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[摘 要]近年来机械化采煤不断发展，煤泥含量也逐渐变大，传统旋流器应用范围较小，因此重介质旋流器应运而生。器件不断朝着大型化方向发展，有效选粒度也在不断上升，先进旋流器的使用使得精煤质量不断上升，同时可以获得质量合格的粗煤，浮选煤泥量也在不断减少。这样简化了流程，降低了生产成本。本文通过研究选煤时的流程来探讨重介质旋流器的应用。
[关键字]重介质旋流器、选煤厂、旋流器的应用
中图分类号：TP379 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）12-0296-01
一、选煤厂的概况
（一）选煤厂选煤的生产流程
常见的选煤厂是以炼焦煤为主，但是也有很多其他类型的煤场。通过对选煤结果的分析可以看出：重介质部分在理论上的回收率是60%，分选部分的理论密度在国际制单位下数值是1.45，邻近密度物存在量是41%左右。根据这些参考数据可知我们需要简化生产工艺，提高分煤时的效率，这些数据说明矿质煤属于极难分选的煤种之一。在选煤的过程中生产过程中采用不进行脱泥的、无压送料的三产品重介质旋流器，配合煤泥浮选的生产方法，这样的简化流程就可以得到包括精煤和中煤在内的产品，同时在这样的产品上也会存在附属产品煤矸石。尺寸小于50毫米的原煤可以不进行脱泥和分级而直接送入旋流器进行处理。重介质可以选择粗煤，浮选机可以选择细煤，不同的器件可以通过不同的流程得到所需的煤种[1]。
（二）煤泥重介质选取的工艺流程
煤泥重介质选取的工艺流程是：采用合格的煤泥介质对精煤脱介筛和弧形脱介筛下相当数量的合格介质进行收集，再将收集到的介质采用泵送的方式输送到旋流器中进行下一步的分选，旋流器采用的是有压力给料的形式。经过这样的流程可以依靠旋流器得出包含溢流和低流的兩种产品。这两种产品可以进入精煤、中煤希介质系统中，在这样的系统中可以实现脱磁处理，也可以实现对处理后的产品进行分等级收取。
（三）选煤厂的工作现状
我国经济水平不断提高，对煤炭的需求量也在与日俱增，煤炭工业得到了巨大的发展。现阶段煤炭的大量开采以及采煤技术不精湛等原因导致了煤质不断变差，煤泥含量也不断增大，因此选煤厂的作用愈发重要。用户为了提高煤炭的利用率减少对环境的影响，对煤质要求也在逐渐升高，这就促进了我国选煤技术的进步，使得以选煤厂为首的选煤机构向着高效率、低成本的方向发展[2]。
目前重介质选煤技术在各选煤方法中所占的比例是最大的，高效分选回收粗煤泥的技术受到了选煤行业的关注。但是我国选煤行业主要使用的工艺是跳汰分选工艺，这种传统工艺很难提高分选的效率，因此重介质旋流器工艺在各大煤场得到了广泛的应用。尤其是不脱泥、不分级、无压给料三产品重介质旋流器取得了良好的效果，煤泥重介质分选工艺作为延伸配套工艺也开始广泛应用于生产实践当中。
二、重介质旋流器的工作原理
重力分选的过程中矿物颗粒在流体介质中的沉降是最基本的一种形式。不同的矿物质颗粒由于自身的密度、粒度和形状不同导致它们在流体介质中的沉降速度也不同。随着矿物质颗粒粒度的减小发现，密度对于沉降末速的影响在逐渐变弱，不同密度的物颗粒之间的沉降末速也在逐渐减小，这样会造成细粒物料按照密度分选的难度变大，错配物含量也在逐渐增多。
重介质旋流器选煤是利用阿基米德原理在内部的离心力场中实现的，主要是通过离心沉降的原理来实现煤炭的分选：当离心力大于浮力时，颗粒进入外螺旋流从底流口排出；当离心力小于浮力时就进入内螺旋流从溢流口排出。当矿质密度与悬浮液密度相近时，矿粒在旋流器的内部“分离锥面”附近形成一定的平衡，做出一定时间的循环运动，然后矿粒会从溢流口或者是底流口排出[3]。
重介质旋流器在进行工作时内部的轴向速度从旋流器壁到中心的过程中数值由大到小再到大，从正值到负值必然会有一个零速点。零速点形成的面叫做零速包络面，悬浮液围绕中心空气柱做向上的螺旋运动。
在工作时煤泥入料和重介质悬浮液的配比混合之后以一定的压力通过泵从旋流器的入料口，物料沿切线方向进入重介质旋流器的内部。在物料进入旋流器内部之后矿浆在旋流器内部进行螺旋运动，形成旋流。由于旋流的形成导致旋流器的中心存在负压区，从旋流器的两端吸入空气形成中心空气柱。密度高的物料会受到较大的离心力，在离心力的作用下沿旋流器外围向下运动，最后从旋流器的下部底端口流出；对于轻物料来说，在进行螺旋运动时受到的离心力比较小，透过包络面进入旋流器内部的内旋流并进行向上的运动，最终再从旋流器上部的溢流口流出。
三、重介质旋流器分选煤泥的特点
（一）影响因素
一般来说粗煤泥分选所用的重介质旋流器的直径比较小，在旋流器中相同的压力下这样的煤种会获得比较高的离心因数。因此直径比较小的旋流器能够使细粒物料得到高效的分选。现阶段煤泥重介质旋流器的分选效果主要受到重介质旋流器结构参数、入料压力、入料磁含以及磁性物质的性质等因素的影响。在进行煤泥重介质分选时需要的磁性物粒度要比大直径旋流器需要的磁性物粒度细，因此可以使用大直径旋流器来对磁性物进行收集。最主要的因素是流速系数，不同种类的重介质旋流器会导致离心强度不同，也会影响器件的使用。
（二）使用旋流器的优点
使用重介质旋流器进行分选煤有很多优点：可以配合重介质旋流器与浮选机，组成完善的煤炭分选系统，这样可以解决粗煤泥分选中遇到的难题；可以利用主选旋流器对介质进行浓缩分级，这样可以使进入煤泥重介的介质粒度比较细，在很大程度上提高了细粒物料的分选精度，而且不需要单独的介质制备回收系统，这样就简化了旋流器的使用过程；煤泥重介质分选粗煤在性质划分上来说属于物理分选，它与浮选相比对氧化煤或者风化煤的分选效果更理想一些；煤泥重介质是按照密度划分的，使用旋流器可以保证对密度大的细粒黄铁矿脱除效果更好，这样可以提高选煤厂的工作效率[4]。
总结：根据以上对于重介质旋流器应用情况的研究可以看出煤泥重介的入料来自精煤弧形筛下的合格悬浮液，其进入煤泥重介中物料的整体灰分比较低。如果要保证煤泥重介良好的分选效果以及较高的精煤产率就需要有合适的入料压力。介质粒度对分选的效果有很大的影响，因此粒度越细煤泥重介的分选效果也就越好。
参考文献
[1]刘明.反季节种植技术在园林施工中的应用探究[J].现代园艺，2017（23）：86.
[2]安尧.重介质旋流器在选煤厂的应用分析[J].煤炭科技，2017（02）：126-129.
[3]张家银.煤泥重介质旋流器在选煤厂中的应用研究[D].安徽理工大学，2014.
[4]朱玉琴.重介质旋流器在选煤厂的应用[A].中国冶金矿山企业协会.2004年全国选矿新技术及其发展方向学术研讨与技术交流会论文集[C].中国冶金矿山企业协会：，2004：2.
[关键字]重介质旋流器、选煤厂、旋流器的应用
中图分类号：TP379 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）12-0296-01
一、选煤厂的概况
（一）选煤厂选煤的生产流程
常见的选煤厂是以炼焦煤为主，但是也有很多其他类型的煤场。通过对选煤结果的分析可以看出：重介质部分在理论上的回收率是60%，分选部分的理论密度在国际制单位下数值是1.45，邻近密度物存在量是41%左右。根据这些参考数据可知我们需要简化生产工艺，提高分煤时的效率，这些数据说明矿质煤属于极难分选的煤种之一。在选煤的过程中生产过程中采用不进行脱泥的、无压送料的三产品重介质旋流器，配合煤泥浮选的生产方法，这样的简化流程就可以得到包括精煤和中煤在内的产品，同时在这样的产品上也会存在附属产品煤矸石。尺寸小于50毫米的原煤可以不进行脱泥和分级而直接送入旋流器进行处理。重介质可以选择粗煤，浮选机可以选择细煤，不同的器件可以通过不同的流程得到所需的煤种[1]。
（二）煤泥重介质选取的工艺流程
煤泥重介质选取的工艺流程是：采用合格的煤泥介质对精煤脱介筛和弧形脱介筛下相当数量的合格介质进行收集，再将收集到的介质采用泵送的方式输送到旋流器中进行下一步的分选，旋流器采用的是有压力给料的形式。经过这样的流程可以依靠旋流器得出包含溢流和低流的兩种产品。这两种产品可以进入精煤、中煤希介质系统中，在这样的系统中可以实现脱磁处理，也可以实现对处理后的产品进行分等级收取。
（三）选煤厂的工作现状
我国经济水平不断提高，对煤炭的需求量也在与日俱增，煤炭工业得到了巨大的发展。现阶段煤炭的大量开采以及采煤技术不精湛等原因导致了煤质不断变差，煤泥含量也不断增大，因此选煤厂的作用愈发重要。用户为了提高煤炭的利用率减少对环境的影响，对煤质要求也在逐渐升高，这就促进了我国选煤技术的进步，使得以选煤厂为首的选煤机构向着高效率、低成本的方向发展[2]。
目前重介质选煤技术在各选煤方法中所占的比例是最大的，高效分选回收粗煤泥的技术受到了选煤行业的关注。但是我国选煤行业主要使用的工艺是跳汰分选工艺，这种传统工艺很难提高分选的效率，因此重介质旋流器工艺在各大煤场得到了广泛的应用。尤其是不脱泥、不分级、无压给料三产品重介质旋流器取得了良好的效果，煤泥重介质分选工艺作为延伸配套工艺也开始广泛应用于生产实践当中。
二、重介质旋流器的工作原理
重力分选的过程中矿物颗粒在流体介质中的沉降是最基本的一种形式。不同的矿物质颗粒由于自身的密度、粒度和形状不同导致它们在流体介质中的沉降速度也不同。随着矿物质颗粒粒度的减小发现，密度对于沉降末速的影响在逐渐变弱，不同密度的物颗粒之间的沉降末速也在逐渐减小，这样会造成细粒物料按照密度分选的难度变大，错配物含量也在逐渐增多。
重介质旋流器选煤是利用阿基米德原理在内部的离心力场中实现的，主要是通过离心沉降的原理来实现煤炭的分选：当离心力大于浮力时，颗粒进入外螺旋流从底流口排出；当离心力小于浮力时就进入内螺旋流从溢流口排出。当矿质密度与悬浮液密度相近时，矿粒在旋流器的内部“分离锥面”附近形成一定的平衡，做出一定时间的循环运动，然后矿粒会从溢流口或者是底流口排出[3]。
重介质旋流器在进行工作时内部的轴向速度从旋流器壁到中心的过程中数值由大到小再到大，从正值到负值必然会有一个零速点。零速点形成的面叫做零速包络面，悬浮液围绕中心空气柱做向上的螺旋运动。
在工作时煤泥入料和重介质悬浮液的配比混合之后以一定的压力通过泵从旋流器的入料口，物料沿切线方向进入重介质旋流器的内部。在物料进入旋流器内部之后矿浆在旋流器内部进行螺旋运动，形成旋流。由于旋流的形成导致旋流器的中心存在负压区，从旋流器的两端吸入空气形成中心空气柱。密度高的物料会受到较大的离心力，在离心力的作用下沿旋流器外围向下运动，最后从旋流器的下部底端口流出；对于轻物料来说，在进行螺旋运动时受到的离心力比较小，透过包络面进入旋流器内部的内旋流并进行向上的运动，最终再从旋流器上部的溢流口流出。
三、重介质旋流器分选煤泥的特点
（一）影响因素
一般来说粗煤泥分选所用的重介质旋流器的直径比较小，在旋流器中相同的压力下这样的煤种会获得比较高的离心因数。因此直径比较小的旋流器能够使细粒物料得到高效的分选。现阶段煤泥重介质旋流器的分选效果主要受到重介质旋流器结构参数、入料压力、入料磁含以及磁性物质的性质等因素的影响。在进行煤泥重介质分选时需要的磁性物粒度要比大直径旋流器需要的磁性物粒度细，因此可以使用大直径旋流器来对磁性物进行收集。最主要的因素是流速系数，不同种类的重介质旋流器会导致离心强度不同，也会影响器件的使用。
（二）使用旋流器的优点
使用重介质旋流器进行分选煤有很多优点：可以配合重介质旋流器与浮选机，组成完善的煤炭分选系统，这样可以解决粗煤泥分选中遇到的难题；可以利用主选旋流器对介质进行浓缩分级，这样可以使进入煤泥重介的介质粒度比较细，在很大程度上提高了细粒物料的分选精度，而且不需要单独的介质制备回收系统，这样就简化了旋流器的使用过程；煤泥重介质分选粗煤在性质划分上来说属于物理分选，它与浮选相比对氧化煤或者风化煤的分选效果更理想一些；煤泥重介质是按照密度划分的，使用旋流器可以保证对密度大的细粒黄铁矿脱除效果更好，这样可以提高选煤厂的工作效率[4]。
总结：根据以上对于重介质旋流器应用情况的研究可以看出煤泥重介的入料来自精煤弧形筛下的合格悬浮液，其进入煤泥重介中物料的整体灰分比较低。如果要保证煤泥重介良好的分选效果以及较高的精煤产率就需要有合适的入料压力。介质粒度对分选的效果有很大的影响，因此粒度越细煤泥重介的分选效果也就越好。
参考文献
[1]刘明.反季节种植技术在园林施工中的应用探究[J].现代园艺，2017（23）：86.
[2]安尧.重介质旋流器在选煤厂的应用分析[J].煤炭科技，2017（02）：126-129.
[3]张家银.煤泥重介质旋流器在选煤厂中的应用研究[D].安徽理工大学，2014.
[4]朱玉琴.重介质旋流器在选煤厂的应用[A].中国冶金矿山企业协会.2004年全国选矿新技术及其发展方向学术研讨与技术交流会论文集[C].中国冶金矿山企业协会：，2004：2.