大型无压给料三产品重介质旋流器介绍

1、大型无压给料三产品重介质旋流器赵树彦，张春林，徐学武，姚伟民（唐山国华科技有限公司，唐山，河北，中国）陈建康（神华蒙西西煤化股股份有限限公司，乌乌海，内内蒙古，中中国）袁治国，张张弘强（神华蒙西西煤化股股份有限限公司棋棋盘井选选煤厂，乌乌海，内内蒙古，中中国）摘要：用翔翔实的数据介介绍了33GDMMC15500/11000A大大型无压给给料三产产品重介介质旋流流器研发发、工业业性试验验及投入入正常生生产的全全过程，对高灰分、极难选的蒙西棋盘井矿区原煤实施不脱泥、不分级高精度分选的前提下，单机处理能力达到了588606t/h，是当今世界上规格和单机处理能力最大的同类设备。关键词：无无压给料料；三

2、产产品；重重介质旋旋流器；大型1. 背景景1.1 220000年以来来中国煤煤炭生产产和洗选选加工发发展迅猛猛，20008年年原煤产产量27730MMt，原原煤入选选量13000Mtt，入选选比例为为47.6%，其中大中型选煤厂500余座，年洗选能力1390Mt。中国是世界原煤入选量第一的选煤大国。1.2 以以节能减减排为目目的、以以大型化化自动化化为手段段，中国国煤矿和和选煤厂厂将同步步发展，其其规模也也越来越越大，在在20006220100年期间间建设了了56座座3.00Mt/a以上上的大型型动力煤煤选煤厂厂，处理能力力4200.566Mt/a，11.2MMt/aa以上仅仅国有大大型炼焦焦

3、煤选煤煤厂已有有1066座，处处理能力力为2449.11Mt/a。最最大的动动力煤选选煤厂311Mt/a，最最大的炼炼焦煤选选煤厂113Mtt/a。1.3 具具有中国国原创型型自主知知识产权权、由中中国唐山山国华科科技有限限公司（简简称国华华科技）研研发的33GDMMC系列列无压给给料三产产品重介介质旋流流器具有有入选原原料煤不不分级、不不脱泥入入选；用用单一低低密度悬悬浮液高高精度一一次分选选出质量量合格的的精煤、中中煤和矸矸石；原原料煤破破碎程度度小；次生煤煤泥量少少等特点点，由11种规格格组成的的系列产产品已在在中国3310座座选煤厂厂推广应应用，成成为211世纪中中国炼焦焦煤选煤煤厂首

4、选选选煤技技术。出出于对出出口动力力煤和国国内大型型电站粉粉煤炉节节能减排排的需要要，对动动力精煤煤质量要要求越来来越高，大大型高效效简化重重介质选选煤技术术正在向向动力煤煤选煤厂厂延伸，已有的3GDMC1400/1000A型重介质旋流器已经不能满足建设3.0Mt/a以上选煤厂的需要，因此研发单机能满足建设3.0Mt/a选煤系统需要的大型三产品重介质旋流器是促进选煤行业发展的必然选择。2.研发2.1 总总体思路路：保持持3GDDMC型型无压给给料三产产品重介介质旋流流器行之之有效的的特点和和优点利用重介质质旋流器器不仅对对被选物物料有分分选作用用，而且且对加重重质（磁磁铁矿粉粉）和被被选物料料

5、亦有分分级和浓浓缩作用用的特点点，采取多多种技术术措施增增强或限限制某种种作用，从从而达到到用单一一低密度度悬浮液液一次分分选出质质量合格格的精煤煤、中煤煤、矸石石三种产产品的目目的；在在结构形形式上仍仍保持第第一段旋旋流器采采用圆筒筒型，使使其密度度场均匀匀，能够够按给定定的悬浮浮液密度度分选，分分选精度度高；第第二段旋旋流器采采用圆筒筒圆锥型型，以利利于扩大大两段分分选密度度差，实实现高密密度分选选；采用用改变二二段旋流流器底流流口径粗粗调和继继续采用用外置式式二段分分选密度度调解装装置改变变二段旋旋流器溢溢流管插插入深度度细调相相结合的的方式，实实现二段段旋流器器分选密密度的在在线调节节

6、；仍然然采用原原料煤不分分级、不不脱泥分分选工艺艺和相应应简化流流程布局局，以节节省投资资及加工工费用。2.2 利利用流体体力学中中几何相相似、运运动相似似和动力力学相似似的放大大准则确确定结构构参数和和工艺参参数2007年年国华科科技将111种规规格，特特别是33GDMMC10000/7000A、111000/7880A、112000/8550A、113000/9220A和和14000/110000A 55种较大大型规格格重介质质旋流器器在大量量应用实实践中的的数据进进行了整整理、分分析归纳纳，校正正了原有有结构参参数与工工艺参数数数学模模型，编编制出更更为完善善的新技技术参数数，作为为设计

7、115000/11100AA型的可可靠依据据。2.3 增增加一段段旋流器器直径，并并相应增增加旋流流器各通通径是增增大单机机处理能能力的主主要措施。国华科科技多年年的实践践经验证明明，重介介质旋流流器的处处理能力力与一段段旋流器器直径的22.5次次方呈正正比。2.4 旋旋流器直直径增加加后，只只要成正正比的增增加悬浮浮液的给给入压力力，保持持旋流器器内部离离心强度度相同，就就能够在在大型旋旋流器中中达到与与相对较较小型旋流器器相同分分选精度度与分选选下限。2.5 二二段旋流流器安装装角度由由水平安安装变为为倾斜安装装，提高高矸石等等重产物物排出速速度，减减少对锥锥体部位位磨损，延延长二段段旋流

8、器器的使用用寿命。2.6 研研发跌落落式原料料煤选前前润湿装装置，并并采取技技术措施施增加入入选原料料煤选前前初始切切线速度度，从而而可减少少精煤带带矸量，提提高分选选精度。2.7 采采用新型型非放射射线差压压密度计计取代同同位素密密度计，在达到0.005kg/L控制精度的前提下，做到符合环保和节省投资与运行费用的目的。2.8 新新研制的的3GDDMC115000/11100AA型旋流流器外型型与结构构示意见图图1、图2。图1 3GDDMC115000/11100AA型无压给给料三产产品重介介质旋流流器外形形图图2 33GDMMC15500/11000A型型无压给给料三产产品重介介质旋流流器结

9、构构示意图图3. 实施施效果3.1 神神华蒙西西煤化股股份有限限公司棋棋盘井选选煤厂（以以下简称称棋盘井井选煤厂厂）概况棋盘井选煤煤厂位于于中国内内蒙古乌乌海市棋棋盘井镇镇，原为为设计年年处理能能力4.0Mtt的选煤煤厂，采采用无压压给料两两产品重重介质旋旋流器两两段分选选工艺，2007年试生产后系统一直不正常，尤其是高密度分选致使介质粘度太大，很难稳定，故委托国华科技进行技术改造，作为3GDMC1500/1100A型无压给料三产品重介质旋流器的试点单位，采用以该设备为主选设备的不分级、不脱泥、一次分选出质量合格的精煤、混煤、矸石的高效简化重介质分选工艺，改造后生产系统处理能力为5.0Mt/a

10、，主选工艺流程如图3所示。图3 棋盘井井选煤厂厂重选工工艺流程程图3.2 入入选原煤煤可选性性主要入选棋棋盘井矿矿和附近近小煤窑窑的炼焦焦煤，采采用先配配后选方方式，配配煤后精精煤硫分分1%。由于外外购原煤煤占的比比重很大大（约占占1/22以上），故故入选原原煤的可可选性变变化很大大，扣除除矸石后的0.11含量40%，属极极难选等等级，见见表1-表3和图图4。表1 入选原原煤的粒粒度组成成粒级，mmm505025525133136633110.550.5合计产率，%14.80011.2009.9016.50011.70011.7008.8015.400100.000灰分，%70.44461.4

11、5549.93340.97734.43333.07727.46623.95543.011表2 入选原原煤00.5mmm粒级筛分分试验结结果粒级，mmm0.2550.250.11250.12550.07550.07550.04330.0443合计产率，%29.64419.60026.13313.07711.566100.000灰分，%24.08823.11121.44423.76622.71123.000表3 11000.55mm原原煤浮沉沉试验结结果表密度级kg/L原煤浮煤累计沉煤累计0.1含含量产率，%灰分，%产率，%灰分，%产率，%灰分，%密度级，kkg/LL产率，%2.00040.399

12、79.377100.00046.92240.39979.377计100.00046.922图4 可选性性曲线(50-0.55mm)表1-表33、图4说说明：原原煤灰分分高（45%）、含含矸量大大（400.399%），但但原生煤泥泥含量中中等（115.440%），若若要选出出灰分为110.001%10.50%的精煤，旋旋流器一一段分选选密度需需控制在在1.40kg/LL左右，此此时的0.11kg/L含量量40%（扣矸矸后），属极难选选煤，精精煤理论论产率为为25%300%，但但精煤粘粘结性指数G80，属属宝贵的的炼焦煤煤种。3.3 用用3GDDMC115000/11100AA型旋流流器不脱脱泥不

13、分分级分选选10000.5mmm原煤，共采样样3次，分选效果相差很小。现将其中的一次列于表4、表5和图5中。表4、表55和图55表明：3GDDMC115000/11100AA型重介介质旋流流器不脱脱泥、不不分级分分选100000.5mmm原料料煤，采采用低密密度悬浮浮液的分分选效果果为：在单单机处理理能力为为58886006t/h的情情况下，精精煤灰分分为10.19%，中煤煤灰分为为25.39%，矸石石灰分71.00%，分选选精度一一段可能能偏差EE1=0.0022kkg/LL、二段段可能偏偏差E22=0.0024kkg/LL。表4 10000.5mmm原煤分分选结果果密度级kgg/L原煤精煤

14、中煤矸石计算原煤分配率占本级%灰分%占本级%占全级%灰分%占本级%占全级%灰分%占本级%占全级%灰分%占本级%灰分%122.00040.86679.1660.050.012260.2220.050.012262.75573.89940.366679.38840.399079.377099.977199.9771计100.00046.511100.00023.655210.199100.00021.711725.399100.00054.633171.377100.000046.9116表5 3GDDMC115000/11100AA型旋流流器工艺艺性能评评定报告告表（11000.55mm）试验编

15、号试验地点神华蒙西棋棋盘井选选煤厂试验日期2009.04.02概况分选产品计算入料的的可选性性设备型号及规格3GDMCC15000/111000A型无无压给料料三产品品重介质质旋流器器精煤 %中煤 %矸石 %理论精煤产产率 25.311入料煤种原煤产率灰分产率灰分产率灰分理论分选密密度kgg/L1.4155入料粒度，mm50-0.523.65510.19921.72225.39954.63371.3770.1含含量(扣矸) %47.066入料灰分，46.922分选密度kg/L一段1.4155分选效果作业性质主选二段1.6700可能偏差EEkg/L一段二段处理能力，t/hh588数量效率，%93

16、.4550.02220.0244图5 10000.5mmm原煤分分选时的的分配曲曲线图3.4 与与其它同同类设备备的比较较国内外大直直径重介介质旋流流器主要要技术性性能比较较见表66。表6 国内外外大直径径重介质质旋流器器主要技技术性能能比较表表国别类型及内径径mm产品个数给料方式给料粒度 mm对原煤要求处理能力，t/hh可能偏差EEkg/L二段分选密密度调节节方法*澳大利亚DSM133002有压11011.5脱泥5500.020.003英国LARCOODEMMS133502无压12011.5脱泥4500.020.003俄罗斯TY9000/66303有压500.5脱泥200E1=0.030.0

17、04 E2=0.050.008中国3SNWZZX13350/92003无压802脱泥分级310E1=0.030.006 E2=0.040.006本项目3GDMCC15000/111000A3无压11000不脱泥不分级606E1=0.020.003 E2=0.040.006*注：I-停产更更换底流流口；III- -外置式式在线调调节溢流流管插入入深度。表6说明：3GDDMC115000/11100AA型重介介质旋流流器是目目前国内内外规格格和单机机处理能能力最大大的三产产品重介介质旋流流器，其其分选精精度与国国外大型型两产品品脱泥分分选的旋旋流器效效果相当当。3.5 各各粒级的的分选效效果将各粒

18、级的的分选效效果整理理后列于于表7。表7 在3GGDMCC15000/111000A型旋旋流器内内各粒级级煤炭分分选结果果粒级，mmm1313-66-33-0.55计算入料产率，%30.99922.82217.64428.555灰分，%57.03342.97736.90028.1770.1含含量，%（扣除22.0kkg/LL沉矸）44.86656.60052.99929.322可选性等级级极难极难极难较难理论分选密密度，kg/L1.41991.40771.41661.4633分选产物精煤产率（占本本级），%12.97726.20036.75556.599灰分 %11.95510.6559.94

19、9.62中煤产率（占本本级），%21.13327.64426.20018.299灰分，%27.86624.41124.42227.000矸石产率（占本本级），%65.90046.16637.05525.122灰分，%75.25572.43372.47770.833第一段旋流器分选密度，kg/L1.41881.40111.41331.4399可能偏差EE1，kg/L0.01110.02330.02220.0388理论精煤产产率（占占本级），%14.13328.58839.84460.477数量效率，%91.79991.67792.26693.599第二段旋流器分选（分配配）密度度，kg/L1.7

20、5331.70001.70111.7077可能偏差EE2，kg/L0.02220.02550.02440.0400中煤带矸率率（22.0kkg/LL），%0.050.160.230.29数据检验均均方差0.961.121.160.88表7说明：随着粒度减减小、灰灰分降低低，各粒粒级可选选性变好好，数量量效率增增加。虽虽然可能能偏差EE值也在在增加，但但均在00.011100.0338kgg/L之之间；30.55mm粒粒级的分分选效果果值得关关注。原原煤中330.5mmm粒级不不仅可选选性由极极难选变变为较难难选，且且精煤产产率较高高，成为为精煤中中的主导导粒级，其其可能偏偏差为00.0338k

21、gg/L，数数量效率率达933.599%，分分选效果果令人满满意。3.6 分分选下限限检查试试验为了确定33GDMMC15500/11000A型型重介质质旋流器器的分选下下限，我我们对0.55mm的的入料及及精煤、中中煤和矸矸石（从从产品出出旋流器器后进入入弧形筛筛的各集集料箱中中获取0.55mm悬悬浮液）进进行筛分分，得到到0.550.255mm粒粒级煤样样，经脱脱介处理理后进行行浮沉试试验，依依照MTT/T 8111煤用用重选设设备分选选下限评评定方法法进行行计算，得得：（kg/LL）检查结果表表明，按按MT/T 8811标标准规定定，对重重介质分分选而言言，当某某一粒度度级的EE0.11

22、0kg/LL时，即即认为达达到有效效分选下下限，因因此3GGDMCC15000/111000A型旋流流器的分分选下限限已经达达到0.25mmm。试试验数据据及分配配曲线列列于表88和图66。表8 0.550.25mmm粒级级原煤在在3GDDMC115000/11100AA型旋流流器中的的分选效效果密度级kgg/L原煤精煤中煤矸石计算原煤分配率%占本级%灰分%占本级%占全级%灰分%占本级%占全级%灰分%占本级%占全级%灰分%占本级%灰分%1.80012.32271.6220.770.581167.10044.3119.820063.00086.1222.068874.81112.466965.1

23、55095.3442计100.00020.099100.00075.433611.244100.00022.166241.200100.0002.402269.277100.000019.2772图6 0.550.25mmm原煤煤分选时时的分配配曲线3.7 与与分选细细粒煤的的重选设设备的比比较一般公认浮浮选是分分选0.33（0.25）mmm粉煤煤最有效效的方法法，对于3mmm粒级煤则重重介质旋旋流器分分选精度度最高。至至于30.55mm细细粒煤则则有多种种方法在在工业中中应用，其分选情况见表9。表9说明：除了煤煤泥重介介质旋流流器外，在在3GDDMC115000/11100AA大型三三产品重

24、重介质旋旋流器中中300.5mmm及00.50.225mmm粒级的的细粒煤煤均得到到了良好好的分选选，其可可能偏差差均小于于分级脱脱泥后专专门单设设的用来来分选细细粒煤的的其它重重选设备备。而SDMMC系列列煤泥重重介质旋旋流器分分选工艺艺和设备备是国华华科技另另一项发发明专利利技术（专专利号：ZL00312242883.99），其其特点是是利用33GDMMC系列列重介质质旋流器器对加重重质的分分级作用用，分流部部分加重重质相对对粒度较较细的精精煤合格格悬浮液液做介质质，利用用圆筒圆圆锥型重介质质旋流器器实现粗粗精煤泥泥的重介介质离心心分选，而无需专设细粒介质制备及回收系统。可以看出3GDMC

25、1500/1100A型重介质旋流器与SDMC型旋流器配套使用所形成的大型、高效、简化重介质选煤技术具有很强的技术优势。表9 分选粗粗煤泥的的重选设设备比较较表设备粒度范围，mm可能偏差 kg/L入料灰分 %精煤灰分 %中煤灰分 %尾煤灰分 %数据来源TBS22.1mm干扰床床分选机机，分级，110mm为入入料其中:10.2250.1366(5次平均均)16.6777.9837.844斯特拉特特福选煤煤厂755t/hh干扰床床分选机机的优化化研究,R.B.Drummond等(澳大利亚),第13届国际选煤会议论文集,1998.10CSS-11.8型型粗煤泥泥分选机机，分级级脱泥，330.5mmm为

26、入料料30.55中等可可选(0.1含量量10.94%)0.118.3779.0744.244干扰床煤煤泥分选选机与跳跳汰机对对粗煤泥泥分选效效果的比比较,符东旭旭等,煤炭炭加工与与综合利利用,20008.112LD7型螺螺旋分选选机，11.50mmm为入料料，脱除除1mmm细泥泥 1.500.10.1817.5889.6264.588LD7型型螺旋分分选机的的应用,边俊卿等,全国细粒煤分选技术会议论文集,2009.05ZK-LXX11000型螺螺旋分选选机，110mmm为入入料0.1225中煤段：00.077矸石段段：0.1616.9669.7837.48872.599ZK-LLX11100型

27、型螺旋分分选机的的研究,陈建中等,全国细粒煤分选技术会议论文集,2009.05SDMC3350煤煤泥重介介质旋流流器，00.5(1)0mmm为入料料0.5(11)00mm0.0812.4998.5638.077煤泥重介介质旋流流器在屯屯兰矿选选煤厂的的完善，杨玉民，中国煤炭2009.063GDMCC15000/111000A型无无压给料料三产品品重介质质旋流器器，不分分级不脱脱泥，11000mmm为入料料其中:30.55一段：0.0388二段：0.004028.1779.622770.8333GDMMC15500/11000A型型无压给给料三产产品重介介质旋流流器鉴定定材料，20009.07其

28、中:0.50.2250.099919.27711.24441.269.2773.8 长长期生产产情况3GDMCC15000/111000A型重介质质旋流器器在棋盘盘井选煤煤厂的生生产情况况见表110。表10 3GGDMCC15000/111000A型旋旋流器生生产情况况统计年.月原煤精煤中煤矸石产量万t灰分%产量万t产率%灰分%硫分%产量万t产率%灰分%产量万t产率%灰分%2008.0438.16637.9339.4624.79910.3220.9116.24442.55529.47712.46632.66669.9112008.0540.72240.4669.4923.30010.3110.

29、9116.72241.06631.68814.51135.64470.2882008.0642.06631.75511.20026.63310.3220.8424.33357.84431.4886.5315.53369.5112008.0743.22233.94410.97725.38810.2990.9022.73352.58830.9999.5222.04468.2112008.0846.44430.63314.95532.19910.3110.9223.73351.11131.2997.7616.70067.7882008.0942.37730.76613.96632.95510.177

30、0.8622.59953.31131.7775.8213.74476.2002008.139.87729.28813.18833.06610.3660.8819.65549.29930.7227.0417.65560.7002008.1132.04432.2559.7230.34410.3000.9012.80039.97730.2559.5129.70078.3002008.1235.12230.00010.45529.77710.3110.9014.28840.66631.65510.38829.57770.89908年合计计444.44834.266125.77428.29910.3330.90205.66146.25531.022113.11225.45570.6552009.0133.16642.40010.74432.38810.2880.9413.66641.20030.6338.7626.422-2009.0227.91135.8558.5330.55510.3440.9611.47741.09930.8557.9228.366-2009.0334.90044.68810.20029.22210.4000.9212.63336.20029.32212