三产品干扰床分选试验研究

苏 芮

（山西西山煤电股份有限公司马兰矿选煤厂，山西 古交 030205）

0 引言

煤炭作为我国的主要能源之一，其在未来很长时间内的主导地位不容易被改变。煤炭主要以燃烧为主，在燃烧过程中会产生的有害气体和粉尘等均会对环境造成污染，对公民身体健康造成影响。因此，对煤炭进行洗选加工是非常必要的；尤其是最近几年随着工作面机械化采煤能力的提升，原煤中的中细粒、粗煤泥的含量越发增多，对其洗选再加工的要求越来越高。干扰床作为与螺旋分选机、重介质旋流器同等地位的分选设备，其主要适用于对易选、可选粗煤泥的分选，而对于难选粗煤泥分选的效果不理想[1]。本文将针对难选粗煤泥为例，为提升干扰床对其分选效果通过开展分选试验和数值模拟等手段，为后续干扰床的结构优化改进设计提供支撑。

1 分选试验准备

重点对三产品分选系统进行研究，并对其入料特性进行分析，为后续三产品干扰床的分选试验奠定基础。

1.1 三产品干扰分选系统概述

本文所研究的三产品干扰床分选系统的具体结构，如图1 所示。

图1 三产品干扰床分选系统结构图

如图1 所示，三产品干扰床分选系统分为给料分系统、分选机主体部分和产品处理分系统。主体部分为三产品分选系统的核心，主要包括由分选腔主体结构、底流阀、溢流阀以及给水结构等组成。待分选的物料分别通过一段分选机墙体、二段分选腔进行分选处理后最终通过溢流排放口进行溢流。三产品干扰床分选系统主要通过管道阀门对其水泵的流量进行控制，通过转子流量计对管道的流量进行监测[2]。

1.2 待分选物料性质

待分选原煤中所含的粗煤泥的粒度大小等级大致可以分为5 个等级，具体如表1 所示。待分选原煤中的平均灰分比为26.83%。

表1 待分选原煤粗煤泥粒度大小比例及灰分值

2 三产品干扰床分选试验研究

结合多年的时间经验，本三产品干扰床对粗煤泥粒度为1.0～0.25 mm 大小范围之内的原煤的分选效果最好。对于三产品干扰床而言，内筒和外筒的流量是影响最终分选效果的只要因素。其中，内筒流量主要指的是图1 中的一段上升水流的流量，外筒流量主要指的是图1 中的二段上升水流的流量。

本次试验分别对一段上升水流量为1.5、1.8、2.0 m3/h，二段上升水流量为1.5、2.0、2.5 m3/h 时对应的底流产率和灰分比进行对比。试验采用控制变量的原则进行。

2.1 外筒流量对分选效果的影响

当内筒流量为恒定时，对不同外筒流量对应的一段底流、二段底流以及溢流产品的产率和产品的灰分比进行对比。对所得的试验数据进行统计，并形成如图2 所示的变化曲线。

图2 外筒流量对三产品干扰床分选效果的影响

当内筒流量为1.5 m3/h 时，从整体上分析：随着外筒流量的增加对应所得最终产品的产率和灰分均明显增加。其中，随着外筒流量的增加对应二段底流产率减小，而二段灰分比稍微增加；也就是说，随着外筒流量的增加可在一定程度上提升二段的分选效果。随着外筒流量的增加对应一段底流的产率和灰分处于相近状态[3]。

当内筒流量为1.8 m3/h 时，从整体上分析：随着外筒流量的增加对应所得最终产品的产率和灰分均明显增加；其中，其对应的灰分比大于内筒流量为1.5 m3/h 的情况，产率小于内筒流量为1.5 m3/h 的情况。同样二段和一段的产率与灰分比随外筒流量的变化趋势与内筒流量为1.5 m3/h 相近，且在各阶段灰分比均大于内筒流量为1.5 m3/h 的情况，产率小于内筒流量为1.5 m3/h 的情况。

当内筒流量为2.0 m3/h 时，对应溢流、二段和一段的产率和灰分比之间的关系与内筒流量为1.8 m3/h和1.5 m3/h 时的变化规律一致。

2.2 内筒流量对分选效果的影响

当外筒流量为恒定时，对不同内筒流量对应的一段底流、二段底流以及溢流产品的产率和产品的灰分比进行对比[4]。对所得的试验数据进行统计，并形成如图3 所示的变化曲线。

图3 内筒流量对三产品干扰床分选效果的影响

如图3 所示，当外筒流量为1.5 m3/h 时，随着内筒流量的增加对应溢流口产品的产率和灰分比均呈现减小的变化趋势，但是减小的幅度非常小可以忽略不计。因此，可以得出溢流口产品的产率和灰分比主要受到外筒流量的影响。随着内筒流量的增加对应二段底流口产品的产率和灰分比均呈现增大的变化趋势；而对于一段底流而言，随着内筒流量的增加对应其产率减低，对应其灰分比增大。

当外筒流量为2 m3/h 时，随着内筒流量的增加，对应溢流口产品的产率减小，灰分比呈现小幅增大的变化趋势。也就是说，当外筒流量较大时其会对溢流口产品的灰分比这一指标造成不规律的影响，从而对二段的分选造成不利的影响。而对于二段底流口的产率和灰分比而言，与外筒流量为1.5 m3/h 时的变化趋势一致且均优于外筒流量为1.5 m3/h 时的情况。对于一段底流口的产率和灰分比而言，与外筒流量为1.5 m3/h时的变化趋势一致且均低于外筒流量为1.5 m3/h 时的情况；也就是说，三产品干扰床外筒流量变化会对内筒造成一定的影响[5]。

当外筒流量为2.5 m3/h 时，随着内筒流量的增加，对应溢流口产品的产率和灰分比均呈现为增加的变化趋势；导致上述现象的主要原因为当外筒流量较大时，使得给料中密度较小的物流直接变为溢流。对于二段和一段口产率和灰分比随着内筒流量的变化趋势与传统干扰床一致。

3 结语

干扰床为对原煤进行洗选加工的设备之一，其主要适用于可选、易选粗煤泥的分选，对于难选粗煤泥的分选效果不理想。本文重点对三产品干扰床的分选展开试验研究，重点对外筒流量和内筒流量对分选效果的影响机理展开对比，并总结如下：

1）当内筒流量为1.5 m3/h，外筒流量为2.5 m3/h时，对应三产品干扰床的分选效果最好。

2）对于三产品干扰床溢流产率和灰分这一指标，其主要受到外筒流量影响；

3）对于三产产品干扰床二段底流产率和灰分之一指标，其同时受到内筒和外筒流量的影响；

4）对于三产产品干扰床一段底流产率和灰分之一指标，其主要受到内筒流量的影响。