大型无压给料三产品重介质旋流器介绍
重介质旋流器综述
重介质旋流器综述重介质旋流器的发展重介质旋流器，它是从分级浓缩旋流器演变而来的，它是用重悬浮液或重液作为介质，在外加压力产生的离心场和密度场中，把轻产物和重产物进行分离的一种特定结构的设备。
是目前重力选煤方法效率最高的一种。
1891年美国公布了分级浓缩旋流器专利；1945年荷兰国家矿山局（Duth State mines）在分级旋流器的基础上，研制成功第一台圆柱圆锥形重介质旋流器，用黄土作加重质配制悬浮液进行了选煤中间试验。
因为黄土作加重质不能配成高密度悬浮液，而且回收净化困难，所以在工业生产上未能得到实际应用。
只有在采用了磁铁矿粉作为加重质之后，才使这一技术在工业上得到推广。
这是因为磁铁矿粉能够配制成适合于选煤使用的不同密度的悬浮液，而且易于用磁力净化回收的缘故。
随后，美、德、英、法等国相继购买了这一专利，并在工业使用中，对圆柱圆锥形重介质旋流器做了不同的改进，派生出一批新的、不同型号的重介质旋流器。
如1956年美国维尔莫特（Wilmont）公司研制成功的无压给煤圆筒形重介质旋流器，简称DWP；60年代英国研制成有压给料圆筒形重介质旋流器，即沃赛尔（Vorsyl）旋流器；1966年原苏联研制成功，用一台圆柱形旋流器与另一台圆柱圆锥旋流器并相串联组成“有压”和“无压”三产品旋流器。
1967年日本田川机械厂研制成倒立式圆柱圆锥形重介质旋流器，即涡流（Swirl）旋流器，80年代初意大利学者研制成用两台圆筒形旋流器轴线串联组成(Tri-Flo)三产品重介质旋流器；80年代中期英国煤炭局在吸收DWP和沃赛尔两种旋流器的特点，推出直径为1200mm 的中心给料圆筒形重介质旋流器（Large Coal Dense medium），用于分选粒度为100～0.5mm的原煤。
中国重介质选煤，从1958年在吉林省通化矿务局铁厂选煤厂建成第一个重介选煤车间。
1966年又在辽宁省采屯煤矿选煤厂建成重介质旋流器选煤车间。
国内外旋流器技术参数
国内外旋流器技术参数1、澳大利亚重介旋流器流量参数说明：以上数据基于9倍的重介旋流器直径的压力下所得数据.＊表示参考指标，Φ1150重介旋流器的Ep参考值约为0.022，Φ1300重介旋流器的Ep参考值约为0.018,选用更大直径的重介旋流器所取得的分选效果要相对好一些。
表中入料固体物流量所对应的介质与煤的体积比为2。
5：1,实际选用时应取2.8:1或3：1。
2、国内旋流器2。
1无压给料三产品重介质旋流器原理三产品重介质旋流器是由一台圆筒—圆锥型旋流器与一台锥结合型旋流器串联而成。
筒型旋流器呈30°倾斜放置,在上部与筒-锥型旋流器相串接.介质由筒型旋流器下部沿切线方向给入，原煤则由上部中心管给入。
分选是从低密度进行，低密度的煤由第一段筒型旋流器的下部溢流管排出,中间产品由上部排出，沿切线方向进入第二段筒-锥型旋流器，在该处获得最终中煤和矸石。
从三产品旋流器的第一段不仅可以得到质量高的精煤和稀的重介质，而且可以有效地提高第二段的分选密度。
特点无压给料三产品重介质旋流器可用一种原始密度的悬浮液选出三种产品。
具有入料粒度上限高、处理能力大、分选效率高的特点。
使用无压给料大大简化了选煤厂的工艺配置,设备费用及投资及厂房投资均可大幅度降低。
同时无压给料，还降低了设备的运行费用。
适用范围高硫、较难选、难度和极难选原煤主要技术特征2。
2有压给料两产品重介质旋流器工作原理在重介质旋流器中的煤与矸石受重力与离心力的作用,当颗粒密度大于悬浮液密度时,所受作用力方向与离心加速度方向相同,颗粒在旋流器介质中做离心运动，集中在外层.由于干扰下沉作用，紧贴器壁的是大矸石，其次是中等粒度、小粒度矸石汇合形成螺旋运动的矸石带，当矿浆到达锥体部分时离心力急剧增加，形成明显颗粒带。
当颗粒密度小于悬浮液密度时，颗粒在旋流器中作向心运动，并集中在旋流器的中心轴附近，呈螺旋运动形成中煤和精煤带。
当煤浆运动到溢流管时，精煤和中煤被压向溢流管，在此处由于溢流管底部的涡流作用发生了二次分选。
重介选煤厂用重介质旋流器的结构参数
du K d 0
QU = Q 0
3
(4-8)
式中 dU—— 旋流器底流口直径; d0—— 旋流器溢流口直径; QU——旋流器底流量； Q0——旋流器溢流量； K——系数，可取 1.1。 同一密度工作悬浮液进入旋流器后， 由于锥比不同， 形成的分选密度也不同。 锥比越小， 分选密度越高；反之，越低。 因此，确定旋流器的锥比时，首先应考虑入选原煤的性质、工作悬浮液的流变特性等。 当入选原煤属于难选煤时，锥比宜选小一点。反之，锥比宜大一点。一般在重介质旋流器选 煤时，其锥比在 0.5～0.8 范围内选用。在工业生产中，旋流器底流口或溢流口被磨损后， 造成锥比变化，若不及时更换，其分选效果将显著下降。生产经验证明：旋流器底流口和溢 流口直径，由于磨损而增大的部分不能超过原来直径的 3%，最好在 2%以下。 8.旋流器圆锥角的影响 8.旋流器圆锥角的影响 随着旋流器锥角的增大，被选物料在旋流器中的实际分离密度迅速增大，但锥角增到 80°后，变化显著变小，而选煤效率急剧下降，如图 4-4。
图 4-4 锥角与分离密度及效率的关系 9.重介质旋流器的安装角 9.重介质旋流器的安装角 不同结构类型的重介质旋流器安装角有不同的要求， 主要出于工艺的需要， 以及有利于
3
F1 = k '
d 3H (δ − ∆) g D
(4-3)
而矿粒在旋流器内分离的时间 t'与旋流器的半径 Rx 的三次方成正比，即：
t' =
6µ 3 Rχ 2 d (δ − ∆)c
2
(4-4)
上述两公式都说明矿粒在重介质旋流器内分离时， 与旋流器的直径有密切关系。 对分选 小粒度物料，宜采用小直径旋流器，以获得比大直径旋流器较高的离心力。但是，小直径旋 流器的入选上限小，一般入选上限为： dmax≤0.06～0.08D (4-5) 式中 dmax——旋流器入选最大粒度上限； D——旋流器的直径。 要扩大旋流器的入选粒度上限，只有扩大旋流器的直径。要保证小粒级物料得到有 效分选，需要提高旋流器入料的压头。 根据有关文献和作者对直径 100～700mm 重介质旋流器分选>0.5mm 级原煤的离心系 [13,18] 数和旋流器直径相关性的研究结果 ，在入料压头为（9-10）D 下，旋流器的离心系数和 旋流器直径的关系进行试验结果， （见图 2-8） 。
重介旋流器原理及操作
无压三产品重介旋流器操作规程/html/2011/07/20/91769.shtml规格型号：HWMC1400/1000 型，工作压力0.28-0.38MPaQ=400-500t/h 入料粒度50-0mm一.工作原理三产品重介旋流器是按阿基米德原理（即原料煤在密度大于低密度物料和小于高密度物料的介质中按密度进行分选的一种方法）工作的。
其工作过程：（原煤与悬浮液混合物在一定压力下，沿切线方向给入第一段旋流器，在离心力作用下物料按密度进行分层，低密度的产物经旋涡溢流和溢流收集箱排除，即精煤。
高密度产物与受到浓缩的悬浮液一起沿切线方向进入二段旋流器，由于高密度的浓缩，其密度增高，第二段旋流器相当于高密度的分选，低密度的产物经旋涡溢流箱和溢流收集箱排除，即中煤；高密度产物浓缩沿切线进入底流口排除，即矸石。
是一种新形高效的选煤设备，采用无压给料，具有入料上限高、处理量大、分选效率高、工艺流程简单等特点，适用于任意可选性的原煤。
二、三产品旋流器流程：50-0mm采用无压三产品重介旋流器分选，粗煤泥采用煤泥重介分选，细煤泥脱泥浮选，浮选精煤采用加压过滤脱水，尾煤浓缩后压滤回收，实现洗水闭路循环。
1、原煤准备流程原煤经50mm分级后，+50mm块煤通过检查性手选，拣除木块、木屑、丝织物等杂物，通过除铁器排除铁器后，破碎至50mm以下，掺入小于50mm原煤。
2、分选流程50-0mm原煤至无压三产品重介旋流器分选，底流经脱介脱水后直接作为矸石产品，中间产品经脱介脱水后直接作为中煤；其溢流经脱介脱水后作为精煤产品。
精煤脱介弧形筛下的合格介质分流部分至煤泥合格介质桶，另一部分返回原煤合格介质桶。
煤泥合格介质进入煤泥重介旋流器分选，其溢流进入精煤磁选机磁选，精矿通过分流，一部分返回煤泥合格介质桶以调节煤泥重介旋流器的分选密度，另一部分至原煤合格介质桶，尾矿至粉精煤尾矿桶；煤泥重介旋流器底流至中矸磁选机磁选。
精、中、矸脱介筛下合格介质返回原煤合格介质桶，筛下稀介质至至各自的磁选机磁选，精矿返回原煤合格介质桶。
旋流器
重介质旋流器
两产品重介质旋流器
• 两产品重介质旋流器按其原料煤给入方式 分为有压（切线）给煤式和无压（中心给 煤式两种。 1、圆锥形重介旋流器 2、圆筒形重介旋流器。
圆锥形重介质旋流器
• 图为两产品重介质旋 流器结构图。
工作原理及特点：
物料与悬浮液混合，以一定压力从入料管沿切线渐开线方 向给入旋流器圆筒部分（如图）由于离心力的作用，高密 度物料移向锥体的内壁，并随部分悬浮液向下作螺旋运动， 最后从底流口排出；低密度物料集中在锥体中心，随内螺 旋上升，经溢流管进溢流室排出。溢流先进入溢流室，然 后顺切线方向排出，可以减少对旋流器不利的反压力。旋 流器内流体的切线速度很大（4.4m/s以上），对部件磨损 严重。为了提高设备的使用寿命，可用合金钢等耐磨材料 整体铸造，也可以采用耐磨材料作衬里（如铸石等），但 衬里要求光滑，无凹凸和台阶，以免破坏液体的正常流态。 安装角度一般按中心线与水平线成10°
分级旋流器
一：分级旋流器 就是我们几个厂常用的一 二级旋流器主要依据颗粒 的粗细进行分级。
二、水介质旋流器
• 二：水介质旋流器又称为 自生介质旋流器。它是用 水和入料中的细颗粒形成 的介质分选，而不需要外 加高密度介质，由于实际 分选密度和介质密度差别 较大，所以在水介质旋流 中粒度分级的作用较明显。 获得较好的按密度分选的 精度，对旋流器的设计进 行修改并且限制入选煤的 粒度范围不要太宽（例如 13mm或6mm）
优缺点：
• 这种旋流器优点是：物料与悬浮液分开给 入，有利于悬浮液密度的测定和调整； • 物料与悬浮液之间接触时间短，粉碎程度 低；旋流器各部件磨损小，使用寿命长。
• 缺点：是分选精度较差。
三产品重介质旋流器
• 三产品重介质旋流器是由两 台两产品旋流器串联组装而 成的。 • 第一段为主选，采用低密度 悬浮液进行分选，选出精煤 和再选入料，同时由于悬浮 液浓缩的结果。为第二段准 备了高密度悬浮液。 • 第二段为再选，分选出中煤 和矸石两种产品。三产品重 介质旋流器是用一台圆筒旋 流器和一台圆锥旋流器串联 而成。
旋流器
旋流器旋流器的基本介绍旋流器是利用离心力来分离或浓缩物料的分级分选设备，在工业生产中的应用非常广泛，如在设有选矿环节的工业企业中，旋流器是选矿分级系统中的主要组成设备，而在重选厂旋流器则多被用作脱泥设备。
旋流器按照在工作中的用途不同，可以分为多个种类，其中常见的有水力分级浓缩旋流器、重介旋流器、除砂分离旋流器和油水分离旋流器等。
旋流器的分类相对其他机械来说较为简单，且无论是何种旋流器，其工作原理都是基本相同的。
旋流器是以离心沉降作为主要工作原理，来实现分级、分选、浓缩和脱泥。
旋流器工作时，重量较大的物质颗粒的重力会克服离心力而沉降到旋流器底部，从沉沙口排出，而重量较小的物质颗粒的重力无法克服离心力，就会被水流带到旋流器的上部，从溢流口排出。
旋流器的分级分离精度是可以控制的，溢流物质的颗粒细度是受沉沙口最小直径影响的。
旋流器的沉沙口越小，浆液在旋流器中获得的旋转角速度就越大，旋流器处理后所获得的溢流物颗粒细度就越小，分级分选的效果也就越好。
旋流器的部件中，筒体需长时间承受浆液流动，给矿口、沉砂嘴处理的浆液中硬质颗粒含量较多，因此这几个部位都是旋流器最容易受到磨损的部位。
旋流器要想延长使用寿命，就要针对这几个部件进行耐磨处理，多数旋流器都是内衬耐磨橡胶等材料来实现耐磨保护。
旋流器的工作原理旋流器是常见的分级分离设备，它的作用主要是澄清和浓缩。
旋流器在工业生产领域多被用于各种细粒物料在选别前的分级和脱泥，例如在煤炭采集企业中，旋流器就被用来分离矿浆。
除了煤炭厂外，旋流器在火电厂、冶金厂等生产部门也有普遍应用。
旋流器的工作原理旋流器的工作原理是离心沉降。
旋流器的内部是中空圆柱体，待分离的两相或三相混合液会在泵的压力作用下，以旋流器的周边切向进入，而后在旋流器的内部形成旋转剪切湍流运动，从而获得较大的离心力。
旋流器内部的混合液受到离心力和重力的共同作用，而内含的粗颗粒与细颗粒之间由于粒度和密度的差异，所受到的离心力、向心浮力和流体曳力的大小均不相同，粗颗粒和细颗粒的运动方向就会不同。
浅析无压给料三产品重介旋流器的分选下限
浅析无压给料三产品重介旋流器的分选下限作者：陈亮鲁培来源：《科技创新导报》 2014年第35期陈亮1，2 鲁培2（1.安徽理工大学材料科学与工程学院安徽淮南 232001；2.神华宁夏煤业集团大武口洗煤厂宁夏石嘴山 753000）摘要：在我国，由于原料煤中的细粒煤作为主导粒级煤，且原料煤不脱泥不分级，因此，无压给力三产品重介质旋流器选煤技术得到广泛的应用，本文指出影响无压给料三产品重介旋流器的分选下限的因素，主要与悬浮液加重质粒度和旋流器入料压力有关，最后结合大武口洗煤厂的应用情况对分选下限进行了进一步阐述。
随着煤炭分选技术的不断提高，重介质选煤技术不断应用在煤炭分选上，与其他同类的选煤技术相对比，重介质选煤技术的的分选精度是最高的，特别是利用重介旋流器使分选过程由传统的重力场转移到离心力场中来，有着偏差小，分选粒级宽的优点，因此该文将对无压给料三产品重介旋流器的的分选下限的原理和影响分选下限的因素进行分析。
关键词：重介旋流器分选下限悬浮液入料压力中图分类号：T927 文献标识码:A 文章编号：1674-098X(2014)12(b)-0089-011 悬浮液在重介旋流器中的受力分析在我国，原料煤中的细粒煤作为主导粒级煤，且原料煤不脱泥不分级，因此，无压给力三产品重介质旋流器选煤技术得到广泛的应用。
重介旋流器选煤所用的悬浮液主要是由磁铁矿粉配置而成，要求悬浮液具有较好的稳定性，以及良好的流动性。
影响无压给料三产品重介旋流器的分选下限的因素，主要与悬浮液加重质粒度和旋流器入料压力有关。
根据阿基米德原理，原料煤承受重力为：G=（π/6）d3（δ-ρ）g其中假设G为原料煤承受重力，d为原料煤的当量直径，δ为原料煤颗粒的密度，ρ为其他原料煤介质的密度当δ＞ρ时，G的方向向下，当δ＜ρ时，G的方向向上。
因此密度比介质大的原料煤颗粒将下沉，而密度比介质小的颗粒将上浮，从而达到分选的目的。
在分选作业的时候，由于离心力场中离心力远大于重力，因此可忽略重力的影响，由于离心力的作用方向是垂直于旋转轴线的径向上，所以在离心力选矿过程分选作用发生在径向上，则原料煤颗粒在介质中承受的离心力为：其中m为颗粒质量；v悬浮液旋转流的切向速度；ω为角速度r为旋流器横断面上某点到轴心的距离。
3GDMC1400-1000AⅠ型重介旋流器的在桃山选煤厂的应用
3GDMC1400-1000AⅠ型重介旋流器的在桃山选煤厂的应用摘要：桃山选煤厂进行重介系统改造，应用以3GDMC1400-1000AⅠ型无压给料三产品重介悬流器为主要分选设备的选前不分级、不脱泥重介质选煤新工艺改造原有工艺，提高分选效率，降低损失，增加经济效益。
关键词：工艺改造3GDMC1400-1000AⅠ型分选效率经济效益1、引言桃山选煤厂是1989年4月建成并投产的矿区型选煤厂。
最初设计入选能力为120万t/a，主导产品为十级冶练主焦精煤，工艺流程为原煤准备、跳汰重介和煤泥浮选联合流程。
经过几次改造处理能力已达到200万t/a,桃山选煤厂入选桃山矿、新强矿、新兴矿原煤，以小井煤为补充，煤种为主焦煤，洗选十级精煤即Ad≤10%时，分选密度为1.362kg/L，分选密度δ±0.1含量为55.02%(扣矸)，原料煤可选性为极难选。
由于多井口调入原煤，煤种日趋复杂，加之原煤可选性较差，原设计采用跳汰粗精煤重介-浮选-煤泥压滤、干燥联合工艺流程，主洗跳汰精煤进入有压两产品重介旋流器再选，生产低灰精煤。
生产系统在设计与安装上存在诸多弊端：(1)分选效率低，由于跳汰机分选精度低，造成矸石和中煤中含精煤多。
(2)生产系统复杂，管理不便，设备台数多且老化，使用效果不好，故障率高。
(3)改造后可增加处理量，提高生产能力。
且跳汰精煤重复洗选，降低洗选效率，增加生产成本。
根据选煤厂设计规范、原煤的可选性以及目前选煤技术的发展状况，桃山选煤厂应采用重介质选煤方法。
因此，在现有主厂房内进行以3GDMC1400-1000AⅠ型无压给料三产品重介旋流器为主要分选设备的重介系统改造。
2、改造工艺2.1 原煤系统更换两台破碎机，保证入选原煤粒度上限，延长原有入选原煤胶带输送机将原煤转运至分选系统，其余系统维持不变。
2.2 原煤分选80-0mm原煤直接给入无压给料三产品重介旋流器进行分选，以单一低密度悬浮液一次性分选出精煤、中煤和矸石三种产物。
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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 （神华蒙西煤化股份有限公司，乌海，内蒙古，中国） 袁治国，张弘强 （神华蒙西煤化股份有限公司棋盘井选煤厂，乌海，内蒙古，中国）
摘要：用翔实的数据介绍了3GDMC1500/1100A大型无压给料三产品重介质旋流器研发、工业性试验及投入正常生产的全过程，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588~606t/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：无压给料；三产品；重介质旋流器；大型
1. 背景 1.1 2000年以来中国煤炭生产和洗选加工发展迅猛，2008年原煤产量2730Mt，原煤入选量1300Mt，入选比例为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 以节能减排为目的、以大型化自动化为手段，中国煤矿和选煤厂将同步发展，其规模也越来越大，在2006~2010年期间建设了56座3.0Mt/a以上的大型动力煤选煤厂，处理能力420.56Mt/a，1.2Mt/a以上仅国有大型炼焦煤选煤厂已有106座，处理能力为249.1Mt/a。最大的动力煤选煤厂31Mt/a，最大的炼焦煤选煤厂13Mt/a。 1.3 具有中国原创型自主知识产权、由中国唐山国华科技有限公司（简称国华科技）研发的3GDMC系列无压给料三产品重介质旋流器具有入选原料煤不分级、不脱泥入选；用单一低密度悬浮液高精度一次分选出质量合格的精煤、中煤和矸石；原料煤破碎程度小；次生煤泥量少等特点，由11种规格组成的系列产品已在中国310座选煤厂推广应用，成为21世纪中国炼焦煤选煤厂首选选煤技术。出于对出口动力煤和国内大型电站粉煤炉节能减排的需要，对动力精煤质量要求越来越高，大型高效简化重介质选煤技术正在向动力煤选煤厂延伸，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 总体思路：保持3GDMC型无压给料三产品重介质旋流器行之有效的特点和优点 利用重介质旋流器不仅对被选物料有分选作用，而且对加重质（磁铁矿粉）和被选物料亦有分级和浓缩作用的特点，采取多种技术措施增强或限制某种作用，从而达到用单一低密度悬浮液一次分选出质量合格的精煤、中煤、矸石三种产品的目的；在结构形式上仍保持第一段旋流器采用圆筒型，使其密度场均匀，能够按给定的悬浮液密度分选，分选精度高；第二段旋流器采用圆筒—圆锥型，以利于扩大两段分选密度差，实现高密度分选；采用改变二段旋流器底流口径粗调和继续采用外置式二段分选密度调解装置改变二段旋流器溢流管插入深度细调相结合的方式，实现二段旋流器分选密度的在线调节；仍然采用原料煤不分级、不脱泥分选工艺和相应简化流程布局，以节省投资及加工费用。 2.2 利用流体力学中几何相似、运动相似和动力学相似的放大准则确定结构参数和工艺参数 2007年国华科技将11种规格，特别是3GDMC1000/700A、1100/780A、1200/850A、1300/920A和1400/1000A 5种较大型规格重介质旋流器在大量应用实践中的数据进行了整理、分析归纳，校正了原有结构参数与工艺参数数学模型，编制出更为完善的新技术参数，作为设计1500/1100A型的可靠依据。 2.3 增加一段旋流器直径，并相应增加旋流器各通径是增大单机处理能力的主要措施。国华科技多年的实践经验证明，重介质旋流器的处理能力与一段旋流器直径的2.5次方呈正比。 2.4 旋流器直径增加后，只要成正比的增加悬浮液的给入压力，保持旋流器内部离心强度相同，就能够在大型旋流器中达到与相对较小型旋流器相同分选精度与分选下限。 2.5 二段旋流器安装角度由水平安装变为倾斜安装，提高矸石等重产物排出速度，减少对锥体部位磨损，延长二段旋流器的使用寿命。 2.6 研发跌落式原料煤选前润湿装置，并采取技术措施增加入选原料煤选前初始切线速度，从而可减少精煤带矸量，提高分选精度。 2.7 采用新型非放射线差压密度计取代同位素密度计，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 新研制的3GDMC1500/1100A型旋流器外型与结构示意见图1、图2。
图1 3GDMC1500/1100A型无压给料三产品重介质旋流器外形图 原料煤入口
中煤出口
合格悬浮液入口
精煤出口
矸石出口
图2 3GDMC1500/1100A型无压给料三产品重介质旋流器结构示意图 3. 实施效果 3.1 神华蒙西煤化股份有限公司棋盘井选煤厂（以下简称棋盘井选煤厂）概况 棋盘井选煤厂位于中国内蒙古乌海市棋盘井镇，原为设计年处理能力4.0Mt的选煤厂，采用无压给料两产品重介质旋流器两段分选工艺，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，主选工艺流程如图3所示。 原料煤重介质旋流器
矸石中煤
精煤脱介脱水离心脱水精煤
煤泥重介磁 选分 级离心脱水精煤泥浮选系统
离心脱水脱介脱水磁 选脱介脱水磁 选中煤浓缩系统
矸石
合格介质桶补加介质
图3 棋盘井选煤厂重选工艺流程图 3.2 入选原煤可选性 主要入选棋盘井矿和附近小煤窑的炼焦煤，采用先配后选方式，配煤后精煤硫分＜1%。由于外购原煤占的比重很大（约占1/2以上），故入选原煤的可选性变化很大，扣除矸石后的±0.1含量＞40%，属极难选等级，见表1-表3和图4。 表1 入选原煤的粒度组成 粒级，mm ＞50 50~25 25~13 13~6 6~3 3~1 1~0.5 ＜0.5 合计 产率，% 14.80 11.20 9.90 16.50 11.70 11.70 8.80 15.40 100.00 灰分，% 70.44 61.45 49.93 40.97 34.43 33.07 27.46 23.95 43.01 表2 入选原煤＜0.5mm粒级筛分试验结果 粒级，mm ＞0.25 0.25~0.125 0.125~0.075 0.075~0.043 ＜0.043 合计 产率，% 29.64 19.60 26.13 13.07 11.56 100.00 灰分，% 24.08 23.11 21.44 23.76 22.71 23.00 表3 100~0.5mm原煤浮沉试验结果表 密度级 kg/L 原煤 浮煤累计 沉煤累计 ±0.1含量
产率，% 灰分，% 产率，% 灰分，% 产率，% 灰分，% 密度级，kg/L 产率，% <1.30 4.81 5.17 4.81 5.17 100.00 46.92 1.30-1.35 7.13 8.68 11.93 7.26 95.19 49.02 1.35-1.40 10.73 12.22 22.66 9.61 88.07 52.29 1.40 30.07 1.40-1.45 7.58 16.93 30.24 11.45 77.34 57.85 1.45-1.50 4.63 22.44 34.87 12.90 69.76 62.30 1.50 18.59 1.50-1.60 6.38 29.31 41.25 15.44 65.13 65.13 1.60 12.01 1.60-1.70 5.63 37.22 46.88 18.05 58.75 69.02 1.70 10.57 1.70-1.80 4.94 44.43 51.82 20.57 53.12 72.38 1.80-2.00 7.79 53.90 59.61 24.93 48.18 75.25 1.90 7.79 >2.00 40.39 79.37 100.00 46.92 40.39 79.37 计 100.00 46.92 γβ
沉物产率
，%
γθ
浮物产率
，%
灰分Ad，%
密度δ，kg/L
图4 可选性曲线(50-0.5mm) 表1-表3、图4说明：原煤灰分高（＞45%）、含矸量大（40.39%），但原生煤泥含量中等（15.40%），若要选出灰分为10.01%~10.50%的精煤，旋流器一段分选密度需控制在1.40kg/L左右，此时的±0.1kg/L含量＞40%（扣矸后），属极难选煤，精煤理论产率为25%~30%，但精煤粘结性指数G≥80，属宝贵的炼焦煤种。 3.3 用3GDMC1500/1100A型旋流器不脱泥不分级分选100~0.5mm原煤，共采样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5和图5表明：3GDMC1500/1100A型重介质旋流器不脱泥、不分级分选100~0.5mm原料煤，采用低密度悬浮液的分选效果为：在单机处理能力为588~606t/h的情况下，精煤灰分为10.19%，中煤灰分为25.39%，矸石灰分＞71.00%，分选精度一段可能偏差E1=0.022kg/L、二段可能偏差E2=0.024kg/L。 表4 100~0.5mm原煤分选结果
密度级 kg/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 % ε1 ε2
<1.30 5.23 4.73 19.99 4.728 5.07 0.36 0.079 11.40 0.00 0.000 0.00 4.806 5.173 1.635 0.000 1.30-1.35 7.95 9.42 29.46 6.968 8.57 0.72 0.157 13.34 0.00 0.000 0.00 7.125 8.675 2.205 0.000
1.35-1.40 10.20 13.14 37.63 8.899 11.79 8.44 1.833 14.30 0.00 0.000 0.00 10.733 12.219 17.081 0.000
1.40-1.45 7.48 17.36 11.63 2.750 16.11 22.07 4.793 17.43 0.07 0.037 13.17 7.580 16.930 63.716 0.761