重介质旋流器的研究现状及发展前景.doc

成 绩中 国 矿 业 大 学2011-2012年第二学期公共选修课程考试考试科目 选 矿 概 论 考试时间 2012-4-22 姓名学号 程梦华 03111241 学院班级 孙越崎学院 11级3班 任课教师 宋树磊/谢广元 中国矿业大学化工学院重介质旋流器的研究现状及发展前景摘要：针对国内外重介质旋流器的发展状况, 介绍了重介质旋流器的发展背景和应用现状。说明了重介质旋流器的原理、工艺特点以及在选煤厂的推广应用效果，展望了该项技术 发展应用的广阔前景。关键词：重介旋流器; 优越性; 发展前景1.重介旋流器的分选原理重介旋流器选煤是利用阿基米德原理在离心力场中完成的, 在旋流器中作用在旋转颗粒上的力主要有离心力和重力。重力与离心力相比可以忽略不计,所以在离心力场介质中质量为m的颗粒所受到的力有离心力和悬浮液给颗粒的向心浮力。在重介旋流器中,物体在离心力场悬浮液中所受合力F的大小与物体的体积、颗粒与悬浮液间的密度差及离心加速度成正比, 而与物体的粒度和形状无关。当物体密度大于悬浮液密度时, 作用在颗粒上的合力F为正值, 颗粒则被甩向外螺旋; 反之, 当颗粒密度小于悬浮液密度时, 合力F为负值, 颗粒则移向内旋流。由于离心加速度可以远远大于重力加速度,因而在离心离场中重产物和轻产物的分离速度要大得多。如果把向外和向内的两种物体分别从机器中排出, 则得到不同密度的产物, 即选煤中常说的矸石和精煤。这就是重介旋流器选煤的基本原理 2.重介质旋流器的发展应用 矿粒存重悬浮液中完成分选过程所用的设备称为重介质分选机 目前，工业生产中所使用的旋转介质分选设备主要是借助离心力场强化分选过程，称为重介质旋流器。重介质旋流器是一种结构简单、无运动部件和分选效率高的选煤设备，该设备早已在国内外获得了广泛使用。其原因是它结构简单、单位处理量大、分选效率高适合处理难选煤或极难选煤。尤其对于细粒物料，有效分选粒度下限可达 01mm-02mm，这是其他任何重力分选设备难以相比的。 21 重介质旋流器的特点 重介质旋流器是一种利用强于重力几十倍甚至几百倍的离心力场选煤的分选机其分选过程完全是靠自身的结构参数与外部操作参数的灵活配合来实现最佳分选精度，这是旋流器选煤与其他选煤方法截然不同的突出特征。重介质选煤的特点是： (1)分选效率高。重介质旋流器的分选效率在各种重力选煤方法中是最高的 (2)分选密度调节宽。重介质选煤的分选密度一般为1300千克每立方米至2200千克每立方米，而且易于调节 ，其误差可保持在05 范围之内。 (3)适应性强分选粒度范围宽。重介质选煤在入选原煤的粒度、数量和质量上允许有较大的波动。 (4)生产过程易于实现自动化。重介质选煤所用悬浮液的密度、液位、黏度、磁性物含量等工艺参数能实现自动控制。 22 重介质旋流器的种类 根据机体和结构形状的不同重介质旋流器可以分为圆锥形和圆筒彤的两产品重介质旋流器以及双圆简串联、圆筒形和网锥形串联的三产品重介质旋流器 。 (1)两产品重介质旋流器。按其原料煤的给入方式可分为有压(切线 )给煤方式和无压(中心)给煤方式。圆筒形和网锥形重介质旋流器给入与重介质相混合的悬浮液，被选物料存重介质旋流器内按物料密度大小分层，密度小的颗粒将向旋流器轴线 中心聚集，经溢流口排走；密度大的颗粒在分选过程中将向器壁方向聚集由底流口排出。重介质旋流器分选粒度的下限一般可达到0.3mm，有的可达到01mm。 (2) 三产品重介质旋流器是目前使用较多的一种新型的选煤设备，它是由两台两产品旋流器串联而成的。根据组合形式的不同，它可以有多种不同的形式。可以是两台网锥或两台圆筒形重介质旋流器串联，也可以是一台圆筒和一台网锥重介质旋流器串联。其中网筒形重介质旋流器又分无压给料和有压给料两 种。因此，三产品重介质旋流器的优点是用一种悬浮液形成两个分选密度，省掉一个悬浮液循环系统和一个再选物料运输系统。但由于第二段悬浮液入料由第一段旋流器浓缩而来，因此第二段分选密度测量较为困难，密度调节主要靠调节一段入料悬浮液密度和二段旋流器底流口大小，故两段分选密度的相互关联密度差值不允许太大。23重介旋流器发展2.3.1 国外重介旋流器选煤概况1945年, 荷兰国营煤矿提出了用重介质旋流器分选末煤的方法, 并创制了DSM重介质旋流器。这种利用离心力强化重力分选过程的高效选煤设备逐步被人们所认识, 并在全世界推广应用, 已成发达国家的主导选煤方法, 重介选煤所占比例越来越高, 美国为56%, 澳大利亚和南非均已达到90%以上, 其中尤以重介质旋流器选煤方法发展最为迅速。2.3.2 国内重介旋流器选煤概况1965年, 我国开始进行重介质旋流器分选末煤的研究, 至今大致经历了三个阶段。第一阶段, 即20世纪60年代完全靠自己的力量成功研制出有压给料筒 锥形两产品重介质旋流器及其配套设备, 成功地实现了用重介质旋流器有效分选130. 5mm级末煤工业化。第二阶段, 即20世纪70-80年代, 借鉴苏联技术, 研究设计出有压给料三产品重介质旋流器和配套设备, 采用脱泥入选, 以一种重介质悬浮液选出精煤、中煤和矸石三种产品。该旋流器的研究成功, 对推动我国重介质选煤技术的发展起到重要作用。第三阶段, 即20世纪90年代后, 研制成功了无压给料不脱泥入选的新型三产品重介质旋流器及其配套设备。近20年来, 已在近百座选煤厂得到推广应用。实践证明, 无压给料三产品重介质旋流器选煤工艺优于其他选煤工艺。3.重介质旋流器研究现状 在重介质旋流器创新研究方面，各国重点有所不同。澳大利亚倾向于使用二产品大直径 DSM型旋流器，提高处理能力，以此简化分选系统，减少旋流器入料分配不均和磨损程度不同造成的分选效率损失。目前，已设计的旋流器的最大直径为 1 500mm ，处理能力为达到500-700t / h ，实际使用的旋流器 最 大 直 径 也 达 到 了 1500mm，处 理 能 力 550t/h。南非与澳大利亚基本相似 ， 目前最大直径的旋流器为 1 300mm 。美国并不主张旋流器直径越大越好，目前该国生产的重介质旋流器最大直径为 1 000mm ，处理能力为 370t / h。英国在二产品圆筒形重介质旋流器(无压入料)方面发展较快，LARCODEMS旋流器最大直径为1350mm，处理能力为450t/ h ，适用于重产物较多的场合，即使重产物高达80%，也可有效分选，这是圆锥形重介质旋流器(有压入料)难以实现的。 中国的二产品重介质旋流器的最大直径为1500mm ，处理能力为600-750t / h ， 分有压给料和无压给料两种 ，主要应用在内蒙古、陕西、山西等地区选煤厂。目前国内应用最多的二产品重介旋流器直径在 660-1000mm 之间 。三产品重介质旋流器在前苏联研制成功 ，但在中国得到发展。中国三产品重介质旋流器的研制和应用居世界前列 ，特别是大直径无压给料三产品旋流器在全世界独领风骚 。有压给料三产品重介质旋流器最大直径为 1 400 / 1 000mm ( 大同四台选煤厂) ，设计处理能力 430t / h ，而无压给料三产品重 令人满意的使用效果和显著的经济效益 ，并获得了国家知识产权局授予的专利证书。 重介质旋流器的使用寿命明显提高，得益于耐磨材料的发展和应用。目前，国产旋流器使用寿命由三个月可延长到一年，国外旋流器使用寿命可达二年以上 。 4重介旋流器的发展前景在我国, 主体选煤工艺是跳汰、重介、浮选等三种方法。随着市场需求的发展和煤层的深度挖掘, 许多选煤厂都会遇到入选原煤的可选性变差。这样对于一个选煤厂是否选择合适的工艺流程将尤为重要, 由于浮选主要用于处理煤泥, 所以不会成为主导因素, 那么就将在跳汰和重介两者中选择, 根据上面的阐述很明显看出重介选煤比跳汰选煤有着很大的优越性, 针对入选原煤可选性将逐渐变差的状况, 毫无疑问会选择重介。当然重介并不是仅用重介旋流器, 它还包括很多种其它设备, 例如斜轮, 它也可以达到分选的精度要求, 但是入选的粒度下限太高, 无法解决全级的问题, 而旋流器就不一样了, 它的入选下限低, 可以全级入洗。因此, 重介旋流器将会更适应煤质的变化和市场发展, 将会有更好的发展前景。参考文献：1杜长江，关于重介质旋流器几个问题的探讨，科技传播，2010/222谢广元，选矿学，中国矿业大学出版社, 20023胡娟，浅析选煤重介质旋流器存在问题及解决措施，煤炭工程，2010/084张波，重介质分选旋流器的研究现状和发展，科技情报开发与经济，2010/345赵树彦，无压给料三产品重介质旋流器在我国的