沉降過濾式離心脫水機在東山煤礦洗煤廠的應用

                                    楊慧麗

                   （雞西礦業集團選煤煤質部，黑龍江雞西158100）

    摘要：介紹LWZ1200×1800型沉降過濾式離心脫水機的工作原理和技術特點，該設備適用于回收>0.045 mm粒級為主的煤粒。雞西礦業集團東山選煤廠將其用于精煤泥脫水，固體回收效率在85%以上，脫水產物水分為15.18%，保證了銷售精煤水分在10%水平，北方地區選煤廠冬季可不再使用熱力干燥系統，節約了能源消耗。

    關鍵詞：沉降過濾離心脫水機；精煤泥脫水；水分；固體回收率

    中圖分類號：TD 642+2文獻標識碼：B文章編號：1671－9816（2010）02－0043－04

    1·前言

    雞西礦業集團所屬的東山煤礦選煤廠年處理原料煤240萬t，于2007年11月投產，是目前雞西地區規模最大的煉焦煤選煤廠。該廠由唐山國華科技有限公司（簡稱國華科技）承擔設計，采用了“1+1”模式，即由一臺3GDMC1200/850A型無壓給料三產品重介質旋流器分選>0.25 mm的煤粒，一臺FJC16-4型噴射式浮選機分選<0.25 mm的煤泥。為達到煉焦精煤質量的要求及避免因水分超高造成無效運輸和冬季凍車，所以水分是精煤產品的主要指標之一。隨著采煤機械化水平的提高，原料煤中煤泥量也相應增多，精煤泥量一般占最終精煤量的1/4左右，甚至有時候還超過1/3。所以降低精煤泥水分是保證商品精煤水分的最有效措施。

    國華科技為強化精煤泥脫水在設計中創新采用了兩段脫水回收工藝流程，由此選用2臺由唐山森普礦山裝備有限公司制造的LWZ1200×1800型沉降過濾式離心脫水機（以下簡稱LWZ型離心機）。本文簡述LWZ型離心機的工作原理和技術特點，重點介紹其在精煤泥兩段脫水回收流程中的工藝效果。

    2· LWZ型離心機工作原理和技術創新點

    LWZ型離心機是總結國內外沉降過濾式離心脫水機使用的正反兩方面經驗基礎上重新設計的新機型，該設備的技術特征見表1。



    2.1工作原理

    LWZ型離心機構造見圖1。轉鼓1由圓柱—圓錐—圓柱體三段組成，其大端為溢流端，端面上開有溢流口，并設有調節溢流口高度的擋板。由電動機通過V型膠帶輪2帶動轉鼓旋轉時，借助行星輪差速器3帶動轉鼓內的螺旋4旋轉，轉鼓與螺旋旋轉方向相同，螺旋轉速比轉鼓慢2.1%。煤漿經蝶閥5通過入料管6進入螺旋體內，再經螺旋體的出料口7進入轉鼓內腔，在比重力大200~300倍的離心力作用下，煤漿形成環狀沉降區，固體顆粒迅速沉淀在轉鼓內壁上，液體攜帶微細顆粒從轉鼓大端溢流口排出，即為離心液。借螺旋與轉鼓的差速運動,沉淀在轉鼓內壁上的顆粒被輸送到過濾段，液體與少量煤泥經篩縫排出，即為過濾液。物料最終由轉鼓小端排料口排出，即為脫水產物。

    2.2技術特點

    該設備定位于脫水回收>0.045 mm粒級為主的物料，而不是包括<0.045 mm細泥在內的所有物料。所以和以往的同類離心機不同，采用了較低轉速的工作參數和短轉鼓體的結構參數。這樣就減小了電力消耗和設備體積，延長了部件的使用壽命，增加了設備的可靠性，降低了機械的價格，并且還有以下特點：



    （1）大扭矩行星齒輪差速器優化設計和專業制造，使用壽命長。

    （2）關鍵部件易磨損部位粘貼高鋁陶瓷防護，耐磨性能好。

    （3）排料口處安裝異形硬質合金刮刀，脫水產物溜槽不堵塞。

    （4）各軸承座相應設計獨特的密封結構，無滲漏油現象。

    （5）溜槽為插入式，外置管路設置了撓性接頭，減振和隔振效果好。

    （6）配備了完善有效的電器控制和報警裝置。

    3·工藝流程

    國華科技首創的適用于以重介質旋流器為分選工藝的煉焦煤選煤廠的精煤泥兩段脫水回收流程見圖2。精煤磁選機尾礦由煤泥弧形篩分級、其篩下水由浮選作業處理，篩上粗精煤泥與浮選泡沫一同送至沉降過濾式離心機脫水回收以0.045 mm為主的粒級，離心液所攜帶的<0.045mm的細精煤泥由壓濾機脫水回收，離心機的過濾液返回匯入其入料之中。入料粒度組成對沉降過濾式離心脫水機的工藝指標有很大影響，國內外設備制造廠家均認為入料中<0.045 mm粒級產率要<40%，否則不但使離心液、過濾液濃度增大，而且導致脫水產物水分過高，呈泥漿狀，經常堵塞離心機排料口，以致無法正常運行。為此將煤泥弧形篩篩上的粗精煤泥直接摻入浮選泡沫中。這種做法有兩個好處：①LWZ型離心機入料摻粗后，粒度組成得以改善，由表2可知<0.045mm的細泥產率為24.99%，為離心機正常工作創造了良好的工藝條件；②免除了原來專用于粗精煤泥脫水的離心機，簡化了工藝環節，節省了投資。

                  

    4·工藝效果

    4.1試驗指標

    為了考核LWZ型離心機的工藝效果，曾于2007年12月進行了工業性測試。各產物粒度組成見表3。該設備的工藝指標見表4（轉鼓轉速600r/min，即離心強度為242；溢流口高度為45 mm）。



    由上表可知：

    （1）脫水產物水分低為15.24%，它的液體混雜率僅為5.39%，即占入料94.61%的液體已隨離心液排出。

    （2）在離心機入料中>0.045 mm粒級產率為75.01%的條件下，固體回收率達86.91%，這樣的指標從工藝上講是相當滿意的了。

    （3）選煤廠脫水設備屬固、液分離機械范疇，依據相關的行業標準，其工藝效果可從兩個方面進行評定，一是脫水產物固體回收率。二是脫水產物的液體混雜率，二者綜合指標即是脫水效率。本次測定的脫水效率為81.52%，如實地反映出該設備以脫水回收>0.045 mm粒級為主的精煤泥的良好的工藝效果。

    4.2回收粒度

    LWZ型離心機能有效地回收多大的粒度，亦是人們所關注的重點。因為過濾液是循環物料，所以該離心機的排出實際上只有脫水產物和離心液。按此計算各粒級的分配率見表5和圖3。、

               

                

    由圖3可知，在分配率為50%時分離粒度為0.019 mm，也就是說該粒徑的煤泥分配到脫水產物或離心液中的概率均為50%。據計算>0.045 mm粒級和<0.045 mm粒級分配到脫水產物的概率各自為97.20%和49.19%。這表明>0.045 mm粒級僅有2.80%的概率，<0.045mm粒級為50.81%的概率由離心液攜帶至精煤壓濾機予以脫水回收。

    LWZ型離心機的分離粒度細，也可以從離心液的粒度組成予以證實（見表3），2006年7月、8月2次檢測結果相近，其中<0.045 mm細泥產率在85%左右。

    5·結語

    LWZ系列離心機是在國內外同類設備基礎上開發的新機型。該設備的主要旋轉部件組裝前，均經過精密的動平衡試驗校正，所以整機噪音低，振動力小，運行平穩可靠。

    該設備采用了短轉鼓型結構參數和較低轉速的工作參數，適用于回收>0.045 mm粒級的物料。迄今為止已生產制造的100多臺LWZ系列離心機在80余座選煤廠正常使用。近年來，該離心機已在5座以無壓給料三產品重介質旋流器為主選設備的煉焦煤選煤廠精煤泥兩段脫水流程中使用。東山煤礦選煤廠的生產實踐證明，由于精煤泥水分大幅度降低，銷售精煤水分可控制在10%的水平，特別是北方地區的選煤廠在嚴寒季節可以不再使用熱力干燥設施，大大節省了能源消耗。

    參考文獻：

    ［1］選煤技術實用手冊［M］，民族音像出版社，2003．