趙恩亮

摘 要：水力分級旋流器是一種利用流體壓力產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的裝置，可用于使存在密度差的兩相或多相進(jìn)行分離。利用水力分級旋流器在煤泥水浮選之前進(jìn)行處理，減少粗煤泥進(jìn)入浮選系統(tǒng)，從而降低粗煤泥的損失和浮選系統(tǒng)的壓力。

關(guān)鍵詞：水力分級旋流器；粗煤泥；分級濃縮

1 概述

雙鴨山礦業(yè)集團(tuán)選煤廠1958年建成投產(chǎn)，通過幾次技術(shù)改造，形成了現(xiàn)在重介+浮選、尾煤壓濾回收的工藝流程。近年，選煤廠從實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)煤泥的含量越來越大，粗煤泥容易尾礦中，導(dǎo)致產(chǎn)品的損失。為保證洗煤生產(chǎn)的進(jìn)一步合理，對工藝流程進(jìn)行改造完善：煤泥水進(jìn)入浮選之前進(jìn)行水力分級旋流器的處理，以便降低粗煤泥的損失和浮選系統(tǒng)的壓力。

2 水力分級旋流器的結(jié)構(gòu)與工作原理

2.1 水力分級旋流器的結(jié)構(gòu)

水力旋流器主要由圓筒體和圓錐體兩部分組成。圓筒體的一側(cè)沿切線裝有給礦管，中心有溢流口，可將溢流直接引出器外。圓錐體底部有底流口，供排出沉物。旋流器多用鑄鐵制成，也有用鑄鋼、鑄鋁、合金和聚氨酯制的。為防止磨損，內(nèi)部須襯以耐磨的橡膠、鑄石、碳化硅和硬質(zhì)陶瓷等。易磨損的給礦口附近的圓筒部分和沉砂口附近的圓錐體，制成可拆卸更換的。（圖1）

圖1

2.2 水力分級旋流器原理

一種利用流體壓力產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的裝置。當(dāng)料漿以一定的速度進(jìn)入旋流器，遇到旋流器器壁后被迫作回轉(zhuǎn)運(yùn)動。由于所受的離心力不同，料漿中的固體粗顆粒所受的離心力大，能夠克服水力阻力向器壁運(yùn)動，并在自身重力的共同作用下，沿器壁螺旋向下運(yùn)動，細(xì)而小的顆粒及大部分水則因所受的離心力小，未及靠近器壁即隨料漿做回轉(zhuǎn)運(yùn)動。在后續(xù)給料的推動下，料漿繼續(xù)向下和回轉(zhuǎn)運(yùn)動，于是粗顆粒繼續(xù)向周邊濃集，而細(xì)小顆粒則停留在中心區(qū)域，顆粒粒徑由中心向器壁越來越大，形成分層排列。隨著料漿從旋流器的柱體部分流向錐體部分，流動斷面越來越小，在外層料漿收縮壓迫之下，含有大量細(xì)小顆粒的內(nèi)層料漿不得不改變方向，轉(zhuǎn)而向上運(yùn)動，形成內(nèi)旋流，自溢流管排出，成為溢流，而粗大顆粒則繼續(xù)沿器壁螺旋向下運(yùn)動，形成外旋流，最終由底流口排出，成為沉物。

3 水力分級旋流器的實(shí)際中的應(yīng)用

水力旋流器在選礦工業(yè)中主要用于分級、分選、濃縮和脫泥。水力旋流器無運(yùn)動部件，構(gòu)造簡單；單位容積的生產(chǎn)能力較大，占面積?。环旨壭矢撸蛇_(dá)80%～90%），分級粒度細(xì)；造價(jià)低，材料消耗少。

下面數(shù)據(jù)為選煤廠實(shí)際生產(chǎn)過程中的檢測數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)（見表1）。

實(shí)際的生產(chǎn)過程中，煤泥水通過水力旋流器處理后，粗煤泥由底流口排出經(jīng)弧形篩，篩下與溢流直接進(jìn)行浮選，篩上進(jìn)入離心機(jī)脫水。通過數(shù)據(jù)可以看出：經(jīng)過水力分級旋流器的處理，粗煤泥絕大部分進(jìn)入底流，濃縮后的底流保證了截粗弧形篩的入料，同時(shí)降低了粗煤泥進(jìn)入浮選系統(tǒng)，減少了產(chǎn)品損失。

4 水力分級旋流器在實(shí)際生產(chǎn)中遇到的問題

4.1 底流口直徑的選擇

水力分級旋流器底流口的大小直接影響底流濃度的大小。直徑過大，截粗弧形篩容易跑水，造成產(chǎn)品水分指標(biāo)的影響；直徑過小，旋流器底流的濃度過大，造成旋流器堵塞，不能正常工作，通過嚴(yán)格的數(shù)據(jù)計(jì)算和實(shí)際應(yīng)用中合理調(diào)節(jié)來保證水力分級旋流器的使用。

4.2 入料性質(zhì)的不穩(wěn)定

生產(chǎn)系統(tǒng)中煤泥含量的多少以及粗煤泥含量的多少直接影響水力分級旋流器的應(yīng)用效果，這樣就要求進(jìn)一步加強(qiáng)煤質(zhì)分析的及時(shí)準(zhǔn)確和相關(guān)設(shè)備的完好狀態(tài)。

4.3 易損部件的更換

由于煤泥水長時(shí)間的摩擦，旋流器的整體易磨損，尤其是錐體部分和底流口，長期更換勞動強(qiáng)度較大，從而要選擇耐磨、輕便以及強(qiáng)度夠的材質(zhì)的旋流器。

5 水力分級旋流器發(fā)展前景

水力旋流器發(fā)展趨勢：（1）結(jié)構(gòu)形式多樣化；（2）應(yīng)用范圍擴(kuò)大化；（3）結(jié)構(gòu)材質(zhì)耐磨化；（4）技術(shù)控制自動化。

6 結(jié)束語

隨著我國潔凈煤技術(shù)的推進(jìn)，煤泥水處理在選煤中的地位將越來越重要，利用離心力場強(qiáng)化分選過程的高效旋流分選設(shè)備，水力分級旋流器由于獨(dú)特的優(yōu)勢也將得到更為廣泛的應(yīng)用?？傊覀儚膶?shí)際應(yīng)用出發(fā)，進(jìn)一步在安全生產(chǎn)過程中進(jìn)行創(chuàng)新與改革，更好地達(dá)到最佳工藝效果之目的。