水介質旋流器選煤是以水介質旋流器為主要分選設備按顆粒密度差別實現分選的重力選煤方法。
基本介紹
- 中文名：水介質旋流器選煤
- 外文名：water-only cyclone sep- aration
- 學科：選礦工程
- 設備：水介質旋流器
- 依據：顆粒密度差異
- 出現時間：1951年
分選原理,工藝流程,旋流器組,
分選原理
在水介質旋流器內，流體運動由切向、徑向和軸向分速度組成。3個分速度的綜合作用，使物料實現按密度分選。其主要運動形式是三維空間螺旋運動、外螺旋流和內螺旋流。外螺旋流繞中心軸線向下運動在底錐內分離出一部分繞中心軸線向上作旋轉運動，旋轉方向與外螺旋流一致，但垂直運動方向相反。原煤在介質流運動過程中，低密度顆粒向中心軸線區集中，由內螺旋流攜帶向上通過溢流管排出;高密度顆粒向器壁外集中，由外螺旋流攜帶向下，通過底流口排出。如圖1所示。
圖1
結構特性：水介質旋流器錐角大，分單錐角和復錐角2種。主要型號有DSM型、SJX型和CWC型，結構參數列於表1。中國研製的SJX型水介質旋流器(圖1) 技術規格列於表2。
表1 選煤用水介質旋流器結構參數
項 目 | DSM型旋流器 | SJX型旋流器 | CWC型旋流器 |
筒體直徑D(mm) | 50～760 | 200～700 | 50～600 |
入料口直徑di(mm) | (0.18～0.3) D | (0.22～0.26)D | (0.2～0.3)D |
溢流管直徑do(mm) | (0.32～0.45) D | (0.35～0.47) D | (0.33～0.5) D |
底流口直徑do (mm) | (0.16～0.25) D | (0.15～0.25) D | (0.16～0.25) D |
錐比du/do | 0.35～0.65 | 0.4～0.53 | 0.3～0.6 |
錐體角度α(°) | 60～135 | 75， 90 | α1=124～130 α2=56～72 α3=20～30 |
表2 SJX型旋流器技術規格
型 號 | 旋流器直徑 (mm) | 生產能力 | 入料粒度 (mm) | 分選下限 (mm) | 入料壓力 (MPa) | |
乾煤量 (t/h) | 煤水量 (m3/h) | |||||
SJX—70 | 700 | 60～80 | 400～500 | 50～0 | 1.0 | 0.1～0.15 |
SJX—50 | 500 | 30～50 | 200～250 | 25～0 | 0.5 | 0.1～0.15 |
SJX—35 | 350 | 12～18 | 80～120 | 13～0 | 0.3 | 0.1～0.15 |
SJX—20 | 200 | 4～7 | 30～35 | 3～0 | 0.15 | 0.1～0.15 |
旋流器的結構參數和工藝條件對分選效果的影響：
(1)錐體角度。錐體角度增大，分選密度提高，反之減小，分選密度降低。通常單錐角的水介質旋流器的錐體角度在90°左右。
(2)旋流器的3種口徑。入料管口徑增大，流量增加，要保證入料口速度大於6～12m/s;溢流管口徑增大，流量增加，分選密度提高，要保證物料在旋流器內有一定的滯留時間;底流口徑增大，分選密度降低，底流口徑減小，分選密度提高，要保證底流物料排放通暢。底流口徑與溢流管口徑之比稱為錐比。錐比大，分選密度降低; 錐比小，分選密度提高。
(3)溢流管插入深度。通常將旋流器溢流管底口與筒體、錐體交接面的垂直距離用△H表示，稱為自由間隙。增加△H，分選密度降低;減小△H，分選密度提高。
(4)入料口壓力。為了保證有足夠的離心力，入料口壓力要隨旋流器直徑和處理量的增大而增加。
工藝流程
單段水介質旋流器分選工藝多用於粗選，通常其底流用重介質旋流器、搖床或跳汰機再選。這種不同設備配合使用，可發揮綜合優勢，提高分選效果。兩段水介質旋流器分選工藝通常是第一段旋流器底流入第二段旋流器再選。如果入選原煤矸石含量多或對精煤質量要求比較嚴格時，也可以採用第一段旋流器的溢流到第二段再選，典型工藝流程如圖2所示。水介質旋流器選煤適用於易選或中等易選煤，工藝流程簡單，生產費用低，占用空間小，處理量大，尤其適用於建設裝配式或移動式小型選煤廠。
1951年荷蘭工程師方丹(Fontein)發明了選煤用水介質旋流器。荷蘭國營煤礦(Dutch State Mines)首次研製成功DSM型水介質旋流器，並獲得美國專利。
60年代加拿大維斯曼(Visman)博士研究開發出CWC型復錐水介質旋流器。中國70年代研製成功SJX型水介質旋流器，目前已在中小型選煤廠推廣套用。如圖2所示。
圖2
旋流器組
由多個小直徑水介質旋流器組成。當入料速度相同時，離心力與旋轉半徑成反比。因此對入料粒度小的原煤，應採用小直徑旋流器分選，以增大離心力，降低分選粒度下限。隨著旋流器直徑減小，單台生產能力也減小，在實際生產過程中，需要將多個小直徑旋流器組合在一起使用。布置形式有兩種：一是呈平行線安裝，在給料管道的一側或兩側，並聯多個小直徑旋流器，它的入料管與給料管垂直或相交成45°角如圖3;二是呈環形放射狀安裝，在環形中心裝設一個礦漿分配器，單個小直徑旋流器徑向安裝成環形，共用一個底流和溢流收集槽(如圖3)。小直徑水介質旋流器有單入料口和雙入料口兩種入料形式。單入料口布置安裝比較簡單;雙入料口可以加強離心力，提高處理量，降低分選粒度下限。如圖3所示。
圖3
