大型無壓給料三產品重介質旋流器介紹

1、大型無壓壓給料三三產品重重介質旋旋流器趙樹彥，張春林林，徐學學武，姚姚偉民（唐山國國華科技技有限公公司，唐唐山，河河北，中中國）陳建康（神華蒙蒙西煤化化股份有有限公司司，烏海海，內蒙蒙古，中中國）袁治國，張弘強強（神華蒙蒙西煤化化股份有有限公司司棋盤井井選煤廠廠，烏海海，內蒙蒙古，中中國）摘要：用用翔實的數據介介紹了33GDMMC15500/11000A大大型無壓給給料三產產品重介介質旋流流器研發(fā)發(fā)、工業(yè)業(yè)性試驗驗及投入入正常生生產的全全過程，對高灰灰分、極極難選的的蒙西棋棋盤井礦礦區(qū)原煤煤實施不不脫泥、不分級級高精度度分選的的前提下下，單機機處理能能力達到到了58886606tt/h，是當今

2、今世界上上規(guī)格和和單機處處理能力力最大的的同類設設備。關鍵詞：無壓給給料；三三產品；重介質質旋流器器；大型型1. 背背景1.1 20000年以以來中國國煤炭生生產和洗洗選加工工發(fā)展迅迅猛，220088年原煤煤產量27730MMt，原原煤入選選量13000Mtt，入選選比例為為47.6%，其中大大中型選選煤廠5500余余座，年年洗選能能力13390MMt。中中國是世世界原煤煤入選量量第一的的選煤大大國。1.2 以節(jié)能能減排為為目的、以大型型化自動動化為手手段，中中國煤礦礦和選煤煤廠將同同步發(fā)展展，其規(guī)規(guī)模也越越來越大大，在22006620010年年期間建建設了556座33.0MMt/aa以上的的

3、大型動動力煤選選煤廠，處理能力力4200.566Mt/a，11.2MMt/aa以上僅僅國有大大型煉焦焦煤選煤煤廠已有有1066座，處處理能力力為2449.11Mt/a。最最大的動動力煤選選煤廠311Mt/a，最最大的煉煉焦煤選選煤廠113Mtt/a。1.3 具有中中國原創(chuàng)創(chuàng)型自主主知識產產權、由由中國唐唐山國華華科技有有限公司司（簡稱稱國華科科技）研研發(fā)的33GDMMC系列列無壓給給料三產產品重介介質旋流流器具有有入選原原料煤不不分級、不脫泥泥入選；用單一一低密度度懸浮液液高精度度一次分分選出質質量合格格的精煤煤、中煤煤和矸石石；原料料煤破碎碎程度小??；次生煤煤泥量少少等特點點，由11種規(guī)格格

4、組成的的系列產產品已在在中國3310座座選煤廠廠推廣應應用，成成為211世紀中中國煉焦焦煤選煤煤廠首選選選煤技技術。出出于對出出口動力力煤和國國內大型型電站粉粉煤爐節(jié)節(jié)能減排排的需要要，對動動力精煤煤質量要要求越來來越高，大型高高效簡化化重介質質選煤技技術正在在向動力力煤選煤煤廠延伸伸，已有有的3GGDMCC14000/110000A型重介質質旋流器器已經不不能滿足足建設3.0MMt/aa以上選選煤廠的的需要，因此研研發(fā)單機機能滿足足建設33.0MMt/aa選煤系系統(tǒng)需要要的大型三三產品重重介質旋旋流器是是促進選選煤行業(yè)業(yè)發(fā)展的的必然選選擇。2.研發(fā)發(fā)2.1 總體思思路：保保持3GGDMCC型

5、無壓給給料三產產品重介介質旋流流器行之之有效的的特點和和優(yōu)點利用重介介質旋流流器不僅僅對被選選物料有有分選作作用，而而且對加加重質（磁鐵礦礦粉）和和被選物物料亦有有分級和和濃縮作作用的特特點，采取多多種技術術措施增增強或限限制某種種作用，從而達達到用單單一低密密度懸浮浮液一次次分選出出質量合合格的精精煤、中中煤、矸矸石三種種產品的的目的；在結構構形式上上仍保持持第一段段旋流器器采用圓圓筒型，使其密密度場均均勻，能能夠按給給定的懸懸浮液密密度分選選，分選選精度高高；第二二段旋流流器采用用圓筒圓錐型型，以利利于擴大大兩段分分選密度度差，實實現高密密度分選選；采用用改變二二段旋流流器底流流口徑粗粗調

6、和繼繼續(xù)采用用外置式式二段分分選密度度調解裝裝置改變變二段旋旋流器溢溢流管插插入深度度細調相相結合的的方式，實現二二段旋流流器分選選密度的的在線調調節(jié)；仍仍然采用用原料煤不分分級、不不脫泥分分選工藝藝和相應應簡化流流程布局局，以節(jié)節(jié)省投資資及加工工費用。2.2 利用流流體力學學中幾何何相似、運動相相似和動動力學相相似的放放大準則則確定結結構參數數和工藝藝參數20077年國華華科技將將11種種規(guī)格，特別是是3GDDMC110000/7000A、11000/7780AA、12200/8500A、113000/9220A和和14000/110000A 55種較大大型規(guī)格格重介質質旋流器器在大量量應用

7、實實踐中的的數據進進行了整整理、分分析歸納納，校正正了原有有結構參參數與工工藝參數數數學模模型，編編制出更更為完善善的新技技術參數數，作為為設計115000/11100AA型的可可靠依據據。2.3 增加一一段旋流流器直徑徑，并相相應增加加旋流器器各通徑徑是增大大單機處處理能力力的主要要措施。國華科科技多年年的實踐踐經驗證明明，重介介質旋流流器的處處理能力力與一段段旋流器器直徑的22.5次次方呈正正比。2.4 旋流器器直徑增增加后，只要成成正比的的增加懸懸浮液的的給入壓壓力，保保持旋流流器內部部離心強強度相同同，就能能夠在大大型旋流流器中達達到與相相對較小小型旋流器器相同分分選精度度與分選選下限

8、。2.5二二段旋流流器安裝裝角度由由水平安安裝變?yōu)闉閮A斜安裝裝，提高高矸石等等重產物物排出速速度，減減少對錐錐體部位位磨損，延長二二段旋流流器的使使用壽命命。2.6 研發(fā)跌跌落式原原料煤選選前潤濕濕裝置，并采取取技術措施施增加入入選原料料煤選前前初始切切線速度度，從而而可減少少精煤帶帶矸量，提高分分選精度度。2.7 采用新新型非放放射線差差壓密度度計取代代同位素素密度計計，在達到0.0005kkg/LL控制精精度的前前提下，做到符符合環(huán)保保和節(jié)省省投資與與運行費費用的目目的。2.8 新研制制的3GGDMCC15000/111000A型旋旋流器外外型與結結構示意意見圖11、圖2。圖1 3GGDM

9、CC15000/111000A型無壓給給料三產產品重介介質旋流流器外形形圖圖2 3GDDMC115000/11100AA型無壓給給料三產產品重介介質旋流流器結構構示意圖圖3. 實實施效果果3.1 神華蒙蒙西煤化化股份有有限公司司棋盤井井選煤廠廠（以下下簡稱棋棋盤井選選煤廠）概況棋盤井選選煤廠位位于中國國內蒙古古烏海市市棋盤井井鎮(zhèn)，原原為設計計年處理理能力44.0MMt的選選煤廠，采用無無壓給料料兩產品品重介質質旋流器器兩段分分選工藝藝，20007年年試生產產后系統(tǒng)統(tǒng)一直不不正常，尤其是是高密度度分選致致使介質質粘度太大大，很難難穩(wěn)定，故委托托國華科科技進行行技術改改造，作作為3GGDMCC15

10、000/111000A型無無壓給料料三產品品重介質質旋流器器的試點點單位，采用以以該設備備為主選選設備的的不分級級、不脫脫泥、一一次分選選出質量量合格的的精煤、混煤、矸石的的高效簡簡化重介介質分選選工藝，改造后后生產系系統(tǒng)處理理能力為為5.00Mt/a，主主選工藝藝流程如圖圖3所示示。圖3 棋盤盤井選煤煤廠重選選工藝流流程圖3.2 入選原原煤可選選性主要入選選棋盤井井礦和附附近小煤煤窯的煉煉焦煤，采用先先配后選選方式，配煤后后精煤硫硫分11%。由于外外購原煤煤占的比比重很大大（約占占1/22以上），故入入選原煤煤的可選選性變化化很大，扣除矸矸石后的0.11含量40%，屬極極難選等等級，見見表1

11、-表3和圖圖4。表1 入選選原煤的的粒度組組成粒級，mmm5050225251131366633110.50.55合計產率，%14.88011.2209.90016.55011.77011.7708.80015.440100.00灰分，%70.44461.44549.99340.99734.44333.00727.44623.99543.001表2 入選選原煤0.55mm粒粒級篩分分試驗結結果粒級，mmm0.2250.2550.12550.122500.07750.077500.04430.0043合計產率，%29.66419.66026.11313.00711.556100.00灰分，%24

12、.00823.11121.44423.77622.77123.000表3 10000.5mmm原煤浮浮沉試驗驗結果表表密度級kg/LL原煤浮煤累計計沉煤累計計0.11含量產率，%灰分，%產率，%灰分，%產率，%灰分，%密度級，kg/L產率，%2.00040.33979.337100.0046.99240.33979.337計100.0046.992圖4可選選性曲線線(500-0.5mmm)表1-表表3、圖4說說明：原原煤灰分分高（45%）、含矸矸量大（40.39%），但但原生煤泥泥含量中中等（115.440%），若要要選出灰分為110.001%10.50%的精煤，旋流器器一段分分選密度度需控制

13、在在1.40kg/LL左右，此此時的0.11kg/L含量量40%（扣矸矸后），屬極難選選煤，精精煤理論論產率為為25%300%，但但精煤粘粘結性指數G80，屬寶貴貴的煉焦焦煤種。3.3 用3GGDMCC15000/111000A型旋旋流器不不脫泥不不分級分分選100000.5mmm原煤煤，共采樣樣3次，分選效效果相差差很小?，F將其其中的一一次列于于表4、表5和和圖5中中。表4、表表5和圖圖5表明明：3GGDMCC15000/111000A型重重介質旋旋流器不不脫泥、不分級級分選11000.55mm原原料煤，采用低低密度懸懸浮液的的分選效效果為：在單單機處理理能力為為58886006t/h的情情

14、況下，精煤灰灰分為10.19%，中煤煤灰分為為25.39%，矸石石灰分71.00%，分選選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 100000.5mmm原煤煤分選結結果密度級kkg/LL原煤精煤中煤矸石計算原煤煤分配率占本級%灰分%占本級%占全級%灰分%占本級%占全級%灰分%占本級%占全級%灰分%占本級%灰分%122.00040.88679.1160.0550.011260.2220.0550.011262.77573.88940.336679.33840.339079.337099.997199.9971計100.0046

15、.551100.0023.665210.119100.0021.771725.339100.0054.663171.337100.000046.9916表5 3GGDMCC15000/111000A型旋旋流器工工藝性能能評定報報告表（10000.5mmm）試驗編號號試驗地點點神華蒙西西棋盤井井選煤廠廠試驗日期期20099.044.022概況分選產品品計算入料料的可選選性設備型號號及規(guī)格3GDMMC15500/11000A型型無壓給給料三產產品重介介質旋流流器精煤 %中煤 %矸石 %理論精煤煤產率25.331入料煤種種原煤產率灰分產率灰分產率灰分理論分選選密度kkg/LL1.4115入料粒度度，

16、mm50-00.523.66510.11921.77225.33954.66371.3370.11含量(扣矸) %47.006入料灰分分，46.992分選密度度kg/LL一段1.4115分選效果果作業(yè)性質質主選二段1.6770可能偏差差Ekg/LL一段二段處理能力力，t/hh588數量效率率，%93.4450.02220.0224圖5 100000.5mmm原煤煤分選時時的分配配曲線圖圖3.4 與其它它同類設設備的比比較國內外大大直徑重重介質旋旋流器主主要技術術性能比比較見表表6。表6 國內內外大直直徑重介介質旋流流器主要要技術性性能比較較表國別類型及內內徑mm產品個數數給料方式式給料粒度度

17、mmm對原煤要求處理能力力，t/hh可能偏差差Ekg/LL二段分選選密度調調節(jié)方法法*澳大利亞亞DSM1130002有壓1101.55脫泥5500.0220.03英國LARCCODEEMS1135002無壓1201.55脫泥4500.0220.03俄羅斯TY9900/63003有壓5000.5脫泥200E1=00.0330.04 E2=0.050.008中國3SNWWZX113500/92203無壓8022脫泥分級310E1=00.0330.06 E22=0.040.006本項目3GDMMC15500/11000A3無壓1100不脫泥不分級606E1=00.0220.03 E2=0.040.0

18、06*注：II-停產產更換底底流口；II-外置式式在線調調節(jié)溢流流管插入入深度。表6說明明：3GGDMCC15000/111000A型重重介質旋旋流器是是目前國國內外規(guī)規(guī)格和單單機處理理能力最最大的三三產品重重介質旋旋流器，其分選選精度與與國外大大型兩產產品脫泥泥分選的的旋流器器效果相相當。3.5 各粒級級的分選選效果將各粒級級的分選選效果整整理后列列于表77。表7 在33GDMMC15500/11000A型型旋流器器內各粒粒級煤炭炭分選結結果粒級，mmm1313-666-33-0.5計算入料產率，%30.99922.88217.66428.555灰分，%57.00342.99736.9902

19、8.1170.11含量，%（扣除2.00kg/L沉矸矸）44.88656.66052.99929.332可選性等等級極難極難極難較難理論分選選密度，kg/L1.41191.40071.41161.4663分選產物精煤產率（占占本級），%12.99726.22036.77556.559灰分 %11.99510.6659.9449.622中煤產率（占占本級），%21.11327.66426.22018.229灰分，%27.88624.44124.44227.000矸石產率（占占本級），%65.99046.11637.00525.112灰分，%75.22572.44372.44770.883第一段旋

20、流器分選密度度，kg/L1.41181.40011.41131.4339可能偏差差E1，kg/L0.01110.02230.02220.0338理論精煤煤產率（占本級級），%14.11328.55839.88460.447數量效率率，%91.77991.66792.22693.559第二段旋流器分選（分分配）密密度，kg/L1.75531.70001.70011.7007可能偏差差E2，kg/L0.02220.02250.02240.0440中煤帶矸矸率（2.00kg/L），%0.0550.1660.2330.299數據檢驗驗均方差差0.9661.1221.1660.888表7說明明：隨著粒度

21、度減小、灰分降降低，各各粒級可可選性變變好，數數量效率率增加。雖然可可能偏差差E值也也在增加加，但均均在0.01110.0388kg/L之間間；30.5mmm粒級的的分選效效果值得得關注。原煤中中300.5mmm粒級級不僅可可選性由由極難選選變?yōu)檩^較難選，且精煤煤產率較較高，成成為精煤煤中的主主導粒級級，其可可能偏差差為0.0388kg/L，數數量效率率達933.599%，分分選效果果令人滿滿意。3.6 分選下下限檢查查試驗為了確定定3GDDMC115000/11100AA型重介介質旋流流器的分選下下限，我我們對0.55mm的的入料及及精煤、中煤和和矸石（從產品品出旋流流器后進進入弧形形篩的各

22、各集料箱箱中獲取取0.5mmm懸浮液液）進行行篩分，得到00.50.255mm粒粒級煤樣樣，經脫脫介處理理后進行行浮沉試試驗，依依照MTT/T 8111煤用用重選設設備分選選下限評評定方法法進行行計算，得：（kg/L）檢查結果果表明，按MTT/T 8111標準規(guī)規(guī)定，對對重介質質分選而而言，當當某一粒粒度級的的E0.110kg/LL時，即即認為達達到有效效分選下下限，因因此3GGDMCC15000/111000A型旋流流器的分分選下限限已經達達到0.25mmm。試試驗數據據及分配配曲線列列于表88和圖66。表8 0.500.255mm粒粒級原煤煤在3GGDMCC15000/111000A型旋旋

23、流器中中的分選選效果密度級kkg/LL原煤精煤中煤矸石計算原煤煤分配率%占本級%灰分%占本級%占全級%灰分%占本級%占全級%灰分%占本級%占全級%灰分%占本級%灰分%1.88012.33271.6620.7770.588167.11044.3319.822063.00086.1122.066874.88112.446965.115095.3342計100.0020.009100.0075.443611.224100.0022.116241.220100.002.400269.227100.000019.2272圖6 0.500.255mm原原煤分選選時的分分配曲線線3.7 與分選選細粒煤煤的重

24、選選設備的的比較一般公認認浮選是是分選0.33（0.25）mm粉粉煤最有有效的方方法，對于3mmm粒級煤則重重介質旋旋流器分分選精度度最高。至于330.5mmm細粒煤煤則有多多種方法法在工業(yè)業(yè)中應用用，其分分選情況況見表99。表9說明明：除了了煤泥重重介質旋旋流器外外，在33GDMMC15500/11000A大大型三產產品重介介質旋流流器中330.5mmm及0.500.255mm粒粒級的細細粒煤均均得到了了良好的的分選，其可能能偏差均均小于分分級脫泥泥后專門門單設的的用來分分選細粒粒煤的其其它重選選設備。而SDMMC系列列煤泥重重介質旋旋流器分分選工藝藝和設備備是國華華科技另另一項發(fā)發(fā)明專利利

25、技術（專利號號：ZLL0311242283.9），其特點點是利用用3GDDMC系系列重介介質旋流流器對加加重質的的分級作作用，分流部部分加重重質相對對粒度較較細的精精煤合格格懸浮液液做介質質，利用用圓筒圓圓錐型重介質質旋流器器實現粗粗精煤泥泥的重介介質離心心分選，而無需專專設細粒粒介質制制備及回回收系統(tǒng)統(tǒng)。可以以看出33GDMMC15500/11000A型型重介質質旋流器器與SDDMC型型旋流器器配套使使用所形形成的大大型、高高效、簡簡化重介介質選煤煤技術具具有很強強的技術術優(yōu)勢。表9 分選選粗煤泥泥的重選選設備比比較表設備粒度范圍圍，mm可能偏差差kg/L入料灰分分%精煤灰分分%中煤灰分分%

26、尾煤灰分分%數據來源源TBS2.11m干擾擾床分選選機，分級，10mm為入入料其中:110.2250.1336(5次平平均)16.6677.98837.884斯特拉拉特福選選煤廠775t/h干擾擾床分選選機的優(yōu)優(yōu)化研究究,RR.B.Druummoond等等(澳大利利亞),第133屆國際際選煤會會議論文文集,19998.110CSS-1.88型粗煤煤泥分選選機，分分級脫泥泥，30.55mm為為入料30.5中等等可選(0.1含量量10.94%)0.118.3379.07744.224干擾床床煤泥分分選機與與跳汰機機對粗煤煤泥分選選效果的的比較,符東旭旭等,煤炭炭加工與與綜合利利用,20008.11

27、2LD7型型螺旋分分選機，1.550mmm為入入料，脫脫除11mm細細泥1.50.110.18817.5589.62264.558LD77型螺旋旋分選機機的應用用,邊俊卿卿等,全國國細粒煤煤分選技技術會議議論文集集,220099.05ZK-LLX11100型型螺旋分分選機，100mm為為入料0.1125中煤段：0.007矸石石段：00.16616.9969.78837.44872.559ZK-LX111000型螺旋旋分選機機的研究究,陳建中中等,全國國細粒煤煤分選技技術會議議論文集集,220099.05SDMCC3500煤泥重重介質旋旋流器，0.55(1)0mmm為入入料0.5(1)0mmm0

28、.08812.4498.56638.007煤泥重重介質旋旋流器在在屯蘭礦礦選煤廠廠的完善善，楊楊玉民，中國國煤炭20009.0063GDMMC15500/11000A型型無壓給給料三產產品重介介質旋流流器，不不分級不不脫泥，10000mmm為入入料其中:330.55一段：00.0338二段段：0.040028.1179.6222770.8833GDDMC115000/11100AA型無壓壓給料三三產品重重介質旋旋流器鑒鑒定材料料，20009.07其中:00.50.2250.099919.22711.22441.2269.2273.8 長期生生產情況況3GDMMC15500/11000A型型重介

29、質質旋流器器在棋盤盤井選煤煤廠的生生產情況況見表110。表10 33GDMMC15500/11000A型型旋流器器生產情情況統(tǒng)計計年.月原煤精煤中煤矸石產量萬t灰分%產量萬t產率%灰分%硫分%產量萬t產率%灰分%產量萬t產率%灰分%20088.04438.11637.9939.46624.77910.3320.91116.22442.55529.44712.44632.66669.99120088.05540.77240.4469.49923.33010.3310.91116.77241.00631.66814.55135.66470.22820088.06642.00631.77511.22

30、026.66310.3320.84424.33357.88431.4486.53315.55369.55120088.07743.22233.99410.99725.33810.2290.90022.77352.55830.9999.52222.00468.22120088.08846.44430.66314.99532.11910.3310.92223.77351.11131.2297.76616.77067.77820088.09942.33730.77613.99632.99510.1170.86622.55953.33131.7775.82213.77476.22020088.139.

31、88729.22813.11833.00610.3360.88819.66549.22930.7727.04417.66560.77020088.11132.00432.2259.72230.33410.3300.90012.88039.99730.2259.51129.77078.33020088.12235.11230.00010.44529.77710.3310.90014.22840.66631.66510.33829.55770.88908年合合計444.4834.226125.7428.22910.3330.900205.6146.22531.002113.1225.44570.6

32、6520099.01133.11642.44010.77432.33810.2280.94413.66641.22030.6638.76626.442-20099.02227.99135.8858.53330.55510.3340.96611.44741.00930.8857.92228.336-20099.03334.99044.66810.22029.22210.4400.92212.66336.22029.33212.00734.558-20099.04441.11843.99012.11629.55210.3350.92217.44642.44129.22811.55628.007-20099.0554