雙排尾重浮聯(lián)合分選機的分級與旋流分選充氣機構(gòu)性能研究.pdf

1、針對浮選中粗粒煤易損失、尾煤中粗粒含量不可控的問題，將浮選和分級相結(jié)合，重選與浮選相聯(lián)合，形成浮選粗選—浮選尾礦分級—重力掃選—重選精礦再浮選的分選模式，構(gòu)建了新型雙排尾重浮聯(lián)合分選機，利用浮選和重選實現(xiàn)細(xì)粒和粗粒高灰尾礦的分別排出，為細(xì)粒煤分選提供了一種新方法，對于提高整體分選效率、縮短浮選尾煤處理流程具有重要意義。
　　 研制了能置于浮選柱內(nèi)部的內(nèi)溢流式分級裝置?？疾炝肆髁亢头至鞅葘Ψ旨壍琢鞣峙渎实挠绊?，結(jié)果表明，內(nèi)溢流式分

2、級裝置在適當(dāng)條件下能排出1/2～2/3的高灰細(xì)泥(-0.074 mm)。在分級試驗數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，構(gòu)建了單一粒度變量的分級曲線數(shù)學(xué)模型，能很好地模擬“魚鉤”形分級曲線。通過分析模型參數(shù)與試驗操作參數(shù)之間的相關(guān)關(guān)系，進(jìn)一步構(gòu)建了包含粒度d、入料流量Q、分流比Rf和給礦濃度C的多變量分級曲線綜合數(shù)學(xué)模型，模型說明，入料流量和入料濃度決定分級過程的好壞，而底流分流比主要影響夾帶。綜合數(shù)學(xué)模型的建立對于預(yù)測分級效果，確定適宜的分級條件，通過調(diào)整操作

3、變量來實現(xiàn)對分級過程的有效控制具有積極的指導(dǎo)意義。
　　 研制了布置于浮選柱底部的外溢流式分級裝置。研究了內(nèi)桶直徑、內(nèi)桶高度、沉降錐等結(jié)構(gòu)參數(shù)與操作參數(shù)對-1mm煤分級效果的影響規(guī)律。試驗結(jié)果表明，入料流量越大，分級粒度越粗;底流夾帶量與底流分流比Rf近似呈線性增長關(guān)系。該分級裝置無論從底流夾帶還是溢流跑粗方面，較內(nèi)溢流式分級裝置都有了很大的改善，達(dá)到了雙排尾重浮聯(lián)合分選機所需要的分級目的。
　　 設(shè)計制作了工業(yè)型獨立分

4、級單元，成功應(yīng)用于曙光煤業(yè)選煤廠的浮選尾煤分級，與一臺三產(chǎn)品旋流器掃選搭配，實現(xiàn)了雙排尾重浮聯(lián)合分選機的拆分式工業(yè)應(yīng)用。工業(yè)運行數(shù)據(jù)顯示，在有限的空間條件（即過大的單位面積處理量）下，該分級裝置發(fā)揮了一定的脫泥和分級作用，降低了進(jìn)入濃縮機的粗顆粒含量，對于回收損失的粗顆粒低灰煤起到了積極的促進(jìn)作用。
　　 構(gòu)建了管式外溢流式分級裝置和周邊外溢流式分級裝置的物理模型。采用計算流體動力學(xué)軟件FLUENT就內(nèi)桶直徑、內(nèi)桶高度、錐形擋板

5、、入料流量、底流分流比等對分級裝置內(nèi)流場的影響規(guī)律進(jìn)行了研究。多相流模擬結(jié)果表明:溢流濃度明顯低于底流濃度;顆粒在底錐段實現(xiàn)濃縮，并在底錐錐面上堆積形成沉積層;粗顆粒主要沉積在底錐錐面上，而細(xì)顆粒主要濃縮懸浮于底錐段;分級裝置的下部湍流強度較大，利于顆粒松散分層;環(huán)形上升水流區(qū)內(nèi)湍流強度很低，利于顆粒沉降。隨著流量的增大，分級粒度變粗，該結(jié)論與試驗結(jié)果一致。
　　 研制了Φ150 mm旋流分選充氣器，清水和帶煤充氣試驗表明，該設(shè)

6、備具有很好的充氣性能。以充氣量、氣液比和臨界水柱高度為比較指標(biāo)，系統(tǒng)考察了葉片、入料壓力（流量）和溢流管直徑、溢流管插入深度、底流口直徑等結(jié)構(gòu)參數(shù)對充氣性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明，葉片是強化旋流分選充氣器充氣性能的根本所在，它使旋流分選充氣器的充氣量提高50％以上。充氣量隨入料壓力的增大而增大，二者近似呈線性關(guān)系。
　　 研究了旋流分選充氣器對-1mm煤的重力分選效果，加入葉片使溢流灰分和底流灰分同時降低。通過分配曲線可知加入葉片

7、降低了分選密度，對粗粒煤的分選精度還有促進(jìn)作用。這為在線調(diào)整旋流器分選密度提供了一種新的思路。
　　 采用雷諾應(yīng)力湍流模型和VOF多相流模型對旋流分選充氣器內(nèi)部流場進(jìn)行模擬，考察了入料壓力、葉片、結(jié)構(gòu)參數(shù)對流場的影響，得出以下結(jié)論:①無論是體積分?jǐn)?shù)、靜壓分布、速度分布還是湍流強度分布，旋流分選充氣器內(nèi)水相和氣相都有著清晰的界面，且葉片對旋流分選充氣器中液相各指標(biāo)的影響都很小，而對于氣相影響非常顯著。②旋流分選充氣器中空氣柱近似呈

8、圓柱形，但上下并不完全等徑，空氣柱直徑隨溢流管直徑的增大而變粗;西150 mm旋流分選充氣器上半部空氣柱直徑約34～35mm(以氣水體積分?jǐn)?shù)各0.5處為界，溢流管直徑48mm);空氣柱貫穿旋流分選充氣器的過程中具有不穩(wěn)定性，且溢流管越粗，里面的空氣柱越不穩(wěn)定;③葉片提高旋流分選充氣器的充氣性能的根本在于它大幅度提高了空氣柱內(nèi)的負(fù)壓絕對值和空氣的軸向速度，使得空氣通量大幅度提高?？諝饬髁?、水流量隨入料壓力的增長規(guī)律與試驗結(jié)果一致。④葉片對

9、靠近溢流管壁附近內(nèi)旋流的軸向速度有輕微削弱作用，這可能是導(dǎo)致精煤產(chǎn)率和灰分降低的重要原因。
　　 制作了浮選柱直徑為400mm的雙排尾重浮聯(lián)合分選機試驗樣機，進(jìn)行了初步流程試驗。試驗結(jié)果表明，雙排尾重浮聯(lián)合分選機對-1mm煤具有很好的分選效果，并實現(xiàn)了粗、細(xì)粒尾礦的分別排放，粗、細(xì)粒尾礦灰分分別達(dá)到54.93％和56.54％。分級和重選流程試驗表明，一次排尾分級裝置能夠排放約90％的-0.044mm細(xì)泥，可有效避免高灰細(xì)顆粒返回