螺旋滚筒选煤机分选机理浅析

螺旋滚筒选煤机分选机理浅析

陈小国　王羽玲　谢翠平

(中国矿业大学化工学院,江苏省徐州市,221008)　　摘　要　说明了螺旋滚筒的结构及其分选原理,阐述了在分选过程中螺旋滚筒的回转作用、介质的携带和分层作用及其螺旋筋板的推动作用,并指出在螺旋滚筒的不同部位,回转作用和介质作用的影响不同。

关键词　螺旋滚筒　螺旋筋板　介质　分选机理

　　螺旋滚筒选煤是近十几年来发展起来的一种

新的选煤方法。它是利用入料原煤中小于0.3mm的粉煤作为介质,并与水混合形成较为稳定的悬浮液,与螺旋滚筒配合进行选煤,因此螺旋滚筒选煤属于自生介质选煤方法。1　螺旋滚筒选煤机的结构

槽的截面为弧形,一直伸入到螺旋分选筒中部。介

质管道平行布置在入料溜槽的一侧。2　分选原理

螺旋滚筒选煤机的结构如图1所示。螺旋滚筒选煤机主要由螺旋分选筒、滚筒驱动装置、入料溜槽、介质管道和机架等部分构成。

图1　螺旋滚筒选煤机结构示意图

螺旋滚筒选煤机的分选筒(以下简称螺旋分选

筒)是由圆柱形筒体段和圆锥形筒体段组成。在分选筒的内壁均匀分布着三头螺旋筋板。这些筋板一方面将矸石旋起并排出分选筒外,另一方面又为物料提供了动力,使物料充分分散。螺旋分选筒由橡胶轮支撑,筒体倾斜安装在机架上。驱动装置由电机驱动减速机和主动支撑胶轮使滚筒旋转,入料溜44

当物料随介质流一起从入料溜槽下落到螺旋分选筒的中部后,物料受螺旋分选筒的回转作用、介质作用和螺旋筋板的推动作用的共同影响。2.1　螺旋分选筒的回转作用

当物料进入螺旋分选筒后,落在螺旋筋板之间的分选槽内,物料颗粒呈自然堆积状态。由于受螺旋分选筒的回转作用,物料随分选筒一起沿圆周方向上升,当物料上升到一定高度后,由于受到侧壁介质喷水的作用开始泻落。在泻落过程中,由于颗粒的密度不同,泻落速度也不同,从而导致物料按密度分层。由于螺旋分选筒是连续入料,所以在分选筒内的物料呈动态循环的上升—泻落运动。又由于物料在每一个分选槽内都要经历动态循环的上升,因此,在物料到达产品出口前要经历多次这样的循环过程,从而使物料颗粒充分按密度分层。见图2。2.2　介质的作用

介质的作用包括介质的携带作用和分层作用及介质密度的影响。2.2.1　介质的携带作用

在螺旋筋板之间的分选槽内,由于经历上升—泻落运动而分层的物料颗粒,在介质流的携带作用下,上层物料随介质流一起越过筋板,进入下一个分

中国煤炭第30卷第1期2004年1月

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选槽内。

颗粒物料的沉降速度较快,分层效果不好,使分选精度降低,导致产品煤中带矸石,矸石中带煤。当介质密度过高时,细颗粒物料沉降速度慢,但介质粘度大,携带作用增强。在颗粒沉降时,一些高密度颗粒还未沉降到底部就被携带走,使分选效率降低,导致产品煤中带矸严重。2.3　螺旋筋板的推动作用

在分选槽内经历了上升—泻落过程而分层的物料中,上层物料被介质携带而向下运动,下层物料在螺旋筋板的推动作用下不断向分选筒的上方运动,在运动过程中不断受到分选筒的回转作用和介质流的作用,从而物料经历多次按密度分层过程。2.4　螺旋分选筒不同部位的分选作用在螺旋分选筒的不同部位,分选筒回转作用和介质流作用的影响不同。在分选筒落料点的前方,低密度颗粒含量较大,由于煤粒之间、煤粒与筒壁之间的摩擦力较小,煤粒随分选筒沿圆周方向上升高度较低,所以煤粒在泻落过程中按密度分层的效果较差。而在这个部位,介质流量最大,因此介质流在螺旋筋板下方产生的涡流也最强,所以大量煤粒能够被旋起,从而按密度分层。同时,介质流的携带作用也最强,能够使物料颗粒越过筋板向前移动,并最终从螺旋分选筒的精矿口排出。

在分选筒落料点的后方,高密度颗粒含量较大,由于矸石之间、矸石与筒壁之间的摩擦力较大,因此物料能够随分选筒一起沿圆周方向上升到较高的高度,在泻落过程中按密度分层的效果较好。而在这个部位的介质流量较小,介质流在筋板下方产生的涡流也较弱,且由于矸石密度较大,不易被旋起,因此,介质流在这个部位的分层作用不明显,在物料经过上升—泻落过程而分层后,上层物料被介质流携带而向下运动,下层物料则在螺旋筋板的推动作用下向上运动并最终从螺旋分选筒的尾矿口排出。3　应用情况

图3　物料在分选槽内的分布

图2　物料在分选筒内的分布

2.2.2　介质的分层作用

由于螺旋筋板的高度将阻挡一部分介质流,所以介质在筋板与分选筒壁之间的空间内形成涡流,

从而使下层的物料被旋起,在物料颗粒的下降过程中,由于不同密度的颗粒在介质中的沉降速度不同,从而导致物料颗粒按密度分层,并在介质的携带作用下进入下一个分选槽内,见图3。

2.2.3　介质密度的影响

螺旋分选筒采用-0.3mm的粉煤作为介质,其密度达不到煤的分选密度,但当物料在介质中沉降时,煤的沉降速度慢,矸石沉降速度快,因而可使物料分层。介质密度对粗颗粒物料的分层无显著影响,但对细颗粒物料的分层影响较为显著。

当介质密度过低时,如在清水中,不同密度的细

螺旋滚筒选煤机分选机理浅析

螺旋滚筒选煤机作为动力煤洗选加工的高效设备,以其结构简单,工艺投资省,建厂快,占地面积小,省水、省电,生产费用低等优点,受到中小煤矿和动力煤选煤厂的广泛重视,自20世纪90年代初引入我国以来,已在全国30多家厂矿得到应用,经济

(责任编辑　效益十分显著。康淑云)

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