乔霈俊
摘 要：本文介绍了3GDMC1400/1000A型无压三产品重介旋流器的结构组成、分选原理和特点，并阐述了在贺西矿选煤厂工艺流程中具体应用，体现了大型旋流器在生产实践中的工艺特点和效率。
关键词：3GDMC1400/1000A大型旋流器；分选原理；实际应用；分选效果
汾西矿业集团公司贺西煤矿选煤厂隶属于汾西矿业集团公司贺西煤矿，于2005年10月建成试生产，设计处理能力为200万吨/年，采用重介-浮选联合生产工艺，经过几年的生产运转，2009年入洗原煤量达到220万吨，生产实现了自动化，贺西矿选煤厂经过几年的生产运行以其先进的设计、高效的分选，简化的操作获得了良好的生产效果，给企业带来了可观的经济效益，贺西矿选煤厂由此在2008年被中国煤炭工业协会评为全国“优质高效选煤厂”，选煤厂使用的为建厂时世界最大的旋流器3GDMC1400/1000A无压三产品旋流器，该设备是大型、高效、简化全重介质选煤工艺与设备项目的核心分选设备，由于该设备的洗选流程简单，处理量大，分选精度高，操作方便、投资少、加工费用低等特点，十分适于大型选煤厂的使用。
1 无压三产品旋流器的结构及分选原理
1.1 组成结构
3GDMC1400/1000A无压给料三产品重介质旋流器由两个产品旋流器组合而成。一段旋流器为圆筒型，二段旋流器为圆筒锥型，一段由分选室、给煤管、给介管、溢流管、底流管等组成，二段由分选室、入料管、溢流管、底流口、在线密度调节器组成，无压给料三产品重介质旋流器可分选不脱泥的从易选煤到难选和极难选煤的所有煤种，大大地简化了重介质旋流器选煤工艺，获得了较好的技术指标。
1.2 结构示意图：
图1 3GDMC1400/1000A无压给料三产品重介质旋流器结构图
1.3 技术参数
3GDMC1400/1000A无压给料三产品重介质旋流器主要技术参数如表1。
1.4 旋流器的分选原理
合格介质经筒体外壁沿切线方向以一定的工作压力给入旋流器内，当入选原煤被小部分悬浮液带着由上端中央入料管给入后，在介质旋转流的强大离心力作用下，由中央向四壁按密度分层，密度高的重物料迅速到达器壁，在外层介质流的推动下，从给料端近处向底流口排出，由中间密度物组成的产物，在离底流口不远处形成一个不断置换的平衡阻挡层，使低于和接近分选密度的物料无力穿透阻挡层而导入内螺旋流，并经溢流管排出。从底流口排除的中煤及矸石混合物在一段旋流器的余压下进入二段旋流器内，由于加重质颗粒在离心力及外旋流的推挤作用下，沿圆筒壁的给煤方向移动，产生浓缩作用，同时也有分选作用，使进入二段旋流器的悬浮液密度升高，自然提高二段分选密度，从而有效对重产物进行再分选。
2 选煤厂的全重介工艺流程及特点
贺西矿选煤厂采用全重介加浮选的工艺，破碎后的原煤由原煤入厂皮带运至302刮板机润湿，原煤润湿好后给入303重介质旋流器，我厂采用3GDMC1400/1000A级重介质旋流器，根据采用的选煤设备允许的入料粒度≤80mm，在无压给料三产品重介旋流器内一次性分选出精煤、中煤、矸石三种产品，精煤由精煤分配箱收集后，运输到精煤脱介弧形筛进行一次脱介，精煤脱介弧形筛筛上物进入精煤脱介筛进行二次脱介并脱水、脱泥和分级，精煤脱介筛下末精煤进入末精煤离心机进行二次脱水，经二次脱水后的末精煤和精煤脱介筛上的块精煤一起进入精煤产品皮带；中煤由中煤集料箱收集后，运输到中煤脱介弧形筛进行一次脱介，中煤脱介弧形筛筛上物进入中煤脱介筛进行二次脱介并脱水、脱泥和分级，采用3LG3648型脱介筛，中煤脱介筛下末中煤进入末中煤离心机进行二次脱水，经二次脱水后的末中煤和中煤脱介筛上的块中煤一起进入中煤产品皮带；矸石由矸石集料箱收集后，运输到矸石脱介弧形筛进行一次脱介，矸石脱介弧形筛筛上物进入矸石脱介筛上进行第二次脱介、脱水和脱泥，其产品进入矸石产品皮带。
3 3GDMC1400/1000A无压给料三产品重介质旋流器的实际应用
3.1 旋流器在生产中的效果
贺西矿选煤厂的3GDMC1400/1000A无压给料三产品重介质旋流器目前使用效果良好，在日常生产中一段分选密度为1530g/l，合格介质入料压力为0.25mpa，煤泥含量45%-55%，根据对现场单机进行试验得出以下结果，如表2：
3.2 大型旋流器在生产运行中的实际应用
在生产运行过程中，贺西矿选煤厂3GDMC1400/1000A无压给料三产品重介质旋流器分选出的产品出现了精煤产品质量合格，中煤精损也合格但矸石带煤有所超标，当时的分选密度为1500g/l，煤泥含量为45%-55%之间，磁性物含量在500g/l左右，分选压力0.23-0.26MPa在生产过程中矸石带煤（-1.80）一直徘徊在1.5%-3.0%之间，但上级考核中要求矸石带煤1.0%以下，针对以上实际问题根据旋流器的结构和分选特点对3GDMC1400/1000A无压给料三产品重介质旋流器进行了一些参数及结构调整，具体如下：
3.2.1 利用二段在线调节器，将二段的伸缩内筒全部插入，调节二段的分选参数，矸石带煤减少。
表3
3.2.2 将3GDMC1400/1000A无压给料三产品重介质旋流器的二段底流口由原来的300mm换成280mm。
表4
3.2.3 将介质的循环量（调节刮板润湿阀门）适当降低，介质入料压力有0.23Mpa增加到0.25Mpa，降低合格介质悬浮液中的煤泥量，由原来的45.0%-50.0%降低到40.0%以下，经过最终调节，得到了以下结果，如表5：
表5
由上表可以看出在对旋流器的参数进行调整后矸石带煤得到了理想的结果，由以上问题可以说明3GDMC1400/1000A无压给料三产品重介质旋流器在实际操作中灵活、简单，可以达到良好的效果。
根据大型旋流器在贺西矿选煤厂生产中的实际应用总结出以下影响旋流器工作的几个因素：
（1）重介质悬浮液的性质
重介质悬浮液对旋流器的分选至关重要，在贺西矿选煤厂调整矸石带煤的过程中将重介质悬浮液中的煤泥含量降低到40.0%以下，对达到指标起到了重要的作用，在实际生产中有时为了提高矸石灰分降低矸石带煤量有专门使用较粗的磁铁粉，加大悬浮液的浓缩度，提高溢流口和底流口的密度差，但粒度过粗会影响到悬浮液的的稳定性导致旋流器的分选精度降低，所在生产中要是悬浮液中添加一定量的煤泥或粘土增加悬浮液的稳定性，提高分选精度，在实际生产中要根据现场情况确定重介质悬浮液的性质，达到生产中的目的。
（2）旋流器的结构参数
旋流器的结构参数对分选效果有很主要的作用，底流口直径与入料中重产物（矸石或中煤）的比例有关。增大底流口，在相同条件下会降低实际分选密度，精煤产率相应降低。底流口减小则会相应提高实际分选密度。所以底流口的直径大小将直接改变旋流器的分选效果。
溢流口直径通常与底流口直径保持一定比例关系。在其他条件不变的情况下，溢流口直径缩小会降低实际分选密度，使部分原本应进入溢流的轻颗粒从底流口排出。在实际生产中选择旋流器的结构参数要根据实际需要确定。
（3）重介质入料口的压力
重介口的入料压力能使旋流器内产生足够的离心力，使密度高于分选密度的重颗粒能进入底流。增加入料口压力将增大旋流器内旋流器内产生的离心力，提高细粒重产物在底流中的回收率，但是也增强了悬浮液在旋流器中的浓缩。同时，由于入口压力增加，旋流器的矿浆通过量随之加大，从而减少了矿浆在旋流器内的停留时间，增大了溢流排出量，导致实际分选密度略有提高。
（4）原煤性质对旋流器的影响
重介质旋流器是一个封闭的相对容积很小的分选容器，底流口和溢流口排量的分配，在一定条件下是基本固定的，但当入选原煤的密度组成发生变化时，例如高密度物含量增加，那么要求底流固体排量增加，溢流固体排出量相对减少，但底流口的排放能力有限，因而会将一部分中间密度的煤颗粒和重介质挤向溢流口排出，使实际分选密度提高。因此入选原煤密度组成的变化会引起旋流器分选密度的波动。
4 结束语
由贺西矿选煤厂在3GDMC1400/1000A无压给料三产品重介质旋流器的实际应用中可以得出，大型旋流器的成功研制和在生产中的实际应用，可以简化工艺流程、操作简单、分选效率高，占地面积小，节约投资，是未来选煤的首选方法，将为我国的全重介选煤工艺做出贡献。
