流膜分选 完稿

1、流膜分选流膜分选 曹瑞 2014-4 流膜分选设备 流膜分选原理 目录 流膜分选原理 针对煤泥分选突出的问题 跳汰分选效果差，已被逐步淘汰 重介分选精度高，但是工艺流程复杂,操作管理难度 大 浮选对于0.3-0.5mm效果差 在拜格诺理论的指导下，流膜类选矿设备得以 开发应用，研制成功了一批具有旋转薄流膜离心选 矿设备, 显著降低了有用矿物的分选下限。 拜格诺理论 1945年，拜格诺指出，当流体受到剪切力作用 时，其中的固体颗粒除了受同方向的剪切力还受 到方向与剪切力垂直的分散压力作用，从而使物 料分层或悬浮。 物料悬浮能使其松散适度，物料得以按比重分 层，为按重力分选创造了条件。 形成“剪切

2、”的四种方式 由于矿浆流动层间速度差引起的剪切 由往复振动, 例如摇床的运动引起的切 由设备的平面圆运动引起的剪切 由设备旋转运动引起的剪切 按照拜格诺的理论，不管何种剪切， 只要剪切速度适宜就可使其中之料层松散。 深入研究拜格诺的有关理论对掌握料层的 松散规律及分层的条件是颇有意义的。 拜格诺理论-剪切方式 流膜分选设备 溜槽和斜槽分选机 摇床分选机 螺旋分选机和离心选矿机 溜槽 溜槽选矿主要是借助水流的冲力和槽 底的摩擦力，同时利用颗粒密度、粒度 和形状的差异进行分选。 选煤溜槽分为块煤溜槽和末煤溜槽， 溜槽选煤由于分选效率底、用水量大， 在新设计的选煤厂基本不再采用。 斜槽分选机-分选原

3、理 入选原料煤连续不断地 沿分选机中部入料口给入, 与此同时,分选介质流以给 定速度通过提升机下部进 入分选机底部, 重产品逆 分选介质流运动方向落入 槽体底部,轻产品则沿介质 流运动方向运动,由分选机 的溢流口排出。 上升物料流和下降物料流，它们占据在连续不 断的分选过程中，槽体内存在着上着斜槽的一定断 面，调节隔板附近为流速局部增加区，同时又是多 次重复的物料高度松散区，这样输送重颗粒的下降 流周期性松散、密实，并把轻颗粒挤入上升流，其 结果在分选机的工作区的全部长度上实现了按上升 物料本身的密度与下降物料形成的悬浮体的密度差 进行的逆流分选过程。 斜槽分选机-分选原理 斜槽分选机适宜处理

4、脏杂煤、劣质煤、 末煤和跳汰洗矸，并可用来代替人工拣矸。 斜槽分选机是80年代从前苏联引进的， 曾广泛应用于动力煤、脏杂煤分选和排矸。 斜槽分选机-应用 1988年5月大陆矿选煤厂投资270万元安装了 当时国内最大的槽宽为1m斜槽分选机，成为国内 首先使用斜槽分选机主再洗工艺的选煤厂，生产 出市场需要的低灰优质洗中块、洗粒煤产品。截 止1988年底完成商品煤9912万t，商品煤灰分 17.63% 。 由于各种原因，目前鹤岗矿务局大陆矿选 煤厂是仅存的大型斜槽主再洗选煤厂。 斜槽分选机-应用 摇床-分选原理 摇床分选是借助床面的不 对称往复运动和薄层斜面水流 来分选矿。 主要原理是：床条在床面上

5、摇动时，增强了漩 涡和水流垂直分速度对物料的悬浮作用，使得悬 浮物料按密度和粒度进行分层。同时，摇床床面 产生的惯性力和水流的冲刷作用，使得不同粒度 和密度的矿粒具有不同的运动速度和方向，使产 品得以分离 摇床-选煤应用 选煤用摇床 对黄铁矿硫含量高的冶金 炼焦煤 易选或中等易选的末煤 (13mm)或粗煤(6mm) 处理量小的小型选煤厂， 需要回收黄铁矿硫的选煤 厂 含砂量较多的粗煤泥脱砂 等 用于处理钨、锡、有色 金属和稀有金属矿石。 摇床-选矿应用 1977年研制成功了XLY-4型悬挂式菱形四层平面摇床 1989年又研制成了改进后SXLY-4型悬挂式双联四层平 面摇床 我国20世纪70年代

6、独创的离心摇床具有特殊的结构， 不仅提高了摇床的生产能力，而且也降低了有效分选 的粒度下限，但由于噪声大、事故多、能耗大等原因， 没能实际应用。对其改进制成了双头离心摇床 摇床-设备发展 英国研究开发了在摇床上施加离心力形成为“MGS” 多重力分选机，其处理粒度范围在11000um，一台 双滚筒分选机的处理能力相当于普通摇床的12倍 摇床-MGS 多重力分选机(MGS)是利 用离心力场和斜面流力场的 一种复合力场式分选设备。 分选原理与摇床相似，可看 作把一台普通的摇床卷成滚 筒，滚筒旋转，当矿物颗粒 沿着床面水层运动时，就受 到了高于通常重力许多倍的 作用力。在多重力情况下实 现分层。 圆筒

7、在旋转的同时，还有一个轴向对称的正弦波 的摇动，这种摇动作用给流膜中的粒子提供了一个 附加的剪切力，改善分离。 而专门设计用来输送精矿的刮板在圆筒表面横向 运动，连续地调整颗粒的空间位置，使之重新分层， 从而将脉石的夹杂减至最低程度。 大比重颗粒粘附在圆筒表面，借助刮板的清扫运 输作用，在作为精矿排出之前又受到了逆流冲洗， 较低比重矿物则随冲洗水顺流排出成为尾矿。 摇床-MGS 与普通摇床相比， 这种方式可使较细粒 级矿物的回收率明显 提高，并使回收粒级 降低成为可能。表为 工业型MGS在英国康尔 郡Wheal Jane矿与细 粒摇床对比试验结果。 摇床-MGS 螺旋分选机 螺旋分选机是一种依

8、靠液流特性，在重 力和离心力的作用下实现不同密度矿物分 离的分选设备。 自上世纪90年代初螺旋分选机开始应用于 选煤业，用于3-0.15mm 级粗煤泥。在美国和 澳大利亚等产煤国，螺旋分选机已得到普遍应 用。近几年，螺旋分选机在我国大同煤业集团 和神华集团等国内选煤厂得到成功应用。 分选原理如图所示 煤泥浆通过自流给入螺旋分选机 的螺旋槽体后，在流动过程中，产 生向心力，并在重力和浮力的综合 作用下，轻产物被逐渐分布到螺旋 槽的外圈，而重产物则在内侧分布。 螺旋分选机-分选原理 最终，通过排料端的切割板，将其分开。若单独收集 两个切割板中间部分的物料，即得中煤产品。控制入料 的浓度和分选槽中的

9、料层厚度非常重要。 工艺流程简单，无需其他辅助设备 本身无动力，加工成本低 分选粒度范围宽，上限为3mm，下限 可达0.15mm或更低。 分选密度大于1.6kg/L以上时，可以 达到理想的分选效果，适用于大部 分动力煤和可选性好的炼焦煤分选 螺旋分选机-主要特点 通过螺旋分选后的粗煤泥产品可以 采用沉降离心机等脱水设备单独回 收,替代了成本高的压滤机回收工艺 过程。 XL系列螺旋分选机-获煤炭工业科学技术 进步三等奖。 用于炼焦煤分选的XLD750型螺旋分选机与 世界上螺旋分选机技术水平先进的澳大利亚LD- 2型(此型比LD-4型、LD-9型LD-10型适应性广) 相比，在分选同一种煤泥，当各

10、项操作参数完 全相同时，精煤灰分低3%-5%，产率高3.2% ， 而干煤泥处理量每台每小时高49.17% 。 螺旋分选机-XL系列 适合分选水采劣质 煤泥XLD-750型螺旋分 选机7组26台在某矿务 局2个选煤厂先后投入 使用，降灰7%-15%，分 选效率达80%以上。 某焦化厂自1996年7月使用3台1组XLD750型螺旋分 选机分选炼焦煤泥。当入料灰分23%-24% 时，精煤灰 分7%-11%，产品直接炼焦，精煤灰分可根据焦炭质量 要求任意调节，加工成本极低。 螺旋分选机-XL系列 由于实现了系列，所以适应范围广，D650、 D750与D900的三种规格9个品种已在河北、山西、 山东、宁

11、夏、辽宁、黑龙江、四川、安徽等省的 国有煤矿或中小地方煤矿推广应用100多台，适 应的入料有气煤、肥煤、焦煤、无烟煤、高硫煤、 劣质煤、低灰煤等。 据有代表性的7座选煤厂统计，近三年累计新 增产值总额11636.92万元, 新增利税总额6313.06 万元，增收节支总额6444.894万元, 创造了显著 的经济效益。 螺旋分选机-XL系列 ZK- LX1100螺旋分选机 ZK-LX1100 型螺旋分选机由于对 螺旋槽面曲线进行了优化，与传 统的螺旋分选机相比有如下特点： 单台处理能力大，有效分选直径 为1100mm，为目前国内外最大的 煤用螺旋分选机 对煤种的适应性广 分选精度高 螺旋分选机-

12、ZK- LX1100 ZK-LX1100螺旋分选机精煤产率为 81.29%， 比LX750螺旋分选机提高7.8 个百分点,精煤灰分较之高出0.18个百 分点, 但通过调节排料端分料块改变 精煤与中煤的切割点, 灰分可望进一 步降低。 ZK-LX1100螺旋分选机的尾煤灰分接近70%， 远高于LX750螺旋分选机的57.08%，较之提 高12.24个百分点，达到了可丢弃之目的。 如此高的尾煤灰分一般是浮选法难以达到的。 ZK-LX1100螺旋分选机的矿浆处理量比LX750 螺旋分选机提高了75.09% ，干煤泥处理量 提高了76%。 螺旋分选机-ZK- LX1100 ZK-LX1100螺旋分选机

13、的中煤产率低，灰分高。 2009年4月23日河南神火煤电股份有限公司新 庄选煤厂对螺旋分选机单机进行了检查。 ZK-LX1100型螺旋分选机降灰效果显著。当 入料灰分为29.88% 时，精矿灰分为20.36%， 降灰近10%。 根据入料及各产品粒度组成，用计算出各 产品的产率为：精矿74.27%，中矿18.56%，尾 矿7.18%，均方差为0.57。 螺旋分选机-ZK- LX1100 煤用LD7型螺旋分选机 西山煤电股份公司西铭矿 选煤厂选用的螺旋分选机为 澳大利亚Roach Mining 公 司的产品，型号为1000mm LD7Spirals。螺旋分选机有 两组16柱共48头组成，单柱 螺旋

14、直径1000mm。单头处理 能力为3.5-4.5t/h。螺旋分 选机主要是利用重力对粗煤 泥(1.0-0.1mm)进行分选。 螺旋分选机- LD7型 离心选矿机 离心选矿机最早是由我国云锡公司于上世纪60 年代初期研制成功的，它是采用重力场和离心力场 的联合作用来强化流膜分选过程，由于引入了强大 的离心力场，大大降低了分选粒度下限。 为提高离心机的选别指标，云锡公司还相继研 制出了多种型式的离心选矿机，包括逆流离心选矿 机。 北京矿冶研究总院的射流离心选矿机则解决了 离心机连续排矿的问题。 Mozley多产品重选机(美国) Falcon离心分选机(加拿大) Knelson重力分选机(美国) K

15、elsey离心跳汰机(澳大利亚) Altair离心跳汰机 Teeer-bed分选床 Falcon离心分选机是 由美国南伊利诺斯大 学和加拿大Falcon 公司共同开发的强化 重力选设备。 Falcon离心分选机被 称为目前最有效的细 粒重选设备之一。 近年来,美国和加拿大等国相继研制成功了一系列 在离心重力场中实现流膜分选的设备。 离心选矿机 离心选矿机- Falcon离心分选机 Falcon SB选矿机主要核心部件为 一立式塑料内转筒，其下部成倒 锥形，内壁光滑。其上部由两个 来复圈槽组成，槽底均匀地钻有 一圈小水孔，以便使反冲水进入 来复圈槽内松散或流态化重产物 床层。 Falcon 选矿

16、机的独特之处是使 用反冲压力水来松散重产物床 层，反冲水指的是径向流动方 向与矿粒离心沉降方向相反的压 力水。 物料在离心力的作用下 在分选锥体壁上沉降和分层， 大颗粒高密度产物沉降到锥 壁，并沿锥体壁向上移动， 从上端截口排出；低密度轻 产物在离心力作用下从锥体 上部随溢流排出。 离心选矿机- Falcon离心分选机 Falcon离心分选机区别于其他类型重力分选机的重要特 征之一是能够产生较大的离心加速度, 最大能够达到重力 加速度的300倍,高强度的离心加速度可以弥补微细颗粒由 于粒度小而导致的沉降时间长的缺点，从而实现快速沉降。 此外，通过调节反冲水的压力，可实现来复圈中的物 料处于流态

17、化状态，使高密度的颗粒将很容易地穿过流态 化床层达到来复圈底部位置，而原来处于床层底部的低密 度物料将被重颗粒取代进入来复圈外部，被轴向水流冲出 旋转滚筒外，从而最终实现轻、重物料的分离。 离心选矿机- Falcon离心分选机 以滇东北地区高硫煤原煤筛分后的0.5mm 级煤 样作为试验入料，对Falcon离心分选机的分选效果 进行了研究。 比较了高梯度磁选机、浮选机、Falcon离心分 选机、螺旋分选机四种分选设备的脱硫效果。 结果表明，Falcon 离心分选机分选效果最好， 是高硫煤煤泥脱硫的有效设备。 离心选矿机- Falcon离心分选机 离心选矿机- Falcon离心分选机 加拿大法尔肯离心机公司1986年发展离心选矿技术， 1996年商业化生产，花十年时间改进技术，目前公司生 产三个系列的离心选矿机产品： Falcon SB系列用于黄金选别； Falcon C系列和Falcon UF系列，用于钽铌、钨矿的选别 Falcon C1000、Falcon C400、Falcon UF600离心选矿机 用于钽矿选别。 在中国，Falcon C系列已应用于云南锡矿山尾矿选别， 他们采用了两台Falcon C1000和两台Falcon C2000。 Falcon 离心分选机是采用离心力场强化细粒 重选的设备，具有处理量大、分选密度