【導(dǎo)讀】的工藝技術(shù)已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。1956年中國(guó)成立了選煤專業(yè)設(shè)計(jì)院——選煤設(shè)計(jì)研究院（現(xiàn)。設(shè)計(jì)院也設(shè)立了選煤專業(yè)。同時(shí)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(jìn)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(gè)獨(dú)立的分選系統(tǒng)，獲得精煤、中煤、矸石三個(gè)產(chǎn)品。 從系統(tǒng)簡(jiǎn)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(shè)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(shí)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(jìn)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(jìn)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(shí)現(xiàn)，廠房體積??；但是當(dāng)煤和矸石易泥化時(shí)，次生煤泥量大、灰高，對(duì)介質(zhì)凈化回收及煤泥水系統(tǒng)的負(fù)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(fù)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(lái)很復(fù)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(diǎn)結(jié)合了起來(lái)。 1 旋流器的入料為原煤，可以由原煤皮帶運(yùn)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(jìn)入煤介混合桶，采用泵給料方式，實(shí)現(xiàn)起來(lái)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(wú)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(jí)數(shù)，增加產(chǎn)品數(shù)量）。前一段進(jìn)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(duì)介質(zhì)的分級(jí)濃縮作用，擴(kuò)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(fù)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(yīng)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(wú)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(jìn)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(yùn)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(shí)現(xiàn)低密度分選，分為精煤和中煤。由于二段的煤介比相對(duì)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(yīng)及兩段旋流器的結(jié)構(gòu)參數(shù)差異、入料壓力差異等來(lái)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(shí)際上由循環(huán)介質(zhì)和一段輕產(chǎn)物口帶進(jìn)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(shí)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(dú)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(shí)現(xiàn)兩段以上組合，實(shí)現(xiàn)多產(chǎn)品分選。 由于采用無(wú)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(shí)間就越短，因而大大降低矸石對(duì)設(shè)備的磨損，延長(zhǎng)設(shè)備壽命。分選過(guò)程為逐級(jí)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(gè)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(shí)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(wú)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(wú)論一段是有壓給料還是無(wú)壓 給料，都具有以下共同的特點(diǎn)： (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(jìn)行低密度分選，選出精煤，一段的重產(chǎn)物借助排料余壓進(jìn)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(shí)間最長(zhǎng)，對(duì)系統(tǒng)的磨損嚴(yán)重，特別是對(duì)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(gè)月左右。 由于采用單一密度的懸浮液，利用一段的濃縮效應(yīng)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(lái)就困難一些。目前主要根據(jù)中煤質(zhì)量要求，通過(guò)調(diào)整二段溢流管的插入深度來(lái)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(diǎn)。 圖 41圖 415 為有壓及無(wú)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(wú)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(wú)壓給料的三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器選煤流程 對(duì)圖 414 來(lái)說(shuō)，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(dāng)煤質(zhì)脆、矸石易泥化時(shí)，將對(duì)脫介及煤泥水系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響。 圖 415 所示為無(wú)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(shí)沖入少量介質(zhì)進(jìn)行預(yù)濕后，在重力作用下進(jìn)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(jìn)入二段，進(jìn)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(wú)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(jiǎn)單、大型化不受給料泵過(guò)流粒度的限制、次生煤泥量少等優(yōu)點(diǎn)。 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(duì)產(chǎn)品粒度有要求的 44 無(wú)煙煤的分選，如圖 416 所示。原煤經(jīng)預(yù)先分級(jí)以后，塊煤進(jìn)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(jìn)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(xì)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(diǎn)： (l)與其他重力分選設(shè)備相比，具有較高的分選精度，費(fèi)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(fēng)化煤； (3)由于是按密度分選，對(duì)細(xì)粒黃鐵礦硫的脫除具有優(yōu)勢(shì)； (4)機(jī)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(jiǎn)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(yīng)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(xì)介質(zhì)的高效脫除與凈化回收存在問(wèn)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(yù)先脫除入料中 mm 部分的細(xì)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(xì)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(tuán)。 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(xì)煤泥）。實(shí)際上介質(zhì)中本身就含有大量的微細(xì)的高灰非磁性物，會(huì)對(duì)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(jí)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(jìn)入分選系統(tǒng)之前，預(yù)先采用水力分級(jí)設(shè)備將小于分選 下限的微細(xì)顆粒分離出來(lái)，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(jí)設(shè)備的粗粒級(jí)產(chǎn)物采用小直徑煤泥重介質(zhì)旋流器分選。水力分級(jí)設(shè)備往往采用水介質(zhì)分級(jí)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?yàn)槊耗嘀亟橘|(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(jìn)行分選，煤泥重介質(zhì)旋流器的底流和溢流經(jīng)過(guò)磁選脫介，磁選精礦返回混合桶 。磁選尾礦利用分級(jí)脫水設(shè)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(xì)泥要進(jìn)一步將這部分細(xì)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(jí)旋流器，細(xì)泥進(jìn)入分級(jí)旋流器的溢流，直接去煤泥水系統(tǒng)或進(jìn)行浮選。低灰的粗粒進(jìn)入分級(jí)旋流器的底流，用弧形篩、高頻篩或煤泥離心機(jī)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(qiáng)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(lái)，系統(tǒng)比較復(fù)雜，但可以最大限度地降低細(xì)泥對(duì)精煤產(chǎn)品 的污染，提高精煤質(zhì)量，特別是當(dāng)微細(xì)粒級(jí)含量大且灰分較高時(shí)，雙重強(qiáng)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(jìn)入系統(tǒng)的煤泥粒度為 1mm，采用振動(dòng)弧形篩、德瑞克振動(dòng)篩（分 48 級(jí)粒度一般在 左右）脫除 細(xì)泥；脫出的高灰細(xì)泥直接進(jìn)入尾煤濃縮機(jī)進(jìn)一步處理；經(jīng)預(yù)脫泥并適度脫水后的煤泥進(jìn)入混合桶；分選設(shè)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(jí)磁選工藝，以改進(jìn)磁選效果；輕產(chǎn)物的磁選尾礦采用水力旋流器分級(jí)，分級(jí)旋流器的溢流作為循環(huán)水 使用，分級(jí)旋流器的底流采用振動(dòng)篩和煤泥離心機(jī)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(xì)粒對(duì)精煤產(chǎn)品的污染，精煤質(zhì)量較高。 (4)國(guó)內(nèi)的煤泥重介質(zhì)分選工藝 我國(guó)在重介選煤工藝的研究、開發(fā)實(shí)踐中，以簡(jiǎn)化工藝流程為目標(biāo)，在大直徑旋流器分選的基礎(chǔ)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(jìn)行分選，形成了我國(guó)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(jìn)入一調(diào)漿桶，再用泵打入小直徑煤泥重介質(zhì)旋流器進(jìn)行分選。煤 泥重介旋流器的低灰溢流和高灰底流分別進(jìn)入磁選機(jī)脫介；溢流磁選機(jī)的磁選尾礦經(jīng)弧形篩、高頻篩或煤泥離心機(jī)脫水、脫泥后，得到低灰的精煤泥；脫下來(lái)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(diǎn)是： (l)充分利用了大直徑旋流器對(duì)介質(zhì)的分級(jí)、濃縮效應(yīng)，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(xì)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(guó)內(nèi)一些廠采用大直徑無(wú)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(guó)內(nèi)某廠所采用該工藝的流程圖。由于同時(shí)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(guó)內(nèi)某廠采用的三產(chǎn)品無(wú)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?yè)p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(jī)尾礦帶走的介質(zhì)折合到每噸入洗原煤的重量；管理?yè)p耗是指介質(zhì)的儲(chǔ)存、運(yùn)輸、添加及生產(chǎn)過(guò)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(guò)程的介質(zhì)損耗，降低生產(chǎn)成