三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的最大缺點。 圖 41圖 415 為有壓及無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選工藝。前者為有壓給料，后者為無壓給料。 圖 414 泵給料的有壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選流程 43 圖 4 15 無壓給料的三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器選煤流程 對圖 414 來說，入料原煤轉(zhuǎn)載至煤介混合桶，用泵打入有壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器。選后產(chǎn)品分別脫介、脫 水后成為最終產(chǎn)品。 由于采用泵給料，圖 4 14 所示的工藝系統(tǒng)次生煤泥量比較大，因此當煤質(zhì)脆、矸石易泥化時，將對脫介及煤泥水系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響。 圖 415 所示為無壓給料的三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選流程。原煤轉(zhuǎn)載至旋流器的入料斗，同時沖入少量介質(zhì)進行預濕后，在重力作用下進入旋流器；大部分介質(zhì)由一段的介質(zhì)入料由泵打入，完成一段分選，產(chǎn)出精煤；一段的重產(chǎn)物借助排料余壓進入二段，進行高密度分選后得中煤和矸石。各產(chǎn)品脫介、脫水后成為最終產(chǎn)品。由于分選下限可到 左右，各產(chǎn)品的稀介分別處理。與有壓 方式相比，這種流程系統(tǒng)次生煤泥量要少一些。 無壓給料的三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器具有結(jié)構(gòu)緊湊、系統(tǒng)簡單、大型化不受給料泵過流粒度的限制、次生煤泥量少等優(yōu)點。 3． 全重介選煤工藝 塊煤重介 +末煤重介 +煤泥分選工藝多用于對產(chǎn)品粒度有要求的 44 無煙煤的分選，如圖 416 所示。原煤經(jīng)預先分級以后，塊煤進入斜輪分選，斜輪的輕、重產(chǎn)物分別脫介后，得塊精煤和塊矸石；末煤采用脫泥重介質(zhì)分選工藝，濕法脫泥得到的煤泥水直接去浮選系統(tǒng)。脫泥篩的篩上物進煤介混合桶，經(jīng)泵打入兩產(chǎn)品旋流器分選為末精煤和末矸石。 圖 416 塊 煤重介 +末煤重介質(zhì)旋流器 +煤泥浮選流程 第五 節(jié) 煤泥重介質(zhì)旋流器分選工藝 1． 煤泥重介質(zhì)分選 與常規(guī)的細煤泥分選技術(shù)相比，煤泥重介質(zhì)旋流器分選日益受到重視的原因主要有以下幾點： (l)與其他重力分選設備相比，具有較高的分選精度，費用比常規(guī)浮選低廉； (2)屬物理方法，與浮選相比，可以處理氧化煤或風化煤； (3)由于是按密度分選，對細粒黃鐵礦硫的脫除具有優(yōu)勢； (4)機采煤泥量的增加，促使高效、低成本分選技術(shù)的研究與開 45 發(fā)； (5)延伸大直徑重介質(zhì)旋流器的分選下限、簡化選煤 工藝流程。 限制煤泥重介質(zhì)旋流器分選技術(shù)推廣應用的主要原因是： (l)首先，由于介質(zhì)本身的粒度分布，因此煤泥重介選具有一定的分選粒度下限，后續(xù)的分選依然需要浮選完成； (2)微細介質(zhì)的高效脫除與凈化回收存在問題，介質(zhì)損耗較大。 為保證煤泥重介質(zhì)旋流器具有較好的分選效果，往往需要做到： (l)盡可能預先脫除入料中 mm 部分的細泥，即采用脫泥分選； (2)加重質(zhì)的粒度組成要具備一定的細度， 40μ m 的要占 90%以上， 10μ m 的要大于 50%； (3)循環(huán)介質(zhì)要退磁，避免介質(zhì)顆粒由于磁凝聚而絮團。 2． 煤泥重介質(zhì)旋流器分選工藝 由于受分選粒度下限的限制，煤泥重介的原則工藝流程一般要求有選前脫泥（此處指脫除有效分選粒度下限以下的微細煤泥）。實際上介質(zhì)中本身就含有大量的微細的高灰非磁性物，會對產(chǎn)品形成污染，因此選后脫泥也很重要。 （ 1） 選前脫泥的煤泥重介質(zhì)旋流器分選流程 圖 51 為典型的選前分級脫泥的煤泥重介質(zhì)旋流器分選流程。 46 圖 51 選前脫泥的煤泥重介質(zhì)旋流器分選流程 該流程中，煤泥在進入分選系統(tǒng)之前，預先采用水力分級設備將小于分選 下限的微細顆粒分離出來，用其他工藝加工處理，如采用浮選柱分選或濃縮脫水后直接回收。而分級設備的粗粒級產(chǎn)物采用小直徑煤泥重介質(zhì)旋流器分選。水力分級設備往往采用水介質(zhì)分級旋流器。 (2)選后脫泥的煤泥重介質(zhì)旋流器分選原則流程 圖 52 為選后脫泥的煤泥重介質(zhì)旋流器分選原則流程。選后脫泥主要是因為煤泥重介質(zhì)旋流器有一定的分選粒度下限。 圖 52 選后脫泥的煤泥重介質(zhì)旋流器分選流程 47 煤泥與介質(zhì)調(diào)配好以后，用泵打入煤泥重介質(zhì)旋流器進行分選，煤泥重介質(zhì)旋流器的底流和溢流經(jīng)過磁選脫介，磁選精礦返回混合桶 。磁選尾礦利用分級脫水設備分別回收。底流的磁選尾礦灰分高，直接去煤泥水系統(tǒng)。溢流磁選尾礦灰分低，但其中依然含有大量的高灰細泥要進一步將這部分細泥脫除后，才能得到質(zhì)量較高的低灰粗煤泥。脫泥采用分級旋流器，細泥進入分級旋流器的溢流，直接去煤泥水系統(tǒng)或進行浮選。低灰的粗粒進入分級旋流器的底流，用弧形篩、高頻篩或煤泥離心機再次脫水、脫泥，回收的低灰粗煤泥通常摻入綜合精煤。 (3)雙重強化脫泥的煤泥重介質(zhì)分選工藝 該工藝中，將選前脫泥與選后脫泥結(jié)合起來，系統(tǒng)比較復雜，但可以最大限度地降低細泥對精煤產(chǎn)品 的污染，提高精煤質(zhì)量，特別是當微細粒級含量大且灰分較高時，雙重強化脫泥的意義更大。如圖53 所示： 圖 53 10 mm 煤泥的小直徑重介質(zhì)旋流器分選流程 進入系統(tǒng)的煤泥粒度為 1mm，采用振動弧形篩、德瑞克振動篩（分 48 級粒度一般在 左右）脫除 細泥；脫出的高灰細泥直接進入尾煤濃縮機進一步處理；經(jīng)預脫泥并適度脫水后的煤泥進入混合桶；分選設備為直徑 250mm 的小直徑重介質(zhì)旋流器；旋流器的溢流采用分級磁選工藝，以改進磁選效果；輕產(chǎn)物的磁選尾礦采用水力旋流器分級，分級旋流器的溢流作為循環(huán)水 使用，分級旋流器的底流采用振動篩和煤泥離心機脫水、回收精煤；分選旋流器底流的處理方式也基本相同。這樣大大減少了高灰細粒對精煤產(chǎn)品的污染，精煤質(zhì)量較高。 (4)國內(nèi)的煤泥重介質(zhì)分選工藝 我國在重介選煤工藝的研究、開發(fā)實踐中，以簡化工藝流程為目標，在大直徑旋流器分選的基礎上，將部分合格介質(zhì)從精煤弧形篩下分流出，用小直徑煤泥重介質(zhì)旋流器進行分選，形成了我國特有的煤泥重介質(zhì)分選工藝， 如圖 54。精煤脫介篩下的分流懸浮液并不是按常規(guī)工藝去磁選，而是先進入一調(diào)漿桶，再用泵打入小直徑煤泥重介質(zhì)旋流器進行分選。煤 泥重介旋流器的低灰溢流和高灰底流分別進入磁選機脫介；溢流磁選機的磁選尾礦經(jīng)弧形篩、高頻篩或煤泥離心機脫水、脫泥后，得到低灰的精煤泥；脫下來的煤泥水去后續(xù)的作業(yè)系統(tǒng)；底流的磁選尾礦灰分較高，可直接去煤泥水系統(tǒng)。這樣做的優(yōu)點是： (l)充分利用了大直徑旋流器對介質(zhì)的分級、濃縮效應，為小直徑旋流器提供了密度、粒度合適的工作懸浮液，有助于降低分選粒度下限； 49 (2)省去了細介質(zhì)制備環(huán)節(jié)，降低了介質(zhì)制備的成本； (3)采用小直徑旋流器可以提高離心因數(shù)、改善分選效果。 圖 54 煤泥重介質(zhì)分選 流程 目前國內(nèi)一些廠采用大直徑無壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器不脫泥分選 +小直徑煤泥重介質(zhì)旋流器分選工藝。圖 55 為國內(nèi)某廠所采用該工藝的流程圖。由于同時受到大直徑主選重介質(zhì)旋流器工作狀況的影響，煤泥重介質(zhì)旋流器的分選效果差別較大。 圖 55 國內(nèi)某廠采用的三產(chǎn)品無壓給料旋流器 +煤泥重介分選工藝原則流程圖 50 第六 節(jié) 重介質(zhì)懸浮液的回收凈化工藝 1． 概述 磁鐵礦粉因其物化性能穩(wěn)定、真密度高、原料分布廣、易于回收，而成為重介選煤廠目前廣泛使用的加重質(zhì)。介質(zhì)消耗是重介質(zhì)選煤工藝的主要材料消耗及成本構(gòu)成因素 之一。 介質(zhì)消耗包括技術(shù)損耗（工藝損耗）與管理損耗。技術(shù)損耗是指重介各產(chǎn)品（精煤、中煤和矸石）和各磁選機尾礦帶走的介質(zhì)折合到每噸入洗原煤的重量；管理損耗是指介質(zhì)的儲存、運輸、添加及生產(chǎn)過程中的跑、冒、滴、漏而損失的介質(zhì)折合到每噸入洗原煤的重量。為了減少生產(chǎn)過程的介質(zhì)損耗，降低生產(chǎn)成