【委员视角】三锥角水介旋流器分选粗煤泥，您了解吗？
编者按
煤炭工业技术委员会作为行业最具权威的参谋咨询机构，聚集了全行业一流的科技专家和学科带头人，得到了原煤炭部、煤炭局历任领导的高度重视，在煤炭工业改革发展中发挥了重要作用，是推动行业科技进步的智囊团，是行业人才培养的摇篮，是推动煤炭工业创新发展的重要驱动力。
第三届煤炭工业技术委员会选煤专家委员会由37位委员组成，他们对选煤都有专业的技术眼光、先进的实践方案和优化的解决措施。作为选煤行业第一自媒体品牌，“56选煤”之前陆续发布了部分委员的精彩观点，受到了选煤同仁的肯定和好评。为了促进选煤技术交流，“56选煤”特开辟【委员视角】栏目，继续选取部分委员的精彩观点予以发布，请大家持续关注。
选煤，我们一路同行。
本文是开滦集团石尚杰副总工程师所写。吕家坨选煤厂粗煤泥含量高，细泥含量大，由于水力分级旋流器组脱泥效果较差，造成重介旋流器系统分选效率低，精煤灰分难以控制，介耗高等问题。针对此问题，在水介三锥角旋流器的结构及工作原理分析基础上，通过实验室与现场试验研究，设计了粗煤泥分选工艺方案，从而解决了吕家坨选煤厂的粗煤泥分选问题，提高了原煤入选量和精煤产品质量的合格率，降低了介耗。
吕家坨选煤厂分选煤种为稀缺的焦煤，生产采用选前脱泥+块煤立轮重介+末煤无压三产品重介旋流器+煤泥浮选联合工艺流程。该厂煤泥回收系统为:分级脱泥筛下煤泥水经6台600mm水力旋流器分级后，底流进入弧形筛直线振动脱泥筛处理，直线振动脱泥筛筛上物进入末煤三产品重介旋流器分选，而水力旋流器溢流弧形筛与直线振动脱泥筛筛下水则进入浮选系统。
近来，该厂煤泥回收系统暴露了一些问题:受13～0.5mm粒级末原煤含量高波动大的影响，0.5mm分级脱泥筛实际处理量接近理论计算的上限(约600t/h)，严重制约了选煤厂洗选能力的提高，使原煤入选能力远达不到设计的714t/h，且造成吨煤电耗增高;水力分级旋流器组分级脱泥效果较差，经截粗后的粗煤泥中含有大量细泥，造成主选重介旋流器系统分选效果变差，主要表现为精煤灰分难以控制，矸石带煤偏高，介耗偏大;原煤分级筛下层筛板易跑水，生产连续性差;直线振动脱泥筛筛下水跑粗，浮选产率低。
针对以上存在问题，吕家坨选煤厂选用了三锥角水介旋流器粗煤泥分选工艺方案。
1、三锥角水介旋流器简介
近年来兴起的三锥角水介旋流器不仅具有原有水介旋流器的优点，而且参数可调，可针对不同煤质要求设计不同结构参数，不仅分选精度较高，且工作稳定可靠，在粗煤泥分选过程中可以有效实现精煤回收同时，该旋流器设计紧凑，适应性强，占用空间小，便于选煤厂改造应用。
三锥角水介旋流器主要由入料管溢流管筒体及锥体三部分组成，其中锥体部分由三段锥角组成。其工作原理为:分选物料沿切线方向通过入料管给入圆筒体内，在筒体内形成内螺旋流和外螺旋流;在重力和离心力等力的作用下，低密度轻产物(精煤)进入内螺旋流;高密度重产物(尾煤)进入外螺旋流，依次流经一段锥体二段锥体和三段锥体，在每段锥体内均进行一次分选;最后，低密度轻产物在内螺旋流的作用下由溢流管排出，高密度颗粒则随外螺旋下降流运动从底流口排出。
2、粗煤泥分选工艺方案
根据吕家坨选煤厂现场设备管道布置情况，对粗煤泥分选工艺进行了改造设计，采用500mm三锥角水介旋流器组代替原有600mm水力分级旋流器组对原煤分级筛下的煤泥水进行处理，改造后的粗煤泥分选工艺流程如图所示。
改造后，三锥角水介旋流器溢流经弧形筛、高频筛脱水，筛上物直接作为精煤产品，筛下水进行煤泥浓缩，底流进入浮选，溢流作为循环水循环利用;旋流器底流经高频筛脱泥脱水后合入末煤刮板进入末煤重介系统，由重介质旋流器进行分选处理。
吕家坨选煤厂进行粗煤泥分选工艺改造后，不仅保证粗煤泥的有效分选，而且可以有效提高系统原煤入选量;另外，大部分原生煤泥进入了三锥角水介旋流器分选系统，可以使重介质系统中的煤泥量显著降低，提高主选重介旋流器分选效果，降低介耗。
3、工业性试验
在实验室试验的基础上，利用相似放大原理，根据实验室用100mm三锥角旋流器结构参数放大制造出工业性试验用500mm三锥角水介旋流器。取样测定入料浓度为171.5g/L，通过现场调试，最终选取溢流管下端边距为60mm，入料压力为0.07MPa，于2014年9月22-23日连续取样化验，结果如表所示。
由表连续生产数据可以看出，应用三锥角水介旋流器可以得到合格的精煤，并且精煤灰分较为稳定，除9月23日4∶00～6∶00因入选原煤为老井煤煤质偏差，高灰细泥含量偏高外，其他时间取样平均灰分为11.16%。在现场分别采取三锥角旋流器入料、溢流、底流，烘干后进行小筛分、小浮沉试验，据试验结果计算分配率，如下表所示。据绘制出重产物分配率曲线，并查得分配率为75%时的分选密度为1.46g/cm3，分配率为25%时分选密度为1.26g/cm3，实际分选密度为1.36g/cm3。经计算，三锥角水介旋流器对于该粗煤煤泥分选时，可能偏差Ep值为0.10，从Ep值可以看出，该分选设备在现场试验过程中分选精度较好。
4、技术改造效果预测
工业试验结果表明，三锥角水介旋流器作为一种新型高效粗煤泥分选设备，能够有效解决吕家坨选煤厂粗煤泥的分选问题，既能够提高原煤入选量和精煤产品质量，又能降低吨煤介耗，同时还能改善浮选工艺分选效果，解决浮选跑粗问题，有利于净化选煤厂用水，实现洗水闭路循环该项改造投资少见效快，改造后，可以使工艺趋于完善，运行稳定可靠，经济效益显著。
考虑到选煤厂工艺特点及生产能力，参照霍州煤电方山选煤厂实际应用三锥角水介旋流器分选粗煤泥状况，吕家坨选煤厂决定采用三锥角水介旋流器代替原水力分级旋流器对粗煤泥进行分选，预测该项技术改造实施后，吨煤介耗可降低1kg/t，每年可降低消耗400万元;吨原煤电耗可降低2度，每年节约电费400万元;扣除吨原煤0.5元的设备运转维护费用(200万元/a)，则年经济效益为600万元，经济效益非常显著。
链接
石尚杰副总工程师还曾发表《细泥及超细矿泥煤泥水澄清处理的有效方法》、《浮选回收煤矸石中硫铁矿的可行性研究》等论文，主要观点摘录如下：
1、细泥及超细矿泥煤泥水澄清处理的有效方法
对开滦林西矿业有限公司选煤厂煤泥水沉降特性进行了研究，优选了絮凝剂和凝聚剂，通过药剂制度的选择和加药方式的改进，以及增加耙式浓缩机水面漂浮物的分离处理设施，有效地解决了林西矿细粒煤泥和8号煤层中赋存的超细矿泥造成的油状絮团物对循环水的聚集污染，从而确保了生产用水质量。
2、浮选回收煤矸石中硫铁矿的可行性研究
为实现河北蔚县单候矿煤矸石的资源化利用，在对煤矸石性质和目前分选技术分析的基础上，探索通过浮选从煤矸石中回收硫铁矿的可行性。试验结果表明:在煤矸石磨矿细度为60%矿浆pH值在6～6.5之间、硫酸铜用量为500g/t、丁基黄药用量为400g/t、2#油用量为45g/t的条件下，采用预先脱泥、一次粗选两次精选的浮选闭路试验流程，可获得产率为10.19%、硫含量为39.67%、回收率为82.50%的硫精矿;从工艺指标和工艺条件来看，通过浮选回收煤矸石中的硫铁矿可行。
（编辑：安安）
五六专供
（点击图片即可查看）
洗选小咖
选煤知识哪里学？
专注选煤
五六啊！选煤第一平台！
好多资讯，不看后悔！