LA1450-B 型重介质旋流器应用效果分析
2015-12-20邱广雷
邱广雷
(1.太原理工大学 矿业工程学院，山西 太原 030024；2.斜沟煤矿选煤厂，山西 兴县 033602)
LA1450-B型重介质旋流器应用效果分析
邱广雷1,2
(1.太原理工大学 矿业工程学院，山西 太原 030024；2.斜沟煤矿选煤厂，山西 兴县 033602)
针对斜沟煤矿选煤厂8#、13#气煤不易泥化的特点，采用LA1450-B 型重介质旋流器对其进行分选。介绍了该旋流器的结构、工作原理、技术特点、主要技术参数，并分析了其在现场的应用情况。生产实践说明，采用该旋流器作为主再选设备，可获得较高的精煤产率，且分选效果较好。
气煤；不易泥化；分选效果
斜沟煤矿选煤厂位于山西省兴县魏家滩镇，是与斜沟煤矿相配套的现代化矿井型炼焦煤选煤厂，设计能力为15 Mt/a。原煤洗选工艺为大块煤(150～50 mm粒级)浅漕重介质分选机分选、块煤(50～1.5 mm粒级)有压两产品重介质旋流器主再选、粗煤泥(<1.5 mm粒级)分级浓缩回收的联合工艺。入选原煤为8#、13#气煤，8#原煤块煤含量高、硬度大，洗选低灰精煤时可选性为极难选，但矸石泥化程度较轻，煤泥含量非常低，适宜洗选灰分为12%的低硫炼焦精煤；13#原煤块煤含量非常高，块煤和矸石硬度大，矸石在各粒级物料中分布均匀，基本没有泥化现象，洗选低灰精煤时可选性为中等可选，但原煤硫含量高，且以无机硫为主，适宜洗选灰分为10%的低灰炼焦精煤。8#原煤与13#原煤的可选性相差较大，不宜混合洗选，而应该轮换洗选[1-2]。
根据8#原煤和13#原煤的特性，为保证末精煤的最大回收率和原煤的高效分选，以LA1450-B型重介质旋流器作为主再选设备，组成两套平行系统对原煤进行分选。每套系统由相互独立的三台主再选旋流器组成，共计12台；分别配置12套介质系统，此系统可准确控制分选密度，且维护保养方便[3-5]。
1 LA1450-B型重介质旋流器
1.1 结构与工作原理
LA1450-B型重介质旋流器主要由溢流管、入料管、圆柱体、锥体、底流管等组成，结构示意图如图1所示。
原煤与重介质悬浮液混合后，由入料泵以一定压力沿切线方向给入涡形渐开线式入料管(图2)，进入旋流器内的混合物形成沿内壁迅速向底流口运动的外旋流。由于锥体收缩所产生的反压力影响，与此同时产生一个旋转速度更快的向溢流口运动的内旋流，并形成一个贯通溢流口和底流口的空气柱。在强大的离心力作用下，密度大于悬浮液密度的重产物迅速向筒体内壁移动，然后被外旋流带向底流口，由底流口排出后成为重产品；密度小于悬浮液密度的轻产物向中心空气柱附近移动，然后被内旋流带向溢流口，由溢流口排出后成为轻产品。
图1 LA1450-B型重介质旋流器结构示意图
图2 入料管剖面图
1.2 技术特点
LA1450-B型重介质旋流器技术特点如下：
(1)涡形渐开线式入料，大大减少了入料处的紊流。在同样的入料压力下，既提高了设备处理量，又提高了旋流器的耐磨度[6]。
(2)涡旋式溢流出料，有利于及时了解设备的运转情况，损坏件更换更容易，且更换成本更少。与溢流弯头出料相比，涡旋式溢流出料可降低反压力和吸力对分选效果的影响。
(3)加长型筒体可使物料在旋流器内的分选时间更长，细小物料的分级效率得到提高，能够保证洗选产品的合格率。
(4) 平行喉大尺寸底流口设计，减少了物料对底流口的磨损，有利于延长设备底流口的使用寿命[6-9]。
(5) 采用高质量环氧树脂将铝陶瓦固定在钢筒内壁上，提高了设备的抗冲击、耐磨损性能，减少了设备部件更换次数，对于降低生产成本有重要意义[10-11]。
1.3 技术参数
LA1450-B型重介质旋流器的主要技术参数如下：
底流口直径/mm
500
圆柱体直径/mm
1 450
入料压力/MPa
0.11～0.22
处理量/(t·h-1)
600
介质循环量/(m3·h-1)
1 800
入料粒度范围/(g·cm-3)
≤80
2 应用效果
2.1 主选旋流器分选效果
采集主选旋流器的入料，检测到的入料粒度为50～1.5 mm，灰分为29.89%。按照GB/T 478—2008《煤炭浮沉试验方法》[12]进行浮沉试验，研究主选旋流器入料的可选性，结果如图3所示。
图3 主选旋流器入料的可选性曲线
由图3可知：当分选密度为1.782 g/cm3时，精煤理论产率为68.54%，δ±0.1含量为7.53%，入料的可选性较好。
主选旋流器入料的实际分配曲线如图4所示。
图4 主选旋流器入料的实际分配曲线
选煤厂实际生产过程中对旋流器的入料压力和带煤量进行了探索性调整，当入料压力为220 kPa，原煤处理量为600 t/h时，精煤实际产率达到67.83%，数量效率高达98.97%。由此可见，适当的调整介煤比，使实际介煤比稍微大于理论计算值，有利于提高原煤分选效果。
2.2 再选旋流器分选效果
采集再选旋流器的入料，按照GB/T 478—2008《煤炭浮沉试验方法》进行浮沉试验[12]，分析再选旋流器入料的可选性，结果如图5所示。
图5 再选旋流器入料的可选性曲线
由图5可知：当分选密度为1.461 g/cm3时，精煤理论产率为60.28%，δ±0.1含量为40.16%，入料的可选性较差。
再选旋流器入料的实际分配曲线如图6所示。
图6 主选旋流器入料的实际分配曲线
实际生产过程中，当入料压力为190 kPa，原煤处理量为440 t/h时，精煤实际产率达到57.02%，数量效率高达94.59%。在再选密度为1.45 g/cm3时，再选入料为极难选煤，实际分选精度为0.028，数量效率为95.36%，说明该旋流器在目前工艺条件下对极难选煤分选效果较好。
3 结语
针对斜沟煤矿选煤厂不易泥化的8#、13#气煤，采用LA1450-B 型重介质旋流器作为主再选设备进行分选。该旋流器主选段对再选段的分选密度影响很小，矸石带煤少，使得大直径重介质旋流器处理量大、分选效率高的优点得到充分发挥，同时也保证了稀缺煤炭资源的有效回收效果。
[1] 罗建国. 选煤厂重介质旋流器的选型[J]. 煤炭加工与综合利用，2012(1)：5-8.
[2] 谢广元. 选矿学[M]. 徐州：中国矿业大学出版社，2001.
[3] 张新民. 大直径重介旋流器在成庄矿洗选厂的应用实践[J]. 选煤技术，2006(1)：20-24.
[4] 白保平. 选煤设备探讨——试论大直径重介旋流器[J]. 化工进展，2006，25(S1)：634-636.
[5] 张 鹏，陈建中，沈丽娟，等. 选煤厂选煤工艺设计探讨[J]. 煤炭工程，2006(12)：25-27.
[6] 杨维新，方伟国，丛树轩. 合理改变重介旋流器工艺参数的生产实践[J]. 煤炭加工与综合利用，2001(3):42-44.
[7] 田立新，李建光，夏灵勇. 两产品大直径重介质旋流器分选下限的探讨[J]. 中国煤炭，2008(8)：88-90.
[8] 杨建国，王玉玲. 重介旋流器结构参数对分选效果的影响[J]. 中国矿业大学学报，2005，34(6)：770-773.
[9] 曹 令. 两产品重介旋流器矸石带煤研究[J]. 山西焦煤科技，2012(S1)：35-36.
[10] GB/T 478—1987 煤炭的浮沉试验[S].
[11] 张力强,刘仕宽. 重介质旋流器的发展与研究现状[J]. 选煤技术,2007(4).
[12] 王兆申. 重介质旋流器内衬材料的应用现状及前景[J]. 选煤技术,2008(1).
Analysis of application of LA1450-B type dense medium cyclone
QIU Guang-lei1,2
(1.Mining Engineering College, Taiyuan University of Technology, Taiyuan, Shanxi 030024, China; 2. Xiegou coal mine coal preparation plant, Xingxian, Shanxi 033602, China)
In view of 8#, 13#gas coal difficult to degradation in water in Xiegou coal mine coal preparation plant, LA1450-B type dense medium cyclone is employed for this coal. Structure of this equipment as well as its working principle, technical feature, main parameters is introduced, with analysis of application of the equipment in the plant. The application shows that the coal can be separated efficiently with high yield of clean coal.
gas coal; difficult to degradation in water; separation effect
TD942
B
1001-3571(2015)04-0055-03
2015-07-16
10.16447/j.cnki.cpt.2015.04.015
邱广雷(1986—)，男，河南省滑县人，助理工程师，硕士研究生，从事选煤技术管理工作。
E-mail: qiuguanglei@163.com Tel:15935626849
