无压给料三产品重介质旋流器精编版

无压给料三产品重介质旋流器

赵树彦

（唐山国华科技有限公司，河北唐山 063020）

摘要：介绍了无压给料三产品重介质旋流器选煤技术在中国的发展过程，阐述了该设备的工作原理、结构、工艺特点以及在

多座选煤厂（矿区）的应用效果。

关键词：无压给料三产品重介质旋流器；分选工艺；特点；应用效果

中图分类号：TD942.7 文献标识码：A 文章编号：1005-8397（2006）05-0000-00

1 历史回顾

20世纪70年代末，选煤界的研究者们认识到：重介质选煤，尤其是重介质旋流器选煤具有分选精度高、结构简单、容易实现自动化等优点，是选煤技术的发展方向。但对于难选煤居多数的中国来说，传统重介质选煤工艺系统复杂，需要脱泥、分级，制备高、低密度介质，设置回收系统，并且需要两套分选设备才能分选出精煤、中煤和矸石。因此，研究发展“高效、简化重介质选煤技术”，既保持重介质选煤的高精度，又简化工艺流程，从而减少基建投资、降低生产费用，才是符合中国国情的选煤技术发展方向。1979年在中国煤科总院唐山分院成立了有压给料三产品重介质旋流器课题组。1984年和1989年先后研制成功500/350和710/500型有压给料三产品重介质旋流器并应用于辽宁本溪彩屯选煤厂和黑龙江鸡西市选煤厂。

1992年中国第一台圆筒+圆筒型无压给料三产品重介质旋流器（NWX700/500型）在黑龙江鸡西市滴道矿选煤厂试验成功，并取得专利。

1995年，圆筒+圆筒—圆锥型无压给料三产品重介质旋流器

（3NWX700/500A型）在四川长寿县西山煤矿选煤厂试验成功，标志着无压给料三产品重介质旋流器基本结构型式的定型。

1999年，作为国家科技攻关成果的3NWX1200/850A型大型无压给料三产品重介质旋流器在贵州盘江老屋基选煤厂正式投入使用。为我国推广高效简化重介质选煤技术开创了新局面，但它存在一些缺陷，如产品质量不稳定，第二段分选密度不易调节，旋流器不耐磨等。

1998年12月一个专门从事高效简化重介质选煤技术开发与选煤厂设计和承建的唐山国华科技有限公司成立。

2000年，经过重大技术改进后的3GDMC1200/850A型无压给料三产品重介质旋流器问世，并替代了3NWX1200/850A型应用于老屋基选煤厂，经受了长期生产的考验。

2003年，3GDMC1300/920A型成功应用于贵州盘江火烧铺矿选煤厂，并通过了技术鉴定。

2004年3月，3GDMC1400/1000A型重介质旋流器作为煤炭行业的国家“高技术产业化示范工程”——大型高效简化重介质选煤示范厂的核心设备投入使用，2005年5月进行了技术鉴定。2006年5月该《示范工程》正式通过国家验收，标志着大型三产品重介质旋流器选煤技术全面走向成熟。该技术已经取得六项国家专利，另外三项专利正在申请中。（照片1 国家高技术产业化示范工程——老屋基选煤厂）

无压给料三产品重介质旋流器选煤技术自诞生之日起就引起了选煤界的关注，特别是在大型化、系列化的2000年以后，中国兴起了建设高效简化重介质选煤厂的高潮。截止到2006年3月的统计数据显示，仅经唐山国华科技有限公司采用3GDMC系列旋流器为核心分选设备设计、建设（包括老厂改造）的高效简化重介质选煤厂就有161座，总能力达1.50亿t/a以上，加上其它设计部门采用三产品重介质旋流器分选工艺设计建造的选煤厂，总设计入选原煤能力已超过2.00亿t/a。高效简化重介质选煤技术已成为21世纪中国建设炼焦煤选煤厂的首选技术。

2 无压给料三产品重介质旋流器工作原理

无压给料三产品重介质旋流器的结构如图1所示。它由圆筒型一段旋流器和圆筒—圆锥型二段旋流器并式串联组成。

其分选原理是:合格重介质悬浮液以一定的工作压力沿切线方向进入第一段旋流器，原料煤则从顶端沿轴向以自重方式进入，在离心力作用下，重物料向旋流器壁移动，在外螺旋流的轴向速度作用下由底流口排出，进入第二段旋流器，轻物料则移向空气柱，并随着中心内螺旋流由位于中心底部的溢流管排出；随同一段重物料进入第二段旋流器的是经过浓缩的较浓和较粗的重悬浮液，这就为一段重物料去二段分选创造了密度条件；进入二段旋流器的物料其分选过程与通用DSM 型二产品旋流器相同。

3 无压给料三产品重介质旋流器技术特征

目前市场上有3GDMC和3NWX两个系列的无压给料三产品重介质旋流器。前者10个规格，后者只有1200/850A型以下的（见表2）。工业生产中应用的一段直径1000mm以上的大型三产品旋流器中，3GDMC系列占90%以上。（照片

2 3GDMC1400/1000A型无压给料三产品重介质旋流器）。

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4 无压给料三产品重介质旋流器主要特点

4.1 结构特点

（1）有三个排料口。能以单一低密度悬浮液一次分选出合格精煤、中煤和矸石，为简化工艺流程及设备布置创造了条件。

（2）一段旋流器采用了圆筒型，圆筒型旋流器内密度场均匀，对重悬浮液的密度变化反应迟钝；有利于提高分选精度，二段旋流器采用了圆筒—圆锥型，有利于增加两段实际分选密度差，能同时满足生产低灰精煤和排弃纯矸石的需要。（3）原料煤与重介质悬浮液分开给入旋流器。原料煤单独由一段旋流器顶端沿中心给料管以自重方式给入，具有如下优点：一是只有重产物单向穿越“分离锥面”的运动，而不会产生有压给料旋流器中轻重产物交错穿越“分离锥面”相互干扰的弊端，因而精煤损失较少，分选精度更高；二是无压给料无需泵送，电耗相对较低；三是无压给料无需泵送，有利于减少矸石泥化和次生煤泥量；四是无压给料相对入料上限较高，因为它不受泵送流道限制；五是无压给料工艺环节简单，有利于合理布局；六是旋流器工作介质——重悬浮液密度容易测准，不受原料煤性质变化的干扰，对实现自动测控非常有利。

（4）采用了改变二段旋流器底流口大小与调节二段旋流器溢流管插入深度相结合的方式实现了二段旋流器实际分选密度的在线调节。特别是溢流管插入深度调节装置由内置式改为外置式之后，调节非常灵活，使得二段分选密度的调节变得方便自如。

（5）三产品旋流器无运动部件，旋流器内衬为维式显微硬度HV=835.8的刚玉材料，筒体寿命达9000h以上，可在最佳工况点下工作2a。

4.2 工艺特点

（1）分选精度高（见表3）

由表3可看出，国内大型无压给料三产品重介质旋流器的分选精度比有压、中型两产品旋流器的还要高，达到了国外两产品脱泥分级入选重介质旋流器的分选精度（E=0.020～0.030kg/L）。

省去了一套高密度重介质悬浮液的制备、循环、回收系统；也可用低密度重介质悬浮液实现高密度分选，大大简化了流程，降低了设备和管道的磨损，降低了介耗和电耗。