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[摘 要]随着我国选煤工业的逐渐成熟化发展，重介质旋流器成为当前炼焦煤选煤工艺中的最主要的分选设备。本文分别针对重介质旋流器在分选工艺、设备发展和应用领域三个方面的应用现状进行了详细阐述，分析了重介质旋流器在涡北选煤厂实际应用中存在的主要问题。
[关键词]重介质旋流器；工艺；设备；应用
中图分类号：TD94 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）31-0012-01
为适应现代工业大型化、自动化的发展需求，重介质旋流器在我国选煤工业中的地位稳步提高。尤其是，重介质旋流器具有无运动部件、占地面积小、处理量大、分选精度高、产品质量稳定、能耗小等诸多优点，使得其在选煤厂中的应用越来越广泛。特别是针对难选、极难选煤以及细粒级含量较多的煤炭，重介质旋流器的分选和脱硫效果尤为显著。近年来，随着我国大直径重介质旋流器、有压给料与无压给料三产品重介质旋流器和煤泥重介质旋流器的出现，重介质旋流器选煤已成为现阶段我国新建选煤厂的首选分选技术。
1 重介质旋流器应用现状
1.1 重介质旋流器分选工艺现状
重介旋流器全级入洗工艺适用于煤泥含量较少的工艺流程，为保证设备生产的高效性，不设立煤泥中间分离环节。但是由于没有中间环节处理，造成主选精煤被“背灰”的现象，导致精煤的出货质量降低，从一定程度上降低了精煤的回收率。需要进入原煤准备车间的300～2mm粒级原煤在准备车间单层分级筛上进行预先筛分，保持重介旋流器全级入洗时正常的产出量，尤其是避免煤泥含量过大问题的产生，一般情况下煤泥与粗煤的分级粒度为150mm，筛下物直接入原煤缓冲仓储存。
重介旋流器脱泥分选工艺主要应用于大型的重介选煤厂中，其中泥煤的含泥量巨大或者煤泥灰成分较高。对于流水线供应的重介选煤厂，需要对泥煤进行煤分级处理，一般我国在重介旋流器脱泥分选工艺中采用的分级筛选系统，进入主厂房的原煤胶带输送机经分叉溜槽分配到香蕉筛上进行50mm或30mm分级和块煤入浅槽前的8mm湿法脱泥作业，对于小于0.5mm煤泥水可以直接进入精煤回收系统。
末煤两段重介旋流器分选，是煤炭的二次处理，一级处理是粗处理，二级处理是精细化处理，根据对我国深井煤矿重介选煤厂的调查，一般情况下脱除1.5～0mm煤泥后的+1.5mm末煤进主洗重介旋流器分选，一级筛选出现的主要底部多为较大的矸石，二级处理为颗粒较小的矸石，最终底流经筛子脱介成为矸石。为了保证重介旋流器溢流经筛子脱介后，矸石完全脱离，采用两段重置的方法二次加工，进再洗重介旋流器分选，其底流经筛子脱介成为中煤，其溢流经筛子脱介、离心机脱水成为精煤产品。
1.2 重介质旋流器设备发展现状
目前，重介旋流器的分类标准有2种：按入料压力可分为有压给料旋流器和无压给料旋流器；按产品数量可分为两产品旋流器和三产品旋流器。这样重介旋流器一般就有4种：两产品无压给料式、两产品有压给料式、三产品无压给料式、三产品有压给料式。
DWP型重介旋流器、沃赛尔重介旋流器、大粒级煤重介旋流器等属于两产品无压给料式；DSM圆锥型重介旋流器、DBZ型重介旋流器、FXZ型重介旋流器、倒立型重介旋流器等属于两产品有压给料式；3NZW型旋流器、3GDMC型旋流器、T-3/50型旋流器为无压给料三产品旋流器。
大型无压给料三产品重介质旋流器二段筒体采用圆筒圆锥型结构，二段旋流器入料口及底流口尺寸限制了设备的处理能力，尤其不适于分选中煤和矸石含量大的原煤。因此，为适应高中煤、矸石含量的原煤和脏杂煤的分选需求应研制具有大排矸能力的三产品重介质旋流器。
1.3 重介质旋流器应用领域现状
重介质旋流器除了主要用于选煤厂外，还可用于磷矿、锰矿和硫铁矿等矿物的分选。
煤炭科学研究总院唐山研究院通过对旋流器的结构和工艺参数的研究及改进，提出了分选磷矿用重介质旋流器。采用两段式结构，通过调整重介旋流器的锥比、安装角度，并将一段旋流器由圆筒型变为一定角度的锥型，实现了高密度磷矿石的有效分选。应用PNWX1200/710型磷矿分选用重介质旋流器分选品位为18%～23%的原矿时，可一次选出品位为27.8%～29.5%（平均28.5%）的精矿和品位为7%～12%的尾矿；其分选精度为0.06 g/cm3；原矿处理量达90～150 t/h；介质消耗<2.5 kg/t；主筒体设备预计寿命>2500 h。
郭小红等针对宜昌胶磷矿品位低、难分选的现状，从磷矿石矿石特性出发，采用无压给料三产品重介质旋流器分选磷矿。同时简要介绍了重介质旋流器结构特征、该工艺在花果树选矿厂的实践分选中达到预期分选效果。证明了重介质选工艺的实践可行性。与传统分选磷矿的浮选法相比，重介质分选法工艺简单可靠、环境污染小，并且具有以低密度悬浮液实现高密度矿石分选的特点。该工艺的应用对合理开发和有效利用宜昌中低品胶磷矿具有指导作用。
湖南湘潭錳矿技术科针对湘潭锰矿贫锰矿石系微细粒嵌布的难选矿石，即使经过细磨也难以达到单体解离，采用机械选矿法处理效果较差的情况。采用能够选别粗粒级的重介质旋流器选矿工艺，在15～3mm粗颗粒的情况下，同样可以获得与磨细到1mm以下级别那样的选别指标。同时介质比重在1.74～2.01之间，给矿量在3.60～11.10吨/小时范围内波动，对分选指标均无明显影响。可以认为，湘潭锰矿贫锰矿石对于重介质旋流器选矿工艺的适应性较强。
彩屯矿选煤厂于1982年12月建立了一座选硫铁矿车间，从矸石中回收硫铁矿，年处理能力20～25万吨，采用重介旋流器洗选，入洗粒度25～0.5mm，主要产品为含硫30%的硫精砂，副产品为低热值煤。
何青松等分析了重庆南桐矿业公司干坝子选煤厂和南桐选煤厂的选硫工艺流程及存在的问题，提出采用新型HQS重介质旋流器-小直径重介质旋流器-浮选柱联合工艺实现对煤系硫铁矿的高效深度分选，并探讨了该工艺的经济、技术可行性。
2 重介质旋流器在涡北选煤厂应用中存在的问题
影响重介质旋流器分选效果的因素分为两大类：一类是设备本身的结构参数，另一类是生产过程中可调节的工艺参数。结构参数是在重介质旋流器研发阶段重点研究，并随生产实践不断优化的参数，工艺参数是决定实际生产过程中分选效果的参数，工艺参数的稳定和优化是充分实现重介质旋流器功能的关键因素。能够影响到无压给料三产品重介质旋流器分选效果的参数主要包括：入介压力、介质循环量、二段底流口直径及预旋旋向等。一段旋流器的供介压力通过变频器控制已实现在线连续调控，二段旋流器溢流管的插入深度也已实现了在线的连续调节。目前，在结构参数调控方面尚未解决的问题有：一段旋流器溢流管直径及插入深度和二段旋流器底流口直径仍停留在间断调控，二段旋流器的入料压力还停留在于不可调节。另外，一个需要解决的问题是旋流器的耐磨材质。
参考文献
[1] 胡娟，王振翀，杜振宝.浅析选煤重介质旋流器存在问题及解决措施[J]. 煤炭工程，2010（8）：95-97.
[2] 邵涛，乐宏刚.分选磷矿用重介质旋流器的研究与实践[J].化工矿物与加工，2009，38（10）：13-16.
[3] 郭小红，单晓云，刘海燕，等.重介质旋流器在宜昌胶磷矿分选中的应用[J].中国矿业，2012，21（5）：75-77.
[4] 李晋明，刘淑清.用重介质涡流旋流器从洗矸中回收硫铁矿[J].选煤技术， 1985（4）：12-14.
[5] 何青松，杨江清，唐联松.煤系硫铁矿的分选[J].煤炭加工与综合利用，2008（5）：42-46.
[关键词]重介质旋流器；工艺；设备；应用
中图分类号：TD94 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）31-0012-01
为适应现代工业大型化、自动化的发展需求，重介质旋流器在我国选煤工业中的地位稳步提高。尤其是，重介质旋流器具有无运动部件、占地面积小、处理量大、分选精度高、产品质量稳定、能耗小等诸多优点，使得其在选煤厂中的应用越来越广泛。特别是针对难选、极难选煤以及细粒级含量较多的煤炭，重介质旋流器的分选和脱硫效果尤为显著。近年来，随着我国大直径重介质旋流器、有压给料与无压给料三产品重介质旋流器和煤泥重介质旋流器的出现，重介质旋流器选煤已成为现阶段我国新建选煤厂的首选分选技术。
1 重介质旋流器应用现状
1.1 重介质旋流器分选工艺现状
重介旋流器全级入洗工艺适用于煤泥含量较少的工艺流程，为保证设备生产的高效性，不设立煤泥中间分离环节。但是由于没有中间环节处理，造成主选精煤被“背灰”的现象，导致精煤的出货质量降低，从一定程度上降低了精煤的回收率。需要进入原煤准备车间的300～2mm粒级原煤在准备车间单层分级筛上进行预先筛分，保持重介旋流器全级入洗时正常的产出量，尤其是避免煤泥含量过大问题的产生，一般情况下煤泥与粗煤的分级粒度为150mm，筛下物直接入原煤缓冲仓储存。
重介旋流器脱泥分选工艺主要应用于大型的重介选煤厂中，其中泥煤的含泥量巨大或者煤泥灰成分较高。对于流水线供应的重介选煤厂，需要对泥煤进行煤分级处理，一般我国在重介旋流器脱泥分选工艺中采用的分级筛选系统，进入主厂房的原煤胶带输送机经分叉溜槽分配到香蕉筛上进行50mm或30mm分级和块煤入浅槽前的8mm湿法脱泥作业，对于小于0.5mm煤泥水可以直接进入精煤回收系统。
末煤两段重介旋流器分选，是煤炭的二次处理，一级处理是粗处理，二级处理是精细化处理，根据对我国深井煤矿重介选煤厂的调查，一般情况下脱除1.5～0mm煤泥后的+1.5mm末煤进主洗重介旋流器分选，一级筛选出现的主要底部多为较大的矸石，二级处理为颗粒较小的矸石，最终底流经筛子脱介成为矸石。为了保证重介旋流器溢流经筛子脱介后，矸石完全脱离，采用两段重置的方法二次加工，进再洗重介旋流器分选，其底流经筛子脱介成为中煤，其溢流经筛子脱介、离心机脱水成为精煤产品。
1.2 重介质旋流器设备发展现状
目前，重介旋流器的分类标准有2种：按入料压力可分为有压给料旋流器和无压给料旋流器；按产品数量可分为两产品旋流器和三产品旋流器。这样重介旋流器一般就有4种：两产品无压给料式、两产品有压给料式、三产品无压给料式、三产品有压给料式。
DWP型重介旋流器、沃赛尔重介旋流器、大粒级煤重介旋流器等属于两产品无压给料式；DSM圆锥型重介旋流器、DBZ型重介旋流器、FXZ型重介旋流器、倒立型重介旋流器等属于两产品有压给料式；3NZW型旋流器、3GDMC型旋流器、T-3/50型旋流器为无压给料三产品旋流器。
大型无压给料三产品重介质旋流器二段筒体采用圆筒圆锥型结构，二段旋流器入料口及底流口尺寸限制了设备的处理能力，尤其不适于分选中煤和矸石含量大的原煤。因此，为适应高中煤、矸石含量的原煤和脏杂煤的分选需求应研制具有大排矸能力的三产品重介质旋流器。
1.3 重介质旋流器应用领域现状
重介质旋流器除了主要用于选煤厂外，还可用于磷矿、锰矿和硫铁矿等矿物的分选。
煤炭科学研究总院唐山研究院通过对旋流器的结构和工艺参数的研究及改进，提出了分选磷矿用重介质旋流器。采用两段式结构，通过调整重介旋流器的锥比、安装角度，并将一段旋流器由圆筒型变为一定角度的锥型，实现了高密度磷矿石的有效分选。应用PNWX1200/710型磷矿分选用重介质旋流器分选品位为18%～23%的原矿时，可一次选出品位为27.8%～29.5%（平均28.5%）的精矿和品位为7%～12%的尾矿；其分选精度为0.06 g/cm3；原矿处理量达90～150 t/h；介质消耗<2.5 kg/t；主筒体设备预计寿命>2500 h。
郭小红等针对宜昌胶磷矿品位低、难分选的现状，从磷矿石矿石特性出发，采用无压给料三产品重介质旋流器分选磷矿。同时简要介绍了重介质旋流器结构特征、该工艺在花果树选矿厂的实践分选中达到预期分选效果。证明了重介质选工艺的实践可行性。与传统分选磷矿的浮选法相比，重介质分选法工艺简单可靠、环境污染小，并且具有以低密度悬浮液实现高密度矿石分选的特点。该工艺的应用对合理开发和有效利用宜昌中低品胶磷矿具有指导作用。
湖南湘潭錳矿技术科针对湘潭锰矿贫锰矿石系微细粒嵌布的难选矿石，即使经过细磨也难以达到单体解离，采用机械选矿法处理效果较差的情况。采用能够选别粗粒级的重介质旋流器选矿工艺，在15～3mm粗颗粒的情况下，同样可以获得与磨细到1mm以下级别那样的选别指标。同时介质比重在1.74～2.01之间，给矿量在3.60～11.10吨/小时范围内波动，对分选指标均无明显影响。可以认为，湘潭锰矿贫锰矿石对于重介质旋流器选矿工艺的适应性较强。
彩屯矿选煤厂于1982年12月建立了一座选硫铁矿车间，从矸石中回收硫铁矿，年处理能力20～25万吨，采用重介旋流器洗选，入洗粒度25～0.5mm，主要产品为含硫30%的硫精砂，副产品为低热值煤。
何青松等分析了重庆南桐矿业公司干坝子选煤厂和南桐选煤厂的选硫工艺流程及存在的问题，提出采用新型HQS重介质旋流器-小直径重介质旋流器-浮选柱联合工艺实现对煤系硫铁矿的高效深度分选，并探讨了该工艺的经济、技术可行性。
2 重介质旋流器在涡北选煤厂应用中存在的问题
影响重介质旋流器分选效果的因素分为两大类：一类是设备本身的结构参数，另一类是生产过程中可调节的工艺参数。结构参数是在重介质旋流器研发阶段重点研究，并随生产实践不断优化的参数，工艺参数是决定实际生产过程中分选效果的参数，工艺参数的稳定和优化是充分实现重介质旋流器功能的关键因素。能够影响到无压给料三产品重介质旋流器分选效果的参数主要包括：入介压力、介质循环量、二段底流口直径及预旋旋向等。一段旋流器的供介压力通过变频器控制已实现在线连续调控，二段旋流器溢流管的插入深度也已实现了在线的连续调节。目前，在结构参数调控方面尚未解决的问题有：一段旋流器溢流管直径及插入深度和二段旋流器底流口直径仍停留在间断调控，二段旋流器的入料压力还停留在于不可调节。另外，一个需要解决的问题是旋流器的耐磨材质。
参考文献
[1] 胡娟，王振翀，杜振宝.浅析选煤重介质旋流器存在问题及解决措施[J]. 煤炭工程，2010（8）：95-97.
[2] 邵涛，乐宏刚.分选磷矿用重介质旋流器的研究与实践[J].化工矿物与加工，2009，38（10）：13-16.
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[5] 何青松，杨江清，唐联松.煤系硫铁矿的分选[J].煤炭加工与综合利用，2008（5）：42-46.