魏海東

（大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司精煤分公司四臺(tái)選煤廠， 山西 大同 037007）

引言

煤炭是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要能源，隨著煤炭開采自動(dòng)化程度的提高，煤炭中所含有的粉煤的成分也有所增加。為了提高煤炭的燃燒率，降低廢棄物的排放，對(duì)煤炭的分選技術(shù)提出了更高的要求。我國(guó)在進(jìn)行煤炭分選的過(guò)程中，對(duì)于粗泥煤的分選效果較差，造成了精煤的灰分較高，降低了精煤的產(chǎn)率，造成了一定的損失。重介質(zhì)旋流器作為煤炭分選的重要設(shè)備，對(duì)于粗泥煤的分選具有一定的優(yōu)勢(shì)，在進(jìn)行分選的過(guò)程中，設(shè)備操作的工藝參數(shù)不同，對(duì)于分選的效果具有較大的影響[1]。針對(duì)粗泥煤的分選，在不同的工藝參數(shù)下進(jìn)行分選試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果分析優(yōu)化工藝參數(shù)，提高粗泥煤的分選效率及分選精度。

1 重介質(zhì)旋流器的分選影響因素

在進(jìn)行粗泥煤重介質(zhì)選煤的過(guò)程中，懸浮液以一定的初始?jí)毫ρ厍芯€的方向進(jìn)入到旋流器中，形成一定的旋流，在旋流器的內(nèi)部，經(jīng)過(guò)旋流場(chǎng)及離心力的作用，進(jìn)入到其中的物料中較輕的產(chǎn)物上升到溢流口排出，較重的產(chǎn)物則向下從底流口中排出，從而實(shí)現(xiàn)泥煤的分選，其過(guò)程如圖1 所示[2]。

圖1 重介質(zhì)旋流器進(jìn)行分選的過(guò)程示意圖

在進(jìn)行粗泥煤分選的過(guò)程中，受到諸多工藝參數(shù)的影響，包括入料壓力、入料密度及入料磁性物質(zhì)含量、圓柱段長(zhǎng)度等，這些因素共同作用于分選過(guò)程。入料壓力對(duì)于煤炭顆粒受到的離心力具有促進(jìn)作用，能改善細(xì)粒級(jí)物料的分選效果，但入料壓力的增加，會(huì)增加礦粒的密度，使得旋流器中的密度分布不均，降低分選的效果；入料密度在理論上只與分選的密度相關(guān)，但隨著入料密度的增加，對(duì)于分選效果也有所提高，分選密度降低時(shí)，會(huì)造成精煤的浪費(fèi)，分選效果降低；入料磁性物質(zhì)的含量可以改善分選介質(zhì)的懸浮液穩(wěn)定性，有利于分選過(guò)程的進(jìn)行，但過(guò)多的磁性物質(zhì)會(huì)造成煤泥懸浮液的結(jié)構(gòu)化，降低了流動(dòng)性而無(wú)法進(jìn)行有效的分選；旋流器的圓柱段長(zhǎng)度對(duì)于總?cè)莘e及長(zhǎng)度具有一定的影響，圓柱段的長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)，分選的時(shí)間相應(yīng)增加，提高分選的效果，而太長(zhǎng)的圓柱段長(zhǎng)度，會(huì)產(chǎn)生一定的濃縮作用，降低了低密度產(chǎn)品的分選效果[3]。重介質(zhì)旋流器的錐角、直徑等結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)于分選過(guò)程也產(chǎn)生影響，以成型的旋流器產(chǎn)品進(jìn)行分析，針對(duì)分選過(guò)程中的工藝參數(shù)進(jìn)行分析，旋流器的結(jié)構(gòu)參數(shù)不在此次討論范圍之內(nèi)。

2 重介質(zhì)旋流器的分選試驗(yàn)

2.1 分選試驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

正交試驗(yàn)是采用正交表的形式對(duì)諸多因素進(jìn)行試驗(yàn)分析的一種方法，挑選具有代表性的水平組合進(jìn)行試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)分析找出最優(yōu)化的水平組合，可以實(shí)現(xiàn)較少的試驗(yàn)次數(shù)得出客觀的結(jié)論。針對(duì)影響分選過(guò)程的工藝參數(shù)進(jìn)行正交試驗(yàn)的設(shè)計(jì)，選定入料壓力、入料密度及入料磁性物質(zhì)含量、圓柱段長(zhǎng)度四個(gè)因素進(jìn)行試驗(yàn)[4]，依據(jù)煤炭分選的條件，選定3個(gè)水平，從而確定九組不同的試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下頁(yè)表1所示。由此進(jìn)行重介質(zhì)旋流器的分選試驗(yàn)。試驗(yàn)過(guò)程采用FHMC20 型旋流器進(jìn)行，試驗(yàn)所用煤樣采用某選煤廠進(jìn)行分選的原生煤泥及磁選機(jī)精礦成分，滿足粗泥煤分選的需求。

表1 正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)分配表

進(jìn)行重介質(zhì)旋流器試驗(yàn)過(guò)程為依據(jù)不同水平下的試驗(yàn)條件進(jìn)行樣品的稱重制備，在入料桶內(nèi)配置相應(yīng)的水量，向入料桶內(nèi)加入煤泥及精礦物料，制成懸浮液，通過(guò)變頻器調(diào)整電動(dòng)機(jī)的頻率，設(shè)定旋流器的入料壓力，待壓力運(yùn)行穩(wěn)定后，將達(dá)到入料密度的懸浮液送入到旋流器中，對(duì)旋流器的入料、溢流及底流進(jìn)行取樣[5]；對(duì)取得的樣品作濃度、密度試驗(yàn)，并進(jìn)行脫磁篩分，對(duì)精煤含量進(jìn)行測(cè)定，整理不同試驗(yàn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)。

2.2 分選試驗(yàn)結(jié)果分析

依據(jù)表1 中的數(shù)據(jù)進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)得到的試驗(yàn)樣品進(jìn)行分析，在此條件下的溢流品中，0.1 mm 粒級(jí)的產(chǎn)物灰分含量較低，此時(shí)的入料降低灰分效果明顯，底流的灰分較高，說(shuō)明在此條件下的重介質(zhì)旋流器對(duì)0.1 mm 以上的入料具有較好的分選效果。

由此依次對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，將計(jì)算所得的均方差、可能偏差等進(jìn)行匯總，得到如表2 所示的試驗(yàn)結(jié)果匯總表。

依據(jù)表2 中的數(shù)據(jù)及可能偏差的數(shù)值進(jìn)行分析可知，對(duì)于分選過(guò)程來(lái)講，入料的磁性物含量對(duì)分選的影響最大，其次是圓柱段長(zhǎng)度的影響，然后是入料密度的影響，最后是入料壓力的影響作用最小[6]，各因素的影響變化如圖2 所示。

從圖2 中可以看出各工藝參數(shù)對(duì)可能偏差的影響關(guān)系，入料壓力的提高，可能偏差先升高后降低；入料密度的增加，可能偏差逐漸降低；磁性物含量的兩端點(diǎn)相差較大，對(duì)可能偏差的影響足底啊，隨著含量的增加，可能偏差逐漸降低；圓柱段的長(zhǎng)度較低時(shí)，可能偏差最低，隨著圓柱段長(zhǎng)度的增加，可能偏差的值先升高后降低。

3 結(jié)語(yǔ)

煤炭分選是提高煤炭質(zhì)量的重要過(guò)程，重介質(zhì)旋流器是進(jìn)行粗泥煤分選的重要設(shè)備，進(jìn)行粗泥煤分選過(guò)程中的工藝參數(shù)對(duì)于分選效果具有重要的影響。針對(duì)分選過(guò)程中的入料壓力、入料密度及入料磁性物質(zhì)含量、圓柱段長(zhǎng)度因素采用正交試驗(yàn)的方式進(jìn)行分析。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)所得的試樣進(jìn)行分析，通過(guò)對(duì)可能偏差的影響分析，得出在分選過(guò)程中，不同影響因素的主次作用及其影響規(guī)律，以此可以作為分選參數(shù)的選取制定依據(jù)，提高重介質(zhì)旋流器的分選效果。

表2 試驗(yàn)結(jié)果匯總表

圖2 各因素與可能偏差的關(guān)系變化趨勢(shì)圖