·494 北京科技大学学报 2000年第6期 分选打下了基础 选回收：(4)减少了循环系统，特别是关键部件气 当大量气泡沿切线进入旋流段时，由于离 泡发生器的磨损，有利于延长设备寿命， 心力和浮力的共同作用，便迅速以旋转方式向 浮选段内的介质充填是应其内部的分选静 旋流段中心汇集，进入浮选段并在柱体断面上 态化要求而设的，由于沿柱体高度方向上大量 得到分散.与此同时，由上部给入的矿浆连同可矿 涡旋体系的存在（特别是下部旋流场的扰动，使 物（煤）颗粒呈整体向下柱塞式移动，与呈整体 其涡旋尺度达到几米)，不仅使得浮选段内的 向上升浮的气泡发生逆向运行与碰撞.气泡在 “逆向碰撞矿化”无法进行，分选效率降低，而且 上升过程中不断矿化.与其他浮选柱不同的是， 由于沿柱高灰分梯度太小，极大地恶化了柱体 气泡一进入浮选柱即被矿浆水流很快分散，减 内的分离环境，抑制柱体内的祸旋形成是实现 少了沿柱体断面扩散所需的路径，从而为降低 浮选柱分选优势的关键， 浮选柱高度创造了条件. 旋流段不仅加速了气泡在柱体断面上的分 2 煤质特性及分选试验结果 散，更重要的是对经过浮选段分选的中矿以及 2.1煤泥的煤质特征 循环中矿具有再选作用，在旋流力场作用下，两 煤泥的煤质特征、元素和煤灰成分分析如 部分中矿按密度发生分离，低密度物料（包括绝 表1和表2所示. 大部分气泡和矿化气泡)汇集旋流段中部并向 2.2分选特性 上进入浮选段，再次经历浮选回收过程.因此， 凤凰山矿旷选煤厂进入煤泥水系统的煤泥有 作为浮选的补充，旋流段强化了分选与回收.对 以下几个来源：重介选煤系统的脱泥筛筛下水、 于煤泥的降灰脱硫来说，浮选段和旋流段的联 离心机离心液、磁选尾矿：跳汰选煤系统捞坑滋 合分选具有十分重要的意义，浮选段的优势在 流. 于提高选择性，保证较高的产品质量：而旋流段 (1)粒度组成1999年4月份完成的新、老厂 相对优势在于提高产率，保证较高的产品数量. 煤泥筛分试验综合报告如表3.根据新老厂煤 浮选柱底部的双倒锥结构把经过旋流力场 泥含量测试结果，新老厂煤泥量之比为78.67： 充分作用的底部矿浆机械地分流成两部分：少 2133.从表中看出：-0.074mm占全级的78.83%， 量微细气泡以及大量中间密度物料进入内倒 说明微细颗粒含量很高，为分选的主要级别；细 锥，单独引出后作为循环中矿；而大量高密度的 煤泥灰分为46.52%，说明有较为严重的泥化现 粗颗粒物料则由内外倒锥之间排出，成为最终 象；+0.074mm以上各粒级含量非常均匀，其 尾矿，循环中矿作为工作介质完成充气并形成 中+0.45mm含量为3.45%，说明跑粗并不严重， 旋流力场.采用双倒锥结构有以下优点：(1)减少 尤其是新厂有捞坑把关，基本没有跑粗， 了高灰物质循环对分选的影响：(2)微细气泡循 (2)煤泥分选处理结果.晋城矿务局凤凰山 环增加了溶解气体析出量：(3)中矿（中间密度级 矿高灰无烟煤泥的分选试验结果见表4和表5， 物料)循环恰好使一些可浮性差的待浮物，在气 煤样由凤凰山矿选煤厂提供，试验由中国矿业 泡发生器内得到高度紊动矿化，有利于改善浮 大学洁净煤研究所在实验室的浮选柱中试系统 表1煤质特征及元素分析（质量分数） Table 1 Coal characteristic and chemical analysis % 工业分析 低位发热量/ 煤种 全水分 MJ.kg- 全硫 元素分析 水分 灰分 挥发分 C H N 0 细煤泥 28.07 3.00 41.5 8.16 7.4 0.17 93.0 2.82 1.04 2.15 粗煤泥 26.88 2.14 29.4 7.88 19.6 0.20 94.7 2.69 1.02 1.12 表2煤灰成分分析 Table 2 Coal ash analysis w,/% 熔性 煤种 二氧化硅氧化铝 氧化铁氧化钙 氧化镁 二氧化钛 三氧硫 t受形/℃ 铁化/℃ t雨/℃ 细煤泥 44.4 34.0 4.18 10.1 4.92 138 0.74 1410 1440 >1500 粗煤泥 45.2 32.4 5.87 5.30 1.40 1.48 2.56 1420 1420 >1500北 京 科 技 大 学 学 报 20 0 年 第 6期 分选 打下 了基础 . 当大 量气泡沿切 线进入旋 流段 时 , 由于 离 心 力和 浮力 的共 同作用 , 便 迅速 以旋 转方式 向 旋 流段 中心汇集 , 进入浮 选段并在 柱体 断面 上 得到分散 . 与此 同时 , 由上部给 入的矿浆 连同矿 物 (煤 ) 颗粒 呈整体 向下 柱塞式移 动 , 与呈整 体 向上升浮 的气 泡发生逆 向运 行与碰撞 . 气泡 在 上升过程 中不 断矿化 . 与其他浮选柱不 同的是 , 气 泡一进入 浮选柱 即被矿 浆水流很 快分散 , 减 少了 沿柱 体断面扩散所 需的路径 , 从而 为降低 浮 选柱高度创 造 了条件 . 旋 流段不仅加速 了气泡在柱体 断面 上的分 散 , 更重要 的是对 经过浮选段 分选 的 中矿 以及 循环 中矿具有再选作 用 . 在旋流力场作用下 , 两 部分 中矿按密度发 生分离 , 低密度物料 ( 包括 绝 大部 分气泡和矿 化气泡 ) 汇集旋 流段 中部并 向 上进入 浮选段 , 再次经 历浮选 回收过程 . 因 此 , 作为浮选 的补充 , 旋流段强化 了分选与回收 . 对 于煤泥 的降灰脱硫 来说 , 浮选段和 旋流段 的联 合分选 具有十分 重要 的意义 , 浮选段 的优势在 于 提高选择性 , 保 证较高 的产 品质量 ; 而旋流段 相对优势在于提高产率 , 保证较高 的产品数量 . 浮选柱底部 的双倒锥结构把经过旋 流力场 充分作用 的底部矿浆 机械地 分流成 两部分 : 少 量 微细 气泡 以 及大 量 中 间密 度物 料 进入 内倒 锥 , 单独引出后作 为循 环中矿 ; 而大量 高密度 的 粗颗粒 物料则 由内外倒锥之 间排 出 , 成 为最 终 尾矿 . 循环 中矿 作为工作 介质完成 充气并形 成 旋流力场 . 采用双倒锥结构有 以下 优点 : (l) 减 少 了高灰物 质循环对 分选 的影 响 ; (2 )微 细气泡循 环增加 了溶解气 体析 出量 ; ( 3) 中矿 ( 中间密度 级 物料 ) 循环恰好 使一些可浮性差 的待浮物 , 在气 泡发 生器 内得到 高度 紊动矿 化 , 有利 于改善浮 选 回收 ; ( 4) 减少 了循环系统 , 特别是关键部件气 泡 发生器 的磨损 , 有利 于延长设备 寿命 . 浮选 段 内的介质充填是应其 内部的分选静 态化 要求而 设的 . 由于沿柱 体高度方 向上 大量 涡旋体系 的存 在 (特别 是下 部旋流场 的扰动 , 使 其 涡 旋尺度 达 到几米 ) , 不仅使得 浮选段 内的 “ 逆 向碰撞矿化 ” 无法进行 , 分选效率降低 , 而且 由于 沿柱高灰 分梯度太 小 , 极 大地恶化 了柱体 内的分离环境 . 抑制 柱体 内的涡旋形成是实现 浮选 柱分选优 势 的关键 . 2 煤质特性及分选试验结果 .2 1 煤泥的煤质特征 煤泥 的煤质特 征 、 元 素和 煤灰成分分析如 表 1 和表 2 所 示 . .2 2 分选特性 凤凰 山矿选 煤厂进入煤泥水系统 的煤泥有 以下几个来源 : 重介选煤系统 的脱泥筛筛下水 、 离心机离心液 、 磁选尾矿 ; 跳汰选煤系统捞坑溢 流 . ( l) 粒度组成 19 9 年 4 月份 完成 的新 、 老厂 煤泥筛分试 验综合报 告如表 3 . 根据新老厂煤 泥含量测试 结果 , 新老厂煤泥量之 比为 78 .6 :7 2 1 . 3 3 . 从表 中看 出 : 一 0 .0 7 4 r n r n 占全级的 7 8 .8 3% , 说 明微细颗粒含量 很高 , 为分选 的主要级别 ; 细 煤泥灰分为 46 .5 2 % , 说 明有较 为严重的泥化现 象 ; + .0 0 74 ~ 以 上 各粒 级 含量 非 常均 匀 , 其 中+ 0 .4 5 ~ 含量为 3 . 45 % , 说 明跑粗 并不严重 , 尤其是新厂有 捞坑把关 , 基本没有跑粗 . (2 )煤泥分 选处理结果 . 晋 城矿务局 凤凰 山 矿高灰无烟煤泥的分选试验 结果见表 4 和表 5 . 煤样 由凤凰 山矿选煤厂提供 , 试验 由 中国矿业 大学洁净煤研 究所在实验 室的浮选柱 中试系统 表 1 煤质特征及元素 分析 (质 t 分数) 介b le 1 C oa l e h a ar c t e到场it e a . d e h e . 三. 1 a n a lys is 煤种 全水分 工业分析 低位发热量 Z 水分 3 . 0 0 2 . 1 4 灰分 4 1 . 5 2 9 . 4 挥 发分 M J . 匆 7 . 4 地 - 全硫 元 素分析 C H N O 细煤泥 粗煤泥 28 . 07 2 6 . 88 8 . 1 6 0 . 17 0 . 2 0 93 . 0 94 . 7 2 . 15 7 . 88 2 . 82 1 . 0 4 2 . 69 1 . 0 2 表 2 煤灰成分分析 介 b le 2 C o a l 朋h a n a yt s is 煤种 w ` / % 二氧化硅 氧化铝 氧化铁 氧化钙 氧化镁 二氧化钦 三氧硫 细煤泥 粗煤泥 4 .4 4 5 . 2 34 . 0 32 . 4 4 . 18 5 . 87 1 0 . 1 5 . 3 0 4 . 9 2 1 . 38 1 . 40 1 . 4 8 饭形 /℃ 1 4 1 0 1 42 0 熔性 饭化 /℃ 14 40 1 4 20 盆咖 /℃ > 1 50 > 1 50 4 , `U 布ō、 ù