趙恩亮

摘 要：水力分級(jí)旋流器是一種利用流體壓力產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)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(jí)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(jí)旋流器；粗煤泥；分級(jí)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(guò)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(lái)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(duì)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(jí)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(jí)旋流器的結(jié)構(gòu)與工作原理

2.1 水力分級(jí)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(jí)旋流器原理

一種利用流體壓力產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)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(dòng)。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(dòng)，并在自身重力的共同作用下，沿器壁螺旋向下運(yùn)動(dòng)，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(dòng)。在后續(xù)給料的推動(dòng)下，料漿繼續(xù)向下和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，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(lái)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(dòng)斷面越來(lái)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(dòng)，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(dòng)，形成外旋流，最終由底流口排出，成為沉物。

3 水力分級(jí)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(jí)、分選、濃縮和脫泥。水力旋流器無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，構(gòu)造簡(jiǎn)單；單位容積的生產(chǎn)能力較大，占面積小；分級(jí)效率高（可達(dá)80%～90%），分級(jí)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(guò)程中的檢測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)（見(jiàn)表1）。

實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，煤泥水通過(guò)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(guò)數(shù)據(jù)可以看出：經(jīng)過(guò)水力分級(jí)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(jí)旋流器在實(shí)際生產(chǎn)中遇到的問(wèn)題

4.1 底流口直徑的選擇

水力分級(jí)旋流器底流口的大小直接影響底流濃度的大小。直徑過(guò)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(guò)小，旋流器底流的濃度過(guò)大，造成旋流器堵塞，不能正常工作，通過(guò)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(lái)保證水力分級(jí)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(jí)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(zhǎng)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(zhǎng)期更換勞動(dòng)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(jí)旋流器發(fā)展前景

水力旋流器發(fā)展趨勢(shì)：（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(dòng)化。

6 結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)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(lái)越重要，利用離心力場(chǎng)強(qiáng)化分選過(guò)程的高效旋流分選設(shè)備，水力分級(jí)旋流器由于獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)也將得到更為廣泛的應(yīng)用。總之，我們從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，進(jìn)一步在安全生產(chǎn)過(guò)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。