选矿机械第三章重介质选煤(2)

第三章分选机械第二讲重介质分选机第一节概述在密度大于1g/cm3的介质中，按颗粒密度的差异进行选煤叫重介质选煤或重介选煤。选煤所用的重介质有重液和重悬浮液(简称悬浮液)两类。有机溶液(如四氯化碳、苯、二甲苯)属于重液，它们是稳定介质，放置很长时间能保持自己的物理性质。悬浮液是固体粒子和水的混合物，静置后粒子即下沉，使悬浮液密度上、下不一致，为不稳定介质。重液价格高、不易回收，多数还有毒性或腐蚀性，所以没有在工业上使用，只在实验室中做煤炭浮沉试验用。目前，国内外普遍采用磁铁矿粉与水配制的悬浮液作选煤用的重介质。这种悬浮液可以配制成需要的密度，而且容易净化回收。重介质选煤的主要优点是：分选效率高于其他选煤方法；入选粒度范围宽，分选机的入料粒限为1000~6mm，旋流器为80~0.15mm;生产控制易于自动化。重介选煤的缺点是：设备磨损快，维修量大。重介质选煤法使用范围广。可代替人工手拣矸石，不仅分选效果好、生产率高，而且解放笨重体力劳动。对于难选煤和极难选煤，采用全重介选或部分重介选流程，都可提高精煤产率。目前，我国重介质选煤能力已经超过跳汰选煤。第二节重介质选煤原理重介质选煤的基本原理是阿基米德原理。即浸没在重介质中的颗粒受到的浮力等于颗粒所排开的同体积的介质重量。一、重介质分选机分选原理在静止的悬浮液中，作用在颗粒上的力有重力G和浮力G0。因此，悬浮液中颗粒所受的合力F为：F=G-G0二、重介质旋流器分选原理物料和悬浮液以一定压力沿切线方向给入旋流器，形成强有力的旋涡流。激流从入料口开始沿旋流器内壁形成一个下降的外螺旋流；在旋流器轴心附近形成一股上升的内螺旋流。由于内螺旋流具有负压而吸入空气，在旋流器轴心形成空气柱。入料中的精煤随内螺旋流向上、从溢流口排出；矸石随外螺旋流向下，从底流口排出。重介质旋流器选煤是利用阿基米德原理在离心力场中完成的。在离心力场中，质量为m的颗粒所受的离心力Fe为：在重介质旋流器中，颗粒所受离心力为：颗粒在悬浮液中半径为r处所受的合力F为：rvmFe2rvVFe2rvVF2)(第三节重悬浮液一、加重质的选择选煤生产中用得最多的是磁铁矿粉。以磁铁矿粉作加重质的分选设备，对其粒度组成有特定的要求。我国选矿厂生产的磁铁矿粉粒度普遍较粗，应进一步加工磨细才能保证悬浮液的稳定性，并可减少设备、管路的磨损和加重质的消耗。生产实践证明，通常斜轮、立轮和浅槽重介分选机要求磁铁矿粉中小于0.074mm(小于200目)颗粒含量应占80%以上；重介旋流器要求小于0.044mm(小于325目)颗粒含量应占90%以上。一些选煤厂采用球磨机再磨60~90min后可达到粒度要求。二、悬浮液的性质1．悬浮液密度和容积浓度单位体积悬浮液内加重质与水的质量之和为悬浮液的密度，可按下式计算：——悬浮液密度．g／cm3；——水的密度，g／cm3;——加重质密度，g／cm3；——悬浮液中固体的容积浓度)(容积浓度(固体浓度)表示悬浮液中固体的体积含量，一般在15%~35%之间。超过最大值时，悬浮液粘度增高甚至失去流动性；低于最小值时，又会造成加重质迅速下沉，使悬浮液不稳定。生产系统中悬浮液有煤泥污染。因此，固体(加重质和煤泥)密度为：2211//100rr新配制悬浮液时，磁铁矿用量可近似地用下式计算：在分选机中，悬浮液密度受到悬浮液上下流动的影响。液流上升时，实际分选密度略高于配制的悬浮浓密度；液流下降时，略低于配制的悬浮液密度，差值约为10~100kg/m3计之间。当用重介旋流器分选时，实际分选密度约比悬浮液密度高100~200kg/m3。生产中用密度计或浓度壶测定悬浮液的密度。2、悬浮液的稳定性悬浮液的稳定性是指悬浮液在分选机中各点的密度在一定时间内保持均匀一致的能力。稳定性好，悬浮液在分选机内不产生明显的分层(即上、中、下层密度差小)，悬浮液在旋流器中浓缩作用小。块煤分选机悬浮液的稳定性要求在分选区内上下层的密度差小于20g/cm3，通常靠上升或下降液流来达到。重介质旋流器悬浮液的稳定牲要求底流悬浮浓密度与溢流悬浮液密度的差值为0.3~0.5g/cm3。在保证悬浮液密度要求的前题下，为了保持悬浮液稳定而又不影响分选效果，常用的办法是在悬浮液中保持适量的煤泥。悬浮液密度小于1.7g／cm3时，煤泥含量约为35%~45%；悬浮液密度大于1.7g／m3时，煤泥含量约为15%~30%。3、悬浮液的粘度悬浮液流动时阻碍流层间运动的性质称为粘滞性。衡量粘滞性大小的量称为粘度。悬浮液的粘度越大，物料在悬浮液中运动时所受的阻力越大，物料分层的速度越慢。对于细粒物料在重力场中分选时，粘度的影响更为显著，粘度过大，将使分选过程无法进行。影响悬浮液粘度和稳定件的主要因素是磁铁矿的粒度组成、悬浮液的容积浓度和煤泥含量。实践表明，磁铁矿粒度越细，形状越不规则，容积浓度越高，煤泥含量越多，悬浮液的稳定性越好，但粘度也相应提高了。生产中要求粘度适中且稳定性高。第四节重介质分选机重介质分选机是在重力场中实现重介选煤的设备。它由分选槽、排料装置及传动机构组成。斜轮重介质分选机主要由容纳悬浮液的分选槽、排出重产物的倾斜提升轮、排出轻产物的排煤轮和传动装置组成。在给料端下部位于分选带的高度引入水平介质流，在分选槽的下部引入上升介质流。水平和上升介质流补充分选槽内的悬浮液，使悬浮液密度均匀并运输浮煤。原料煤进入分选机后。按密度分为浮物和沉物两部分。浮物被水平流运送至溢沉堰，由排煤轮刮出，经条缝式固定筛初步脱介后进人下一个脱介作业。沉物沉到分选槽底部，由提升轮上的叶板提升至排料口排出。提升轮及叶板上的孔眼将沉物携带的悬浮液脱出。（一）斜轮重介质分选机1-分选槽；2-提升轮；3-排煤轮；4-提升轮轴；5-减速装置；6-电动机；7-提升轮骨架；8-齿轮盖；9-立筛板；10-筛板；11-叶轮；12-支座；13-轴承座；14-电动机；15-链轮；16-骨架；17-橡胶带；18-重锤图24-斜轮重介质分选机斜轮重介质分选机的优点：（1）分选精确度高。由于重产物的提升轮在分选槽底部旁侧运动，在悬浮液中处于分选过程的物料不被干扰，可能偏差可达0.02~0.03；（2）分选粒度范围宽，处理能力大。该机槽面由于制造得较为开阔，斜提升轮直径可达8m或更大。因此，分选粒度上限可达1000mm，下限为6mm。如国产分选槽宽为4m的重介质分选机，其斜轮直径为6.55m，处理能力为350~500t/h；（3）该机悬浮液循环量少。由于轻产物采用排煤轮的重锤拨动排放，所以被煤带走的悬浮液量少，故悬浮液循环量低（按入料计约为0.7~1.0m3/t.h）；（4）由于分选槽内有上升悬浮液流使悬浮液比较稳定，分选机可使用中等细度的加重质，即小于325目（0.04mm）占40%~50%已达到细度要求。E（二）立轮重介分选机立轮重介分选机作为块煤分选设备，在国外应用较多。常见的有德国的太司卡（TESKA）型和波兰的滴萨（DISA）型立轮重介质分选机。我国70年代初期研制了JL1.8型立轮重介质分选机。安装在汪家寨选煤厂，用来洗选跳汰机的中煤，获得良好效果。在此基础上80年代初又设计了JL2.5型立轮重介质分选机，用以处理50~300mm粒级的块煤排矸。立轮重介质分选机与斜轮重介质分选机工作原理基本相同，其差别仅在于分选槽槽体型式和排矸轮安放位置等机械结构上有所不同。在相同处理量，立轮重介质分选机具有体积小、重量轻、功耗少、分选效率高及传动装置简单等优点。2.滴萨（DISA）型立轮重介质分选机图2-4-11DISA-1S型立轮重介质分选机N-入料；K-浮物；T-沉物；a-悬浮液入口；b-悬浮液排放口；1-分选槽；2-分选槽侧部；3-承重结构；4-提升轮；5-支撑中心线；6-排矸溜槽；7-入料口盖板；8-分选槽底部；9-振作平台；10-提升轮传动装置；11-定位辊；12-导向辊；13-传动皮带；14-浮物刮板（P1、P2分别为作用在横向及纵向支承梁上的重力）图2-4-13DISA-3S型三产品重介质分选机Y-入料；J-精煤；Z-中煤；G-矸石；a-悬浮液入口；b-悬浮液入口；b-悬浮液排放口；1-分选槽；2-分选槽侧部；3-承重结构；4-提升轮；5-支撑中心线；6-沉物排放溜槽；7-入料槽；8-分选槽底部；9-操作平台；10-提升轮传动装置；11-定位辊；12-导向辊；13-传动皮带；14-浮物刮板（P1、P2分别为作用在横向及纵向支承梁上的重力）3.太司卡（TESKA）型重介质分选机图2-4-14太司卡重介质分选机结构图立轮重介质分选机较斜轮重介质分选机有更多的优点，主要有：（1）在分选槽内立轮产生涡流的流动方向与沉物的沉降方向一致，所以对分选过程影响不大；斜轮在分选槽内所产生的涡流运动方向与沉物的沉降方向相反，并同时造成一个水平旋转的涡流，不仅影响分选效果，而且降低处理量。（2）相同槽宽的立轮重介质分选机比斜轮重介质分选机体积小、重量轻。（3）立轮重介质分选机传动机构简单，故不易损坏，事故少；斜轮则传动机构较复杂，事故多，因而维修工作量大。（4）重介分选机工作中的磨损情况，立轮比斜轮要轻，如排矸轮、分选槽等寿命均在5年以上。操作及维护一、开车前准备1、检查分选槽及提升轮内是否有杂物，固定筛网是否有破损。2、确认检修工作已经完成、检修人员已经撤离设备。3、检查排煤轮重锤，提升轮及轴承齿轮磨损情况，检查套筒滚链、刮板链、刮板、衬板及道轨磨损情况。出现异常，及时更换处理。二、运行中的操作4、空车开车后，密切注意提升轮的运转情况，发现问题及时汇报调度。5、通知介质泵司机介质打大循环，使分选槽内充满合格介质，待介质液位正常后，汇报调度室给煤。6、按规定做悬浮液密度检测，发现悬浮液密度低于要求或矸石带煤超过规定时，应及时添加介质。介质密度和给料量应保持相对稳定。7、检查齿棒卡板固定情况，如有松动，停车处理。8、检查拨料器的传动装置和提升轮的传动装置是否有异响、温度是否正常。三、特殊情况处理9、斜轮分选机因故障等原因过负荷停车或出现压住的情况时，应处理完毕后，再启动提升轮。四、停机操作10、停车前应停止结料，将轻重物料排净后再停车。停车时间较长时，应将分选槽内介质放空，避免介质沉淀造成启动困难。五、安全注意事项11、岗位司机观察液位情况时，脚要踏实，严禁身体向前倾斜。12、禁止在斜轮运转时，在机体上观察排矸轮转动和拨煤器转动情况；特别注意排矸轮工作情况，如出现偏摆和局部卡阻现象时，必须停机检查处理。13、条斜轮分选机因故障停车或出现压住情况时，检查、清理分选槽或提升轮时，必须执行“断电挂牌”制度，设专人监护，并制定可靠的安全措施。六、常见故障处理(1)提升轮被异物卡住，不能运行。处理办法：①停止给料，放料冲车，异物清除后可以开车；②当提升轮被压时间较长，提升轮内物料难以清除，此时需用手拉葫芦拉动提升轮将物料清除(许意要松开传动系统连接)。(2)主轴常见故障：①键槽坏(滚键)；⑨伞齿轮轮齿断；②主轴断。处理方法：备用一根装配好的主轴装置，出现主轴故障时，拆下旧轴装置，装上新轴装置，调整好后开车。此法对生产影响较小。大修周期一般为16—18个月。第五节旋转重介质流选矿一、圆锥型重介质旋流器二、圆筒形重介质旋流器三、三产品重介质旋流器重介质旋流器是一种结构简单、无运动部件的选煤设备。它利用离心力场强化细粒级矿粒在重介质中分选设备，设备，能使密度差值小（±0.1含量大）的难选和极难选细粒物料也能获得精确的分选。料粒度上限由原来的13mm（10mm）,已扩大到50mm，有效分选下限可达到0.15mm(0.10mm)。根据机体形状分为圆锥型和圆筒型重介质旋流器；根据给料压力分为有压给料和无压给料重介旋流器；根据产品数量可分为两产品和三产品重介质旋流器。一、两产品重介质旋流器两产品重介质旋流器按其原料煤给人方式分为有压(切线)给煤式和无压(中心)给煤式两种。前一种为圆锥形重介旋流器，后一种为圆筒形重介旋流器。1、圆锥形重介质旋流器工作原理物料与悬浮液混合，以一定压力从入料管沿切线