大型无压给料三产品重介质旋流器介绍

1、大型无压压给料三三产品重重介质旋旋流器赵树彦，张春林林，徐学学武，姚姚伟民（唐山国国华科技技有限公公司，唐唐山，河河北，中中国）陈建康（神华蒙蒙西煤化化股份有有限公司司，乌海海，内蒙蒙古，中中国）袁治国，张弘强强（神华蒙蒙西煤化化股份有有限公司司棋盘井井选煤厂厂，乌海海，内蒙蒙古，中中国）摘要：用用翔实的数据介介绍了33GDMMC15500/11000A大大型无压给给料三产产品重介介质旋流流器研发发、工业业性试验验及投入入正常生生产的全全过程，对高灰灰分、极极难选的的蒙西棋棋盘井矿矿区原煤煤实施不不脱泥、不分级级高精度度分选的的前提下下，单机机处理能能力达到到了58886606tt/h，是当今

2、今世界上上规格和和单机处处理能力力最大的的同类设设备。关键词：无压给给料；三三产品；重介质质旋流器器；大型型1. 背背景1.1 20000年以以来中国国煤炭生生产和洗洗选加工工发展迅迅猛，220088年原煤煤产量27730MMt，原原煤入选选量13000Mtt，入选选比例为为47.6%，其中大大中型选选煤厂5500余余座，年年洗选能能力13390MMt。中中国是世世界原煤煤入选量量第一的的选煤大大国。1.2 以节能能减排为为目的、以大型型化自动动化为手手段，中中国煤矿矿和选煤煤厂将同同步发展展，其规规模也越越来越大大，在22006620010年年期间建建设了556座33.0MMt/aa以上的的

3、大型动动力煤选选煤厂，处理能力力4200.566Mt/a，11.2MMt/aa以上仅仅国有大大型炼焦焦煤选煤煤厂已有有1066座，处处理能力力为2449.11Mt/a。最最大的动动力煤选选煤厂311Mt/a，最最大的炼炼焦煤选选煤厂113Mtt/a。1.3 具有中中国原创创型自主主知识产产权、由由中国唐唐山国华华科技有有限公司司（简称称国华科科技）研研发的33GDMMC系列列无压给给料三产产品重介介质旋流流器具有有入选原原料煤不不分级、不脱泥泥入选；用单一一低密度度悬浮液液高精度度一次分分选出质质量合格格的精煤煤、中煤煤和矸石石；原料料煤破碎碎程度小小；次生煤煤泥量少少等特点点，由11种规格格

4、组成的的系列产产品已在在中国3310座座选煤厂厂推广应应用，成成为211世纪中中国炼焦焦煤选煤煤厂首选选选煤技技术。出出于对出出口动力力煤和国国内大型型电站粉粉煤炉节节能减排排的需要要，对动动力精煤煤质量要要求越来来越高，大型高高效简化化重介质质选煤技技术正在在向动力力煤选煤煤厂延伸伸，已有有的3GGDMCC14000/110000A型重介质质旋流器器已经不不能满足足建设3.0MMt/aa以上选选煤厂的的需要，因此研研发单机机能满足足建设33.0MMt/aa选煤系系统需要要的大型三三产品重重介质旋旋流器是是促进选选煤行业业发展的的必然选选择。2.研发发2.1 总体思思路：保保持3GGDMCC型

5、无压给给料三产产品重介介质旋流流器行之之有效的的特点和和优点利用重介介质旋流流器不仅仅对被选选物料有有分选作作用，而而且对加加重质（磁铁矿矿粉）和和被选物物料亦有有分级和和浓缩作作用的特特点，采取多多种技术术措施增增强或限限制某种种作用，从而达达到用单单一低密密度悬浮浮液一次次分选出出质量合合格的精精煤、中中煤、矸矸石三种种产品的的目的；在结构构形式上上仍保持持第一段段旋流器器采用圆圆筒型，使其密密度场均均匀，能能够按给给定的悬悬浮液密密度分选选，分选选精度高高；第二二段旋流流器采用用圆筒圆锥型型，以利利于扩大大两段分分选密度度差，实实现高密密度分选选；采用用改变二二段旋流流器底流流口径粗粗调

6、和继继续采用用外置式式二段分分选密度度调解装装置改变变二段旋旋流器溢溢流管插插入深度度细调相相结合的的方式，实现二二段旋流流器分选选密度的的在线调调节；仍仍然采用用原料煤不分分级、不不脱泥分分选工艺艺和相应应简化流流程布局局，以节节省投资资及加工工费用。2.2 利用流流体力学学中几何何相似、运动相相似和动动力学相相似的放放大准则则确定结结构参数数和工艺艺参数20077年国华华科技将将11种种规格，特别是是3GDDMC110000/7000A、11000/7780AA、12200/8500A、113000/9220A和和14000/110000A 55种较大大型规格格重介质质旋流器器在大量量应用

7、实实践中的的数据进进行了整整理、分分析归纳纳，校正正了原有有结构参参数与工工艺参数数数学模模型，编编制出更更为完善善的新技技术参数数，作为为设计115000/11100AA型的可可靠依据据。2.3 增加一一段旋流流器直径径，并相相应增加加旋流器器各通径径是增大大单机处处理能力力的主要要措施。国华科科技多年年的实践践经验证明明，重介介质旋流流器的处处理能力力与一段段旋流器器直径的22.5次次方呈正正比。2.4 旋流器器直径增增加后，只要成成正比的的增加悬悬浮液的的给入压压力，保保持旋流流器内部部离心强强度相同同，就能能够在大大型旋流流器中达达到与相相对较小小型旋流器器相同分分选精度度与分选选下限

8、。2.5二二段旋流流器安装装角度由由水平安安装变为为倾斜安装装，提高高矸石等等重产物物排出速速度，减减少对锥锥体部位位磨损，延长二二段旋流流器的使使用寿命命。2.6 研发跌跌落式原原料煤选选前润湿湿装置，并采取取技术措施施增加入入选原料料煤选前前初始切切线速度度，从而而可减少少精煤带带矸量，提高分分选精度度。2.7 采用新新型非放放射线差差压密度度计取代代同位素素密度计计，在达到0.0005kkg/LL控制精精度的前前提下，做到符符合环保保和节省省投资与与运行费费用的目目的。2.8 新研制制的3GGDMCC15000/111000A型旋旋流器外外型与结结构示意意见图11、图2。图1 3GGDM

9、CC15000/111000A型无压给给料三产产品重介介质旋流流器外形形图图2 3GDDMC115000/11100AA型无压给给料三产产品重介介质旋流流器结构构示意图图3. 实实施效果果3.1 神华蒙蒙西煤化化股份有有限公司司棋盘井井选煤厂厂（以下下简称棋棋盘井选选煤厂）概况棋盘井选选煤厂位位于中国国内蒙古古乌海市市棋盘井井镇，原原为设计计年处理理能力44.0MMt的选选煤厂，采用无无压给料料两产品品重介质质旋流器器两段分分选工艺艺，20007年年试生产产后系统统一直不不正常，尤其是是高密度度分选致致使介质质粘度太大大，很难难稳定，故委托托国华科科技进行行技术改改造，作作为3GGDMCC15

10、000/111000A型无无压给料料三产品品重介质质旋流器器的试点点单位，采用以以该设备备为主选选设备的的不分级级、不脱脱泥、一一次分选选出质量量合格的的精煤、混煤、矸石的的高效简简化重介介质分选选工艺，改造后后生产系系统处理理能力为为5.00Mt/a，主主选工艺艺流程如图图3所示示。图3 棋盘盘井选煤煤厂重选选工艺流流程图3.2 入选原原煤可选选性主要入选选棋盘井井矿和附附近小煤煤窑的炼炼焦煤，采用先先配后选选方式，配煤后后精煤硫硫分11%。由于外外购原煤煤占的比比重很大大（约占占1/22以上），故入入选原煤煤的可选选性变化化很大，扣除矸矸石后的0.11含量40%，属极极难选等等级，见见表1

11、-表3和图图4。表1 入选选原煤的的粒度组组成粒级，mmm5050225251131366633110.50.55合计产率，%14.88011.2209.90016.55011.77011.7708.80015.440100.00灰分，%70.44461.44549.99340.99734.44333.00727.44623.99543.001表2 入选选原煤0.55mm粒粒级筛分分试验结结果粒级，mmm0.2250.2550.12550.122500.07750.077500.04430.0043合计产率，%29.66419.66026.11313.00711.556100.00灰分，%24

12、.00823.11121.44423.77622.77123.000表3 10000.5mmm原煤浮浮沉试验验结果表表密度级kg/LL原煤浮煤累计计沉煤累计计0.11含量产率，%灰分，%产率，%灰分，%产率，%灰分，%密度级，kg/L产率，%2.00040.33979.337100.0046.99240.33979.337计100.0046.992图4可选选性曲线线(500-0.5mmm)表1-表表3、图4说说明：原原煤灰分分高（45%）、含矸矸量大（40.39%），但但原生煤泥泥含量中中等（115.440%），若要要选出灰分为110.001%10.50%的精煤，旋流器器一段分分选密度度需控制

13、在在1.40kg/LL左右，此此时的0.11kg/L含量量40%（扣矸矸后），属极难选选煤，精精煤理论论产率为为25%300%，但但精煤粘粘结性指数G80，属宝贵贵的炼焦焦煤种。3.3 用3GGDMCC15000/111000A型旋旋流器不不脱泥不不分级分分选100000.5mmm原煤煤，共采样样3次，分选效效果相差差很小。现将其其中的一一次列于于表4、表5和和图5中中。表4、表表5和图图5表明明：3GGDMCC15000/111000A型重重介质旋旋流器不不脱泥、不分级级分选11000.55mm原原料煤，采用低低密度悬悬浮液的的分选效效果为：在单单机处理理能力为为58886006t/h的情情

14、况下，精煤灰灰分为10.19%，中煤煤灰分为为25.39%，矸石石灰分71.00%，分选选精度一一段可能能偏差EE1=0.0022kkg/LL、二段段可能偏偏差E22=0.0024kkg/LL。表4 100000.5mmm原煤煤分选结结果密度级kkg/LL原煤精煤中煤矸石计算原煤煤分配率占本级%灰分%占本级%占全级%灰分%占本级%占全级%灰分%占本级%占全级%灰分%占本级%灰分%122.00040.88679.1160.0550.011260.2220.0550.011262.77573.88940.336679.33840.339079.337099.997199.9971计100.0046

15、.551100.0023.665210.119100.0021.771725.339100.0054.663171.337100.000046.9916表5 3GGDMCC15000/111000A型旋旋流器工工艺性能能评定报报告表（10000.5mmm）试验编号号试验地点点神华蒙西西棋盘井井选煤厂厂试验日期期20099.044.022概况分选产品品计算入料料的可选选性设备型号号及规格3GDMMC15500/11000A型型无压给给料三产产品重介介质旋流流器精煤 %中煤 %矸石 %理论精煤煤产率25.331入料煤种种原煤产率灰分产率灰分产率灰分理论分选选密度kkg/LL1.4115入料粒度度，

16、mm50-00.523.66510.11921.77225.33954.66371.3370.11含量(扣矸) %47.006入料灰分分，46.992分选密度度kg/LL一段1.4115分选效果果作业性质质主选二段1.6770可能偏差差Ekg/LL一段二段处理能力力，t/hh588数量效率率，%93.4450.02220.0224图5 100000.5mmm原煤煤分选时时的分配配曲线图图3.4 与其它它同类设设备的比比较国内外大大直径重重介质旋旋流器主主要技术术性能比比较见表表6。表6 国内内外大直直径重介介质旋流流器主要要技术性性能比较较表国别类型及内内径mm产品个数数给料方式式给料粒度度

17、mmm对原煤要求处理能力力，t/hh可能偏差差Ekg/LL二段分选选密度调调节方法法*澳大利亚亚DSM1130002有压1101.55脱泥5500.0220.03英国LARCCODEEMS1135002无压1201.55脱泥4500.0220.03俄罗斯TY9900/63003有压5000.5脱泥200E1=00.0330.04 E2=0.050.008中国3SNWWZX113500/92203无压8022脱泥分级310E1=00.0330.06 E22=0.040.006本项目3GDMMC15500/11000A3无压1100不脱泥不分级606E1=00.0220.03 E2=0.040.0

18、06*注：II-停产产更换底底流口；II-外置式式在线调调节溢流流管插入入深度。表6说明明：3GGDMCC15000/111000A型重重介质旋旋流器是是目前国国内外规规格和单单机处理理能力最最大的三三产品重重介质旋旋流器，其分选选精度与与国外大大型两产产品脱泥泥分选的的旋流器器效果相相当。3.5 各粒级级的分选选效果将各粒级级的分选选效果整整理后列列于表77。表7 在33GDMMC15500/11000A型型旋流器器内各粒粒级煤炭炭分选结结果粒级，mmm1313-666-33-0.5计算入料产率，%30.99922.88217.66428.555灰分，%57.00342.99736.9902

19、8.1170.11含量，%（扣除2.00kg/L沉矸矸）44.88656.66052.99929.332可选性等等级极难极难极难较难理论分选选密度，kg/L1.41191.40071.41161.4663分选产物精煤产率（占占本级），%12.99726.22036.77556.559灰分 %11.99510.6659.9449.622中煤产率（占占本级），%21.11327.66426.22018.229灰分，%27.88624.44124.44227.000矸石产率（占占本级），%65.99046.11637.00525.112灰分，%75.22572.44372.44770.883第一段旋

20、流器分选密度度，kg/L1.41181.40011.41131.4339可能偏差差E1，kg/L0.01110.02230.02220.0338理论精煤煤产率（占本级级），%14.11328.55839.88460.447数量效率率，%91.77991.66792.22693.559第二段旋流器分选（分分配）密密度，kg/L1.75531.70001.70011.7007可能偏差差E2，kg/L0.02220.02250.02240.0440中煤带矸矸率（2.00kg/L），%0.0550.1660.2330.299数据检验验均方差差0.9661.1221.1660.888表7说明明：随着粒度

21、度减小、灰分降降低，各各粒级可可选性变变好，数数量效率率增加。虽然可可能偏差差E值也也在增加加，但均均在0.01110.0388kg/L之间间；30.5mmm粒级的的分选效效果值得得关注。原煤中中300.5mmm粒级级不仅可可选性由由极难选选变为较较难选，且精煤煤产率较较高，成成为精煤煤中的主主导粒级级，其可可能偏差差为0.0388kg/L，数数量效率率达933.599%，分分选效果果令人满满意。3.6 分选下下限检查查试验为了确定定3GDDMC115000/11100AA型重介介质旋流流器的分选下下限，我我们对0.55mm的的入料及及精煤、中煤和和矸石（从产品品出旋流流器后进进入弧形形筛的各

22、各集料箱箱中获取取0.5mmm悬浮液液）进行行筛分，得到00.50.255mm粒粒级煤样样，经脱脱介处理理后进行行浮沉试试验，依依照MTT/T 8111煤用用重选设设备分选选下限评评定方法法进行行计算，得：（kg/L）检查结果果表明，按MTT/T 8111标准规规定，对对重介质质分选而而言，当当某一粒粒度级的的E0.110kg/LL时，即即认为达达到有效效分选下下限，因因此3GGDMCC15000/111000A型旋流流器的分分选下限限已经达达到0.25mmm。试试验数据据及分配配曲线列列于表88和图66。表8 0.500.255mm粒粒级原煤煤在3GGDMCC15000/111000A型旋旋

23、流器中中的分选选效果密度级kkg/LL原煤精煤中煤矸石计算原煤煤分配率%占本级%灰分%占本级%占全级%灰分%占本级%占全级%灰分%占本级%占全级%灰分%占本级%灰分%1.88012.33271.6620.7770.588167.11044.3319.822063.00086.1122.066874.88112.446965.115095.3342计100.0020.009100.0075.443611.224100.0022.116241.220100.002.400269.227100.000019.2272图6 0.500.255mm原原煤分选选时的分分配曲线线3.7 与分选选细粒煤煤的重

24、选选设备的的比较一般公认认浮选是是分选0.33（0.25）mm粉粉煤最有有效的方方法，对于3mmm粒级煤则重重介质旋旋流器分分选精度度最高。至于330.5mmm细粒煤煤则有多多种方法法在工业业中应用用，其分分选情况况见表99。表9说明明：除了了煤泥重重介质旋旋流器外外，在33GDMMC15500/11000A大大型三产产品重介介质旋流流器中330.5mmm及0.500.255mm粒粒级的细细粒煤均均得到了了良好的的分选，其可能能偏差均均小于分分级脱泥泥后专门门单设的的用来分分选细粒粒煤的其其它重选选设备。而SDMMC系列列煤泥重重介质旋旋流器分分选工艺艺和设备备是国华华科技另另一项发发明专利利

25、技术（专利号号：ZLL0311242283.9），其特点点是利用用3GDDMC系系列重介介质旋流流器对加加重质的的分级作作用，分流部部分加重重质相对对粒度较较细的精精煤合格格悬浮液液做介质质，利用用圆筒圆圆锥型重介质质旋流器器实现粗粗精煤泥泥的重介介质离心心分选，而无需专专设细粒粒介质制制备及回回收系统统。可以以看出33GDMMC15500/11000A型型重介质质旋流器器与SDDMC型型旋流器器配套使使用所形形成的大大型、高高效、简简化重介介质选煤煤技术具具有很强强的技术术优势。表9 分选选粗煤泥泥的重选选设备比比较表设备粒度范围围，mm可能偏差差kg/L入料灰分分%精煤灰分分%中煤灰分分%

26、尾煤灰分分%数据来源源TBS2.11m干扰扰床分选选机，分级，10mm为入入料其中:110.2250.1336(5次平平均)16.6677.98837.884斯特拉拉特福选选煤厂775t/h干扰扰床分选选机的优优化研究究,RR.B.Druummoond等等(澳大利利亚),第133届国际际选煤会会议论文文集,19998.110CSS-1.88型粗煤煤泥分选选机，分分级脱泥泥，30.55mm为为入料30.5中等等可选(0.1含量量10.94%)0.118.3379.07744.224干扰床床煤泥分分选机与与跳汰机机对粗煤煤泥分选选效果的的比较,符东旭旭等,煤炭炭加工与与综合利利用,20008.11

27、2LD7型型螺旋分分选机，1.550mmm为入入料，脱脱除11mm细细泥1.50.110.18817.5589.62264.558LD77型螺旋旋分选机机的应用用,边俊卿卿等,全国国细粒煤煤分选技技术会议议论文集集,220099.05ZK-LLX11100型型螺旋分分选机，100mm为为入料0.1125中煤段：0.007矸石石段：00.16616.9969.78837.44872.559ZK-LX111000型螺旋旋分选机机的研究究,陈建中中等,全国国细粒煤煤分选技技术会议议论文集集,220099.05SDMCC3500煤泥重重介质旋旋流器，0.55(1)0mmm为入入料0.5(1)0mmm0

28、.08812.4498.56638.007煤泥重重介质旋旋流器在在屯兰矿矿选煤厂厂的完善善，杨杨玉民，中国国煤炭20009.0063GDMMC15500/11000A型型无压给给料三产产品重介介质旋流流器，不不分级不不脱泥，10000mmm为入入料其中:330.55一段：00.0338二段段：0.040028.1179.6222770.8833GDDMC115000/11100AA型无压压给料三三产品重重介质旋旋流器鉴鉴定材料料，20009.07其中:00.50.2250.099919.22711.22441.2269.2273.8 长期生生产情况况3GDMMC15500/11000A型型重介

29、质质旋流器器在棋盘盘井选煤煤厂的生生产情况况见表110。表10 33GDMMC15500/11000A型型旋流器器生产情情况统计计年.月原煤精煤中煤矸石产量万t灰分%产量万t产率%灰分%硫分%产量万t产率%灰分%产量万t产率%灰分%20088.04438.11637.9939.46624.77910.3320.91116.22442.55529.44712.44632.66669.99120088.05540.77240.4469.49923.33010.3310.91116.77241.00631.66814.55135.66470.22820088.06642.00631.77511.22

30、026.66310.3320.84424.33357.88431.4486.53315.55369.55120088.07743.22233.99410.99725.33810.2290.90022.77352.55830.9999.52222.00468.22120088.08846.44430.66314.99532.11910.3310.92223.77351.11131.2297.76616.77067.77820088.09942.33730.77613.99632.99510.1170.86622.55953.33131.7775.82213.77476.22020088.139.

31、88729.22813.11833.00610.3360.88819.66549.22930.7727.04417.66560.77020088.11132.00432.2259.72230.33410.3300.90012.88039.99730.2259.51129.77078.33020088.12235.11230.00010.44529.77710.3310.90014.22840.66631.66510.33829.55770.88908年合合计444.4834.226125.7428.22910.3330.900205.6146.22531.002113.1225.44570.6

32、6520099.01133.11642.44010.77432.33810.2280.94413.66641.22030.6638.76626.442-20099.02227.99135.8858.53330.55510.3340.96611.44741.00930.8857.92228.336-20099.03334.99044.66810.22029.22210.4400.92212.66336.22029.33212.00734.558-20099.04441.11843.99012.11629.55210.3350.92217.44642.44129.22811.55628.007-20099.0554