付海青

(霍州煤電集團 呂梁山煤電公司洗煤廠， 山西 呂梁 033000)

隨著選煤技術的快速發(fā)展，分選工藝基本成熟，比如塊煤重介分選、細粒煤浮選等[1]. 對于塊煤重介分選，其分選設備重介旋流器向大型化方向發(fā)展。三產(chǎn)品重介旋流器具有更高的分選精度，且易實現(xiàn)自動控制，在大型選煤廠得到廣泛應用[2-3]. 而三產(chǎn)品重介旋流器一段分選密度控制技術相對完善，二段分選密度可調(diào)節(jié)量不太寬裕，煤質(zhì)變化時無法得到較理想的控制。根據(jù)文獻報道可知[4-7]，外加磁場的作用對磁性礦物的產(chǎn)品質(zhì)量會產(chǎn)生影響。因此，選擇外加磁場，通過調(diào)節(jié)磁場線圈的位置及磁場強度，探究外加磁場對三產(chǎn)品重介旋流器二段分選密度的調(diào)控。

1 實驗部分

1.1 旋流器與外加磁場的系統(tǒng)組成

試驗中所用的旋流器是參照實際工業(yè)旋流器的尺寸按比例縮制而成。為避免磁場對試驗的影響，旋流器采用順磁性的有機玻璃制成，相對磁導率接近1，不會對試驗產(chǎn)生影響。溢流管的深度設置成可調(diào)節(jié)的。外加磁場由水平方向均勻緊密繞在有機玻璃骨架上漆包銅線產(chǎn)生，通過導線與直流穩(wěn)流可調(diào)電源接通調(diào)節(jié)磁場強度。重介旋流器外加磁場示意圖見圖1.

1.2 旋流器試驗方案設計

該試驗先進行不帶煤試驗，通過改變線圈位置、溢流管插入深度及電流大小，觀察對溢流介質(zhì)產(chǎn)率的影響，并找到在旋流器筒體及錐部不同部位時，合適的線圈位置及適合的電流大小、溢流管插入深度。之后進行重介旋流器帶煤分選試驗，分選后的煤樣經(jīng)干燥處理，浮沉試驗后稱重，再在馬弗爐里化灰，求得灰分和產(chǎn)率。該試驗過程中，溢流管插入深度調(diào)節(jié)范圍為20～80 mm；設定電流大小為2 A、4 A、6 A、8 A和10 A，旋流器線圈位置見圖2.

圖2 結構示意圖

2 結果與討論

2.1 溢流管插入深度對分選效果的影響

固定線圈位置為18和19時，電流設為2～8 A，考察不同溢流管插入深度對溢流介質(zhì)產(chǎn)率的影響，其試驗結果見圖3.

圖3 在位置18和19時溢流介質(zhì)隨插入深度變化曲線圖

位置18和19位于旋流器筒體部位，從圖3可以看出，在旋流器筒體位置，溢流介質(zhì)的產(chǎn)率隨著電流變化呈先增大后減小又增大的變化關系，說明通過電流變化調(diào)節(jié)溢流介質(zhì)產(chǎn)率是可行的。固定線圈位置18且電流為2 A時，溢流管插入深度80 mm、 70 mm、 60 mm、 50 mm的溢流介質(zhì)產(chǎn)率大于無電流時的產(chǎn)率；固定線圈位置19電流為電流2 A時，溢流管插入深度70 mm、 60 mm、 50 mm的溢流介質(zhì)產(chǎn)率大于不加電流時的產(chǎn)率；固定線圈位置18和19，調(diào)節(jié)電流大于2 A時，各個溢流管插入深度的溢流介質(zhì)產(chǎn)率均小于無電流的產(chǎn)率；繼續(xù)增大電流達到10 A后，兩位置處溢流介質(zhì)產(chǎn)率仍呈上升趨勢。即在旋流器筒體部位，不論線圈位置如何變化，在溢流管插入深度70、 60、 50時，溢流介質(zhì)產(chǎn)率隨電流變化存在先增大后減小又增大的變化關系，這說明通過調(diào)節(jié)電流來控制溢流介質(zhì)產(chǎn)率是可行的，且在電流接近于2 A時，能夠使溢流介質(zhì)產(chǎn)率升高。

2.2 電流對溢流介質(zhì)產(chǎn)率的影響

固定溢流介質(zhì)插入深度為70 mm，調(diào)節(jié)線圈位置及電流大小，探究電流大小對溢流介質(zhì)產(chǎn)率的影響，其試驗結果見圖4.

圖4 線圈位置不同溢流介質(zhì)產(chǎn)率隨電流的變化圖

從圖4可以看出，當線圈位置為4和8時，溢流介質(zhì)的產(chǎn)率并未隨電流有明顯的增加，而當電流超過1.5 A后，溢流介質(zhì)產(chǎn)率發(fā)生了明顯的降低；當線圈位置為10、12和14以及16、18和19時，溢流介質(zhì)的產(chǎn)率都有明顯的提高；線圈位置為10、12和14，電流1 A時，溢流介質(zhì)產(chǎn)率最佳，之后隨電流的增加而降低；線圈位置為16、18和19，電流1.5 A時溢流介質(zhì)產(chǎn)率最高，而后也隨電流的增加發(fā)生了明顯降低。

2.3 旋流器帶煤分選試驗

根據(jù)不帶煤試驗結果，即溢流介質(zhì)產(chǎn)率隨線圈位置及電流大小的變化，選擇線圈位置4、8、12、14、16和18進行旋流器帶煤試驗，考察電流變化對煤泥分選效果的影響。其中線圈4、8、12位于錐部，線圈14、16和18位于旋流器筒體，大電流和小電流分別對錐體及筒體溢流介質(zhì)產(chǎn)率下降影響明顯。其試驗結果見圖5.

圖5 線圈位置不同精煤產(chǎn)率及灰分隨電流變化關系圖

從圖5a)可以看出，當線圈位于位置4時，精煤灰分下降不明顯，精煤產(chǎn)率變化也不大，與不帶煤試驗結果得出的規(guī)律相一致。當線圈位于8和12時，精煤灰分及精煤產(chǎn)率變化趨勢相似，與不帶煤試驗結果也相一致。電流為1 A時，精煤灰分最高；當電流增大到3 A時，精煤產(chǎn)率為0，這說明當電流為2～3 A時，外加磁場的作用可以明顯降低精煤灰分及精煤產(chǎn)率，降低分選密度；而位置8和12屬于錐部，即旋流器錐部位置的外加磁場作用，可以通過電流的改變降低煤泥分選密度。

圖5b)顯示，線圈位于旋流器筒體位置，精煤灰分及精煤產(chǎn)率變化相似，與不帶煤試驗得出的規(guī)律也相一致；當線圈位于位置18時，電流1.5 A時精煤灰分最高；線圈位置為16，電流達到2 A后精煤灰分持續(xù)增加而精煤產(chǎn)率下降明顯，即線圈位置位于筒體時，電流的變化可以提高分選密度。

3 結 論

1) 通過不帶煤及帶煤試驗可以得出，外加磁場可以調(diào)節(jié)重介旋流器二段分選密度，這為之后的工業(yè)放大試驗提供了依據(jù)，且線圈位于筒體及錐體不同位置時，適用的電流范圍及分選效果也有差別。

2) 位于旋流器錐部的線圈，溢流介質(zhì)產(chǎn)率下降要比位于旋流器筒體時要快；當電流繼續(xù)增大到一定值時，溢流介質(zhì)的產(chǎn)率發(fā)生大幅度下降，這說明外加磁場對重介旋流器分選密度的調(diào)節(jié)是明顯的。

3) 重介旋流器錐部外加磁場作用能夠降低煤泥分選密度，重介旋流器筒體部分外加磁場可提高煤泥分選密度。