本發(fā)明涉及一種底流再選雙中煤多產(chǎn)品旋流器及其使用方法，屬于旋流器分選分級(jí)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著機(jī)械化程度不斷提高，開采深度不斷增加，原煤質(zhì)量越來(lái)越差，入選原煤中粉煤的含量不斷增加。大多數(shù)選煤廠增加了粗煤泥回收或分選環(huán)節(jié)，其原則流程是：煤泥首先用旋流器分級(jí)，分級(jí)溢流進(jìn)入浮選或濃縮機(jī)，旋流器底流用螺旋分選機(jī)（動(dòng)力煤）或TBS（煉焦煤）分成精煤和尾煤，而后分別經(jīng)脫水回收。分選流程較長(zhǎng)，且螺旋分選機(jī)的分選效果較差。如何實(shí)現(xiàn)粗煤泥的短流程高效分選回收，成為粗煤泥分選中的一個(gè)主要問(wèn)題。

水介旋流器作為一種重力分選設(shè)備，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且無(wú)需任何介質(zhì)，生產(chǎn)成本低，在選煤作業(yè)中獲得一定的研究和發(fā)展。董連平等人發(fā)明了一種煤泥旋流重選柱，利用其反向復(fù)錐水躍結(jié)構(gòu)，提高了水介旋流器的分選精度和分選效率。崔廣文等人研發(fā)了一種三錐角煤泥水介分選旋流器，實(shí)現(xiàn)了在不加入重介質(zhì)的情況下達(dá)到粗煤泥的按密度分選。Hasan Hacifazlioglu采用改進(jìn)的水介質(zhì)旋流器對(duì)土耳其Karbomet礦業(yè)公司所屬煙煤選煤廠-1mm煤泥進(jìn)行分選，精煤產(chǎn)品灰分為9.90%，產(chǎn)率為24.40%，取得了良好的分選效果。Majumder A K等對(duì)直徑76mm的水介旋流器進(jìn)行試驗(yàn)，確定了最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)，并建立了數(shù)學(xué)回歸模型，為粗煤泥的分選提供了理論支持。以上設(shè)備均有效提高了粗煤泥的分選，但要實(shí)現(xiàn)精煤回收則需采用單獨(dú)分級(jí)設(shè)備，會(huì)使工藝布置復(fù)雜，功耗增加，增大運(yùn)行成本。為此，澳大利亞昆士蘭大學(xué)設(shè)計(jì)了一種JK型三產(chǎn)品旋流器，劉文禮等人在此基礎(chǔ)上發(fā)明了一種雙溢流管煤泥旋流器并進(jìn)行試驗(yàn)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了細(xì)煤泥的分級(jí)和粗煤泥的分選，但分級(jí)效率偏低。張明等人研制了一種溢流直連的三產(chǎn)品旋流器，通過(guò)在一段溢流連接管加裝導(dǎo)流葉片，極大提高了二段旋流器的分級(jí)效率，但一段旋流器底流量較大，造成少量精煤損失。

多產(chǎn)品水介質(zhì)旋流器多針對(duì)溢流進(jìn)行分選或分級(jí)而實(shí)現(xiàn)，對(duì)底流進(jìn)行再選而實(shí)現(xiàn)多產(chǎn)品同時(shí)排放的研究較少。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種底流再選雙中煤多產(chǎn)品旋流器及其使用方法，結(jié)合水介質(zhì)旋流器低密度粗粒在底流中損失較大、底流量較小的特點(diǎn)，通過(guò)一段粗選，兩段掃選，一段分級(jí)，可縮短選煤廠粗煤泥回收工藝流程，實(shí)現(xiàn)一次給料同時(shí)得到精煤、中煤Ⅰ、中煤Ⅱ、矸石和細(xì)粒溢流五種產(chǎn)品。

本發(fā)明提供了一種底流再選雙中煤多產(chǎn)品旋流器，包括粗選旋流器、分級(jí)旋流器、再選一段旋流器和再選二段旋流器；所述粗選旋流器溢流段與分級(jí)旋流器入料口通過(guò)連接管相連接，粗選旋流器底流段與再選一段旋流器入料端通過(guò)法蘭連接，再選一段旋流器下切向出口與再選二段旋流器上切向入口連接；粗選旋流器和再選二段旋流器底錐采用單錐或復(fù)錐結(jié)構(gòu)，分級(jí)旋流器底流為長(zhǎng)單錐結(jié)構(gòu)，再選一段旋流器底流為中心管排料方式；

再選一段旋流器上端設(shè)有沖水裝置，沖水裝置包括沖水泵、浮子流量計(jì)和球型調(diào)節(jié)閥門。

上述方案中，粗選旋流器溢流段與分級(jí)旋流器的連接管為圓形或方形直管，內(nèi)部安裝消渦葉片，為粗選溢流出料增加了阻力，導(dǎo)致粗選底流出料加大，為避免粗選底流物料過(guò)多，選擇增大錐角、減小底流口尺寸方式。

上述方案中，粗選旋流器溢流段與分級(jí)旋流器的連接管中設(shè)有夾管閥，通過(guò)調(diào)節(jié)夾管閥截面大小控制粗選溢流進(jìn)入分級(jí)旋流器內(nèi)的流量。

上述方案中，粗選旋流器和再選二段旋流器底錐采用單錐結(jié)構(gòu)錐角的大小均為90°~120°，采用復(fù)錐結(jié)構(gòu)錐角均為90°；分級(jí)旋流器底錐錐角為20°。

上述方案中，所述粗選底流口與再選二段入料口直連，再選二段旋流分選動(dòng)力由沖水提供，沖水位于再選一段旋流器上端，沖水進(jìn)口尺寸為10mm*8mm，沖水沿器壁切向給入。

上述方案中，所述再選一段下端切向出口與再選二段切向入口直連，再選二段旋流溢流管與法蘭端蓋通過(guò)螺紋連接固定，能調(diào)節(jié)再選二段溢流管插入深度，插入深度可調(diào)范圍為0~40mm。

上述方案中，所述再選二段旋流器直徑50mm，再選二段入口10mm*8mm，再選二段溢流管直徑10mm。

本發(fā)明提供了一種上述底流再選雙中煤多產(chǎn)品旋流器的使用方法，包括以下步驟：在粗選旋流器中進(jìn)行一段粗選，溢流進(jìn)入分級(jí)旋流器，底流進(jìn)入再選一段旋流器；分級(jí)旋流器中進(jìn)行一段分級(jí)，得到精煤、細(xì)粒溢流兩種產(chǎn)品，在再選一段旋流器和再選二段旋流器中進(jìn)行兩段掃選，得到中煤Ⅰ、中煤Ⅱ、矸石三種產(chǎn)品。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明通過(guò)一段粗選，兩段掃選，可縮短選煤廠粗煤泥回收工藝流程，實(shí)現(xiàn)一次給料同時(shí)得到精煤、中煤Ⅰ、中煤Ⅱ、矸石和細(xì)粒溢流五種產(chǎn)品，同時(shí)可通過(guò)調(diào)節(jié)再選一段旋流器沖洗水量、再選二段旋流器溢流管插入深度和粗選溢流與分級(jí)旋流器入料連接管中的夾管閥截面大小，可實(shí)現(xiàn)對(duì)各產(chǎn)品灰分和產(chǎn)率的在線調(diào)控。

附圖說(shuō)明

圖1為底流再選雙中煤多產(chǎn)品旋流器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為五產(chǎn)品旋流器工業(yè)應(yīng)用流程圖。

圖3為再選一段旋流器和再選二段旋流器的連接圖（剖視）。

圖中：1為粗選旋流器，2為分級(jí)旋流器，3為再選一段旋流器，4為再選二段旋流器，5為粗選入料口，6為粗選旋流器溢流管，7為連接管，8為分級(jí)旋流器入料口，9為分級(jí)旋流器溢流管，10為粗選底流口，11為分級(jí)旋流器底流口，12為再選一段沖水進(jìn)口，13為再選一段溢流口，14為再選一段底流口與再選二段入料口切向連接段，15為再選二段溢流口，16為再選二段底流口。A為消渦裝置安裝位置，B為夾管閥安裝位置。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但不局限于以下實(shí)施例。

如圖1~3所示，一種底流再選雙中煤多產(chǎn)品旋流器，包括粗選旋流器1、分級(jí)旋流器2、再選一段旋流器3和再選二段旋流器4；所述粗選旋流器溢流管6與分級(jí)旋流器入料口8通過(guò)連接管7相連接，粗選旋流器1底流段與再選一段旋流器3入料端通過(guò)法蘭連接，再選一段旋流器3下切向出口與再選二段旋流器4上切向入口連接，圖中14即為再選一段底流口與再選二段入料口切向連接段；粗選旋流器1和再選二段旋流器4底錐采用單錐或復(fù)錐結(jié)構(gòu)，分級(jí)旋流器2底流為長(zhǎng)單錐結(jié)構(gòu)，再選一段旋流器3底流為中心管排料方式；

再選一段旋流器3上端設(shè)有沖水裝置，沖水裝置包括沖水泵、浮子流量計(jì)和球型調(diào)節(jié)閥門。

上述方案中，粗選旋流器溢流段與分級(jí)旋流器的連接管7為圓形或方形直管，內(nèi)部安裝消渦葉片（圖中A為消渦裝置安裝位置），為粗選溢流出料增加了阻力，導(dǎo)致粗選底流出料加大，為避免粗選底流物料過(guò)多，選擇增大錐角、減小底流口尺寸方式。

上述方案中，粗選旋流器溢流段與分級(jí)旋流器的連接管中設(shè)有夾管閥（圖中B為夾管閥安裝位置），通過(guò)調(diào)節(jié)夾管閥截面大小控制粗選溢流進(jìn)入分級(jí)旋流器內(nèi)的流量。

上述方案中，粗選旋流器1和再選二段旋流器4的底錐采用單錐結(jié)構(gòu)錐角的大小均為90°~120°，采用復(fù)錐結(jié)構(gòu)錐角均為90°；分級(jí)旋流器2的底錐錐角為20°。

上述方案中，所述粗選底流口10與再選二段入料口直連，再選二段旋流分選動(dòng)力由沖水提供，沖水位于再選一段旋流器上端，再選一段沖水進(jìn)口12尺寸為10mm*8mm，沖水沿器壁切向給入。

上述方案中，所述再選一段下端切向出口與再選二段切向入口直連，再選二段旋流溢流管與法蘭端蓋通過(guò)螺紋連接固定，能調(diào)節(jié)再選二段溢流管插入深度，插入深度可調(diào)范圍為0~40mm。

上述方案中，所述再選二段旋流器4直徑50mm，再選二段入口10mm*8mm，再選二段溢流管直徑10mm。

本發(fā)明提供了一種上述底流再選雙中煤多產(chǎn)品旋流器的使用方法，在粗選旋流器1中進(jìn)行一段粗選，粗選旋流器溢流管6連接分級(jí)旋流器入料口8，粗選底流口10連接再選一段旋流器3；分級(jí)旋流器2中進(jìn)行一段分級(jí)，分級(jí)旋流器溢流管9得到細(xì)粒溢流產(chǎn)品，分級(jí)旋流器底流口11得到精煤產(chǎn)品，在再選一段旋流器3和再選二段旋流器4中進(jìn)行兩段掃選，再選一段溢流口13得到中煤Ⅰ產(chǎn)品，再選二段溢流口15得到中煤Ⅱ產(chǎn)品，再選二段底流口16得到矸石產(chǎn)品。

下面通過(guò)具體的實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的工藝流程：

以屯蘭選煤廠入選原煤破碎至-2mm粒級(jí)煤樣為研究對(duì)象，煤樣性質(zhì)見表1。

表1 煤樣粒度組成

從表1可以看出，2-1mm粒級(jí)物料量相對(duì)較多且灰分較高，占全樣的30.42%，灰分為52.25%，其余粒級(jí)灰分差別不大且均在30%上下，煤樣加權(quán)平均灰分38.61%。-0.125mm物料含量較少，占全樣的18.56%。

攪拌桶內(nèi)濃度均勻的礦漿（100g/L）經(jīng)給料泵以0.102MPa壓力給入粗選旋流器，經(jīng)分選成為包含低密度粗精煤及細(xì)煤泥的溢流與較高密度粗粒為主的底流；粗選旋流器溢流借助自身動(dòng)能直接進(jìn)入分級(jí)旋流器，經(jīng)分級(jí)成為溢流（細(xì)煤泥）與底流（粗精煤）產(chǎn)品；粗選旋流器底流自再選一段旋流器中心給料管給入，在沖水（部分分級(jí)旋流器溢流經(jīng)沖水泵加壓）形成的離心力場(chǎng)中實(shí)現(xiàn)分選，中煤Ⅰ由再選一段中心溢流管排出，較高密度底流由再選一段切向底流管進(jìn)入再選二段旋流器進(jìn)行分選，中煤Ⅱ由再選二段溢流管排出，矸石由再選二段底流排出，各產(chǎn)品經(jīng)過(guò)集料箱收集返回?cái)嚢柰靶纬裳h(huán)。粗選旋流器入料壓力及流量由變頻器調(diào)整給料泵轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)，壓力、流量值由電磁流量計(jì)、壓力表在線顯示；再選一段旋流器沖水量由控制閥門調(diào)整，沖水量由浮子流量計(jì)在線顯示。

待系統(tǒng)穩(wěn)定后，同時(shí)間段內(nèi)接取多產(chǎn)品旋流器的底流與溢流，分別用1、0.5、0.25、0.125mm的標(biāo)準(zhǔn)篩進(jìn)行濕法篩分，各粒級(jí)物料脫水烘干后進(jìn)行稱重并化驗(yàn)灰分。

參照?qǐng)D3連接相對(duì)位置，考察底流再選雙中煤多產(chǎn)品旋流器的分選效果，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

保持粗選旋流器溢流管插入深度190mm，再選一段旋流沖水流量為0.8 m3·h^-1，再選二段旋流器溢流管插入深度30mm時(shí)， 由試驗(yàn)結(jié)果可得， +0.125mm精煤產(chǎn)率62.49%，灰分10.61%；中煤Ⅰ與中煤Ⅱ合計(jì)中煤產(chǎn)率22.71%，灰分54.59%；矸石產(chǎn)率14.80%，灰分70.75%，實(shí)現(xiàn)了粗煤泥多產(chǎn)品有效分選。

表2 底流再選雙中煤多產(chǎn)品旋流器分選試驗(yàn)結(jié)果

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