本發(fā)明涉及一種底流再選雙中煤多產(chǎn)品旋流器及其使用方法，屬于旋流器分選分級技術領域。

背景技術：

隨著機械化程度不斷提高，開采深度不斷增加，原煤質量越來越差，入選原煤中粉煤的含量不斷增加。大多數(shù)選煤廠增加了粗煤泥回收或分選環(huán)節(jié)，其原則流程是：煤泥首先用旋流器分級，分級溢流進入浮選或濃縮機，旋流器底流用螺旋分選機（動力煤）或TBS（煉焦煤）分成精煤和尾煤，而后分別經(jīng)脫水回收。分選流程較長，且螺旋分選機的分選效果較差。如何實現(xiàn)粗煤泥的短流程高效分選回收，成為粗煤泥分選中的一個主要問題。

水介旋流器作為一種重力分選設備，由于其結構簡單，且無需任何介質，生產(chǎn)成本低，在選煤作業(yè)中獲得一定的研究和發(fā)展。董連平等人發(fā)明了一種煤泥旋流重選柱，利用其反向復錐水躍結構，提高了水介旋流器的分選精度和分選效率。崔廣文等人研發(fā)了一種三錐角煤泥水介分選旋流器，實現(xiàn)了在不加入重介質的情況下達到粗煤泥的按密度分選。Hasan Hacifazlioglu采用改進的水介質旋流器對土耳其Karbomet礦業(yè)公司所屬煙煤選煤廠-1mm煤泥進行分選，精煤產(chǎn)品灰分為9.90%，產(chǎn)率為24.40%，取得了良好的分選效果。Majumder A K等對直徑76mm的水介旋流器進行試驗，確定了最佳結構參數(shù)，并建立了數(shù)學回歸模型，為粗煤泥的分選提供了理論支持。以上設備均有效提高了粗煤泥的分選，但要實現(xiàn)精煤回收則需采用單獨分級設備，會使工藝布置復雜，功耗增加，增大運行成本。為此，澳大利亞昆士蘭大學設計了一種JK型三產(chǎn)品旋流器，劉文禮等人在此基礎上發(fā)明了一種雙溢流管煤泥旋流器并進行試驗，同時實現(xiàn)了細煤泥的分級和粗煤泥的分選，但分級效率偏低。張明等人研制了一種溢流直連的三產(chǎn)品旋流器，通過在一段溢流連接管加裝導流葉片，極大提高了二段旋流器的分級效率，但一段旋流器底流量較大，造成少量精煤損失。

多產(chǎn)品水介質旋流器多針對溢流進行分選或分級而實現(xiàn)，對底流進行再選而實現(xiàn)多產(chǎn)品同時排放的研究較少。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種底流再選雙中煤多產(chǎn)品旋流器及其使用方法，結合水介質旋流器低密度粗粒在底流中損失較大、底流量較小的特點，通過一段粗選，兩段掃選，一段分級，可縮短選煤廠粗煤泥回收工藝流程，實現(xiàn)一次給料同時得到精煤、中煤Ⅰ、中煤Ⅱ、矸石和細粒溢流五種產(chǎn)品。

本發(fā)明提供了一種底流再選雙中煤多產(chǎn)品旋流器，包括粗選旋流器、分級旋流器、再選一段旋流器和再選二段旋流器；所述粗選旋流器溢流段與分級旋流器入料口通過連接管相連接，粗選旋流器底流段與再選一段旋流器入料端通過法蘭連接，再選一段旋流器下切向出口與再選二段旋流器上切向入口連接；粗選旋流器和再選二段旋流器底錐采用單錐或復錐結構，分級旋流器底流為長單錐結構，再選一段旋流器底流為中心管排料方式；

再選一段旋流器上端設有沖水裝置，沖水裝置包括沖水泵、浮子流量計和球型調節(jié)閥門。

上述方案中，粗選旋流器溢流段與分級旋流器的連接管為圓形或方形直管，內部安裝消渦葉片，為粗選溢流出料增加了阻力，導致粗選底流出料加大，為避免粗選底流物料過多，選擇增大錐角、減小底流口尺寸方式。

上述方案中，粗選旋流器溢流段與分級旋流器的連接管中設有夾管閥，通過調節(jié)夾管閥截面大小控制粗選溢流進入分級旋流器內的流量。

上述方案中，粗選旋流器和再選二段旋流器底錐采用單錐結構錐角的大小均為90°~120°，采用復錐結構錐角均為90°；分級旋流器底錐錐角為20°。

上述方案中，所述粗選底流口與再選二段入料口直連，再選二段旋流分選動力由沖水提供，沖水位于再選一段旋流器上端，沖水進口尺寸為10mm*8mm，沖水沿器壁切向給入。

上述方案中，所述再選一段下端切向出口與再選二段切向入口直連，再選二段旋流溢流管與法蘭端蓋通過螺紋連接固定，能調節(jié)再選二段溢流管插入深度，插入深度可調范圍為0~40mm。

上述方案中，所述再選二段旋流器直徑50mm，再選二段入口10mm*8mm，再選二段溢流管直徑10mm。

本發(fā)明提供了一種上述底流再選雙中煤多產(chǎn)品旋流器的使用方法，包括以下步驟：在粗選旋流器中進行一段粗選，溢流進入分級旋流器，底流進入再選一段旋流器；分級旋流器中進行一段分級，得到精煤、細粒溢流兩種產(chǎn)品，在再選一段旋流器和再選二段旋流器中進行兩段掃選，得到中煤Ⅰ、中煤Ⅱ、矸石三種產(chǎn)品。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明通過一段粗選，兩段掃選，可縮短選煤廠粗煤泥回收工藝流程，實現(xiàn)一次給料同時得到精煤、中煤Ⅰ、中煤Ⅱ、矸石和細粒溢流五種產(chǎn)品，同時可通過調節(jié)再選一段旋流器沖洗水量、再選二段旋流器溢流管插入深度和粗選溢流與分級旋流器入料連接管中的夾管閥截面大小，可實現(xiàn)對各產(chǎn)品灰分和產(chǎn)率的在線調控。

附圖說明

圖1為底流再選雙中煤多產(chǎn)品旋流器的結構示意圖。

圖2為五產(chǎn)品旋流器工業(yè)應用流程圖。

圖3為再選一段旋流器和再選二段旋流器的連接圖（剖視）。

圖中：1為粗選旋流器，2為分級旋流器，3為再選一段旋流器，4為再選二段旋流器，5為粗選入料口，6為粗選旋流器溢流管，7為連接管，8為分級旋流器入料口，9為分級旋流器溢流管，10為粗選底流口，11為分級旋流器底流口，12為再選一段沖水進口，13為再選一段溢流口，14為再選一段底流口與再選二段入料口切向連接段，15為再選二段溢流口，16為再選二段底流口。A為消渦裝置安裝位置，B為夾管閥安裝位置。

具體實施方式

下面通過實施例來進一步說明本發(fā)明，但不局限于以下實施例。

如圖1~3所示，一種底流再選雙中煤多產(chǎn)品旋流器，包括粗選旋流器1、分級旋流器2、再選一段旋流器3和再選二段旋流器4；所述粗選旋流器溢流管6與分級旋流器入料口8通過連接管7相連接，粗選旋流器1底流段與再選一段旋流器3入料端通過法蘭連接，再選一段旋流器3下切向出口與再選二段旋流器4上切向入口連接，圖中14即為再選一段底流口與再選二段入料口切向連接段；粗選旋流器1和再選二段旋流器4底錐采用單錐或復錐結構，分級旋流器2底流為長單錐結構，再選一段旋流器3底流為中心管排料方式；

再選一段旋流器3上端設有沖水裝置，沖水裝置包括沖水泵、浮子流量計和球型調節(jié)閥門。

上述方案中，粗選旋流器溢流段與分級旋流器的連接管7為圓形或方形直管，內部安裝消渦葉片（圖中A為消渦裝置安裝位置），為粗選溢流出料增加了阻力，導致粗選底流出料加大，為避免粗選底流物料過多，選擇增大錐角、減小底流口尺寸方式。

上述方案中，粗選旋流器溢流段與分級旋流器的連接管中設有夾管閥（圖中B為夾管閥安裝位置），通過調節(jié)夾管閥截面大小控制粗選溢流進入分級旋流器內的流量。

上述方案中，粗選旋流器1和再選二段旋流器4的底錐采用單錐結構錐角的大小均為90°~120°，采用復錐結構錐角均為90°；分級旋流器2的底錐錐角為20°。

上述方案中，所述粗選底流口10與再選二段入料口直連，再選二段旋流分選動力由沖水提供，沖水位于再選一段旋流器上端，再選一段沖水進口12尺寸為10mm*8mm，沖水沿器壁切向給入。

上述方案中，所述再選一段下端切向出口與再選二段切向入口直連，再選二段旋流溢流管與法蘭端蓋通過螺紋連接固定，能調節(jié)再選二段溢流管插入深度，插入深度可調范圍為0~40mm。

上述方案中，所述再選二段旋流器4直徑50mm，再選二段入口10mm*8mm，再選二段溢流管直徑10mm。

本發(fā)明提供了一種上述底流再選雙中煤多產(chǎn)品旋流器的使用方法，在粗選旋流器1中進行一段粗選，粗選旋流器溢流管6連接分級旋流器入料口8，粗選底流口10連接再選一段旋流器3；分級旋流器2中進行一段分級，分級旋流器溢流管9得到細粒溢流產(chǎn)品，分級旋流器底流口11得到精煤產(chǎn)品，在再選一段旋流器3和再選二段旋流器4中進行兩段掃選，再選一段溢流口13得到中煤Ⅰ產(chǎn)品，再選二段溢流口15得到中煤Ⅱ產(chǎn)品，再選二段底流口16得到矸石產(chǎn)品。

下面通過具體的實施例來說明本發(fā)明的工藝流程：

以屯蘭選煤廠入選原煤破碎至-2mm粒級煤樣為研究對象，煤樣性質見表1。

表1 煤樣粒度組成

從表1可以看出，2-1mm粒級物料量相對較多且灰分較高，占全樣的30.42%，灰分為52.25%，其余粒級灰分差別不大且均在30%上下，煤樣加權平均灰分38.61%。-0.125mm物料含量較少，占全樣的18.56%。

攪拌桶內濃度均勻的礦漿（100g/L）經(jīng)給料泵以0.102MPa壓力給入粗選旋流器，經(jīng)分選成為包含低密度粗精煤及細煤泥的溢流與較高密度粗粒為主的底流；粗選旋流器溢流借助自身動能直接進入分級旋流器，經(jīng)分級成為溢流（細煤泥）與底流（粗精煤）產(chǎn)品；粗選旋流器底流自再選一段旋流器中心給料管給入，在沖水（部分分級旋流器溢流經(jīng)沖水泵加壓）形成的離心力場中實現(xiàn)分選，中煤Ⅰ由再選一段中心溢流管排出，較高密度底流由再選一段切向底流管進入再選二段旋流器進行分選，中煤Ⅱ由再選二段溢流管排出，矸石由再選二段底流排出，各產(chǎn)品經(jīng)過集料箱收集返回攪拌桶形成循環(huán)。粗選旋流器入料壓力及流量由變頻器調整給料泵轉速實現(xiàn)，壓力、流量值由電磁流量計、壓力表在線顯示；再選一段旋流器沖水量由控制閥門調整，沖水量由浮子流量計在線顯示。

待系統(tǒng)穩(wěn)定后，同時間段內接取多產(chǎn)品旋流器的底流與溢流，分別用1、0.5、0.25、0.125mm的標準篩進行濕法篩分，各粒級物料脫水烘干后進行稱重并化驗灰分。

參照圖3連接相對位置，考察底流再選雙中煤多產(chǎn)品旋流器的分選效果，試驗結果見表2。

保持粗選旋流器溢流管插入深度190mm，再選一段旋流沖水流量為0.8 m3·h^-1，再選二段旋流器溢流管插入深度30mm時， 由試驗結果可得， +0.125mm精煤產(chǎn)率62.49%，灰分10.61%；中煤Ⅰ與中煤Ⅱ合計中煤產(chǎn)率22.71%，灰分54.59%；矸石產(chǎn)率14.80%，灰分70.75%，實現(xiàn)了粗煤泥多產(chǎn)品有效分選。

表2 底流再選雙中煤多產(chǎn)品旋流器分選試驗結果

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