水力分级旋流器在双鸭山选煤厂的应用

赵恩亮

摘 要：水力分级旋流器是一种利用流体压力产生旋转运动的装置，可用于使存在密度差的两相或多相进行分离。利用水力分级旋流器在煤泥水浮选之前进行处理，减少粗煤泥进入浮选系统，从而降低粗煤泥的损失和浮选系统的压力。

关键词：水力分级旋流器；粗煤泥；分级浓缩

1 概述

双鸭山矿业集团选煤厂1958年建成投产，通过几次技术改造，形成了现在重介+浮选、尾煤压滤回收的工艺流程。近年，选煤厂从实际生产中发现煤泥的含量越来越大，粗煤泥容易尾矿中，导致产品的损失。为保证洗煤生产的进一步合理，对工艺流程进行改造完善：煤泥水进入浮选之前进行水力分级旋流器的处理，以便降低粗煤泥的损失和浮选系统的压力。

2 水力分级旋流器的结构与工作原理

2.1 水力分级旋流器的结构

水力旋流器主要由圆筒体和圆锥体两部分组成。圆筒体的一侧沿切线装有给矿管，中心有溢流口，可将溢流直接引出器外。圆锥体底部有底流口，供排出沉物。旋流器多用铸铁制成，也有用铸钢、铸铝、合金和聚氨酯制的。为防止磨损，内部须衬以耐磨的橡胶、铸石、碳化硅和硬质陶瓷等。易磨损的给矿口附近的圆筒部分和沉砂口附近的圆锥体，制成可拆卸更换的。（图1）

图1

2.2 水力分级旋流器原理

一种利用流体压力产生旋转运动的装置。当料浆以一定的速度进入旋流器，遇到旋流器器壁后被迫作回转运动。由于所受的离心力不同，料浆中的固体粗颗粒所受的离心力大，能够克服水力阻力向器壁运动，并在自身重力的共同作用下，沿器壁螺旋向下运动，细而小的颗粒及大部分水则因所受的离心力小，未及靠近器壁即随料浆做回转运动。在后续给料的推动下，料浆继续向下和回转运动，于是粗颗粒继续向周边浓集，而细小颗粒则停留在中心区域，颗粒粒径由中心向器壁越来越大，形成分层排列。随着料浆从旋流器的柱体部分流向锥体部分，流动断面越来越小，在外层料浆收缩压迫之下，含有大量细小颗粒的内层料浆不得不改变方向，转而向上运动，形成内旋流，自溢流管排出，成为溢流，而粗大颗粒则继续沿器壁螺旋向下运动，形成外旋流，最终由底流口排出，成为沉物。

3 水力分级旋流器的实際中的应用

水力旋流器在选矿工业中主要用于分级、分选、浓缩和脱泥。水力旋流器无运动部件，构造简单；单位容积的生产能力较大，占面积小；分级效率高（可达80%～90%），分级粒度细；造价低，材料消耗少。

下面数据为选煤厂实际生产过程中的检测数据统计（见表1）。

实际的生产过程中，煤泥水通过水力旋流器处理后，粗煤泥由底流口排出经弧形筛，筛下与溢流直接进行浮选，筛上进入离心机脱水。通过数据可以看出：经过水力分级旋流器的处理，粗煤泥绝大部分进入底流，浓缩后的底流保证了截粗弧形筛的入料，同时降低了粗煤泥进入浮选系统，减少了产品损失。

4 水力分级旋流器在实际生产中遇到的问题

4.1 底流口直径的选择

水力分级旋流器底流口的大小直接影响底流浓度的大小。直径过大，截粗弧形筛容易跑水，造成产品水分指标的影响；直径过小，旋流器底流的浓度过大，造成旋流器堵塞，不能正常工作，通过严格的数据计算和实际应用中合理调节来保证水力分级旋流器的使用。

4.2 入料性质的不稳定

生产系统中煤泥含量的多少以及粗煤泥含量的多少直接影响水力分级旋流器的应用效果，这样就要求进一步加强煤质分析的及时准确和相关设备的完好状态。

4.3 易损部件的更换

由于煤泥水长时间的摩擦，旋流器的整体易磨损，尤其是锥体部分和底流口，长期更换劳动强度较大，从而要选择耐磨、轻便以及强度够的材质的旋流器。

5 水力分级旋流器发展前景

水力旋流器发展趋势：（1）结构形式多样化；（2）应用范围扩大化；（3）结构材质耐磨化；（4）技术控制自动化。

6 结束语

随着我国洁净煤技术的推进，煤泥水处理在选煤中的地位将越来越重要，利用离心力场强化分选过程的高效旋流分选设备，水力分级旋流器由于独特的优势也将得到更为广泛的应用。总之，我们从实际应用出发，进一步在安全生产过程中进行创新与改革，更好地达到最佳工艺效果之目的。