重懸浮液淨化回收

採用各種淨化回收設備，從循環懸浮液及稀懸浮液中除去積聚的過量煤泥和洗滌水，使重懸浮液性質滿足生產要求的作業。重懸浮液淨化回收作業由三部分組成：①循環懸浮液分流淨化;②選後產品脫除懸浮液; ③回收稀懸浮液中的加重質。

基本介紹

• 中文名：重懸浮液淨化回收
• 外文名：suspension purification and recovery 
• 學科：煤化工
• 設備：脫介篩等
• 流程：磁性和非磁性懸浮液淨化回收
• 目的：除去積聚的過量煤泥和洗滌水

作業組成

循環懸浮液分流淨化

將循環懸浮液分流出一部分，以清除生產中不斷摻入的過量煤泥，維持重懸浮液預定的密度和粘度值。分流量的大小取決於入選原煤的泥化性質、加重質的粒度組成以及選煤工藝與設備的工作狀況。原煤泥化越嚴重、加重質粒度越細、入選原煤粒度越小、分選密度越高，要求分流量越大。

選後產品脫除懸浮液

在脫介篩上脫除伴隨產品排出的懸浮液以及用水沖洗粘附於產品上的加重質，其目的是不使產品上粘附介質而造成加重質大量損失和增加產品灰分。產品脫介所需洗滌水的單位耗量隨產品品種、粒度、介質性質及選煤工藝設備不同而變化，一般在0.5～2.0m/t，塊煤排矸耗水量小，末煤、精煤沖洗水量大。

回收稀懸浮液中的加重質

根據加重質特性，使用相應的分選及濃縮設備對分流淨化的懸浮液、產品脫介匯集的稀懸浮液進行加重質的淨化回收。回收的高密度懸浮液直接返回分選作業循環系統或進入高密度介質桶做補充介質使用。

根據加重質物理化學特性的差異，普遍使用磁選法、重力法、離心力法及浮選法或上述方法綜合使用回收加重質。對磁鐵礦粉(或矽鐵粉)用磁選法淨化回收;對非磁性礦物(如矸石粉、砂粒等)用重力或離心力法濃縮淨化回收; 對重晶石粉或浮選尾礦用浮選法選出浮煤後，尾礦用重力或離心力法濃縮回收。

重懸浮液淨化回收設備

用於脫出懸浮液、回收稀懸浮液中加重質的機械和設備。重懸浮液淨化回收近似選礦作業的分離產品與懸浮液用脫介篩; 回收磁鐵礦用磁選機; 使稀懸浮液濃縮成高密度懸浮液用各種濃縮設備。

重懸浮液淨化回收作業是防止加重質損失的關鍵，因而要求淨化回收設備工作可靠、耐磨、維護容易、調節方便、生產效率高。

脫介篩在重介質選煤過程中，選後產品與懸浮液一起排出分選機外，用脫介篩脫出大部分懸浮液供循環使用，同時用噴水沖洗粘附於產品上的加重質和細煤泥，並把由此形成的稀懸浮液與選後產品分開。

脫介篩可分成固定篩和運動篩兩大類 。

固定篩固定在一定位置不作機械運動的篩分設備。這類篩子有棒條篩、條縫篩及弧形篩等。棒條篩用於篩分大塊物料，篩上及篩下產品還應進一步脫介;條縫篩裝在分選機排料端用於塊煤產品預先脫介，篩上物入脫介篩再進行脫介，篩下懸浮液可循環使用;弧形篩具有曲率半徑為1～2m、兩端法線夾角45°～60°弧面的條縫固定篩，主要用於重介質旋流器末煤產品預先脫介。弧形篩給料要具有一定壓頭，入料沿弧面內切線向下運動，末煤產品滑動排出篩端，篩下懸浮液循環復用。篩縫一般為0.5～1. 0mm，有效分級粒度為1/2篩縫尺寸。每平方米篩面脫出的懸浮液量： 0. 5mm篩縫為30～40m3; 1. 0mm篩縫為80～100m3。20世紀70年代，國內外已使用打擊式弧形篩和振動弧形篩，以減輕篩縫堵塞現象，利於提高脫介效率。

運動篩運動篩品種繁多，有搖動篩、振動篩、共振篩等，均可用於重介質選煤產品脫介。目前，普遍採用重型圓運動振動篩進行大塊產品脫介; 直線振動篩進行末煤產品脫介。

脫介篩與脫水篩的作用不同，前者在入料端有1/3篩長用於脫出合格的懸浮液，直接進入循環系統。中部篩面沿橫斷面安設2排至3排噴水管用於沖洗粘附於產品上的加重質，篩子排料端約1/3篩長用於產品脫水，篩下的稀懸浮液送入淨化回收系統。

脫介篩上的噴水分無壓和有壓兩種。無壓噴水是將水從淺槽的溢流堰漫出，以水幕方式灑落到產品上。它適於使用循環水，可防水中雜物堵塞水孔，但脫介效果差。有壓噴水是使用加壓清水(或質量好的循環水)通過裝上管子上的噴嘴噴射篩上產品，它可使產品翻滾直至深層，更有利加重質脫除。

脫介篩的篩板應具有高開孔率和選用耐磨材質。中國早期的脫介篩都使用銅穿條篩板，開孔率小不耐磨，現在都採用不鏽鋼絲焊接篩板，0.5mm篩縫的開孔率比穿條篩板提高58%，使用壽命延長一倍。篩板的篩縫在0.2～1.0mm之間，根據產品種類和脫介需要來選擇。重介質選煤泥時宜選用更小的篩縫。隨著科學技術的進步，有一些重介質選煤廠開始使用耐磨強度很好的聚氨酯篩板，使用壽命比不鏽鋼絲焊接篩板長2～3倍。

脫介篩的結構應滿足振動強度大、頻率高、耐磨損、壽命長、工作可靠、維修方便等要求。

磁力脫水槽利用磁力使礦漿中的磁性物強化濃縮的設備，有電磁和永磁兩種類型。

電磁磁力脫水槽是供給激磁線圈直流電產生磁場，結構示意如圖1。中央磁極為一極，槽體為另一極。磁力線經槽內的錐形空間閉路，形成從下向上，從裡向外遞減的磁場分布。中央磁極下部的磁感應強度可達50mT。槽體上部直徑有1600、2000、3000mm等規格。

永磁磁力脫水槽是用鐵氧體永磁塊提供恆定磁場的設備，它有外磁和內磁2種結構形式。外磁式的磁路和電磁磁力脫水槽完全相似。內磁式是在槽內下錐部安裝塔形永磁磁系，結構示意如圖2。礦漿給入攏礦圈，磁性物和非磁性粗顆粒受磁力及重力作用稠集於槽體下部，部分磁性微粒在槽內的上升液流中形成磁絮團再次下沉，經閘閥或虹吸管排出，大部分水及攜帶的非磁物從溢流排出。永磁磁系表面的磁感應強度可達100mT，吸著的磁性物不易脫落，經常排放不暢。

利用磁力脫水槽進行懸浮液淨化回收，由於再生懸浮液的質量差，細粒度磁鐵礦損失大，現已被筒式磁選機取代。

筒式磁選機依靠滾動圓筒內的固定磁鐵將磁性礦物吸附到圓筒表面與非磁性物分開的選礦設備。

預磁器具有恆定磁場，使磁性物料通過磁場時獲得剩磁感應的設備。磁性懸浮液的磁鐵礦粉在磁場中被磁化，離開磁場後可保留約2. 4mT的剩磁感應強度，使每個礦粒相當一個小磁鐵，能相互吸引成鏈或聚團，加快沉降速度。預磁器用於磁性懸浮液預磁。

退磁器一種具有交變磁場，使具有剩磁的物料通過交變磁場的作用退去或減弱剩磁的設備。退磁器用於磁性懸浮液退磁。

中國選礦廠所用退磁器的線圈布置有兩種形式：一種是由5組。每組單位長度上有匝數不同的多層線圈，從多到少順序排列串套在一根非磁性導管上製成。另一種是在一根非磁性導管上纏繞一個倒置的塔形線圈製成。

磁性介質的退磁是利用磁滯回線原理進行的。線圈供給交流電後，線上圈中心產生頻率相同的交變磁場，磁場強度與安匝數成正比，離線圈中心越遠的磁場強度弱。需退磁的礦漿從線圈匝數多的一端給入，通過交變磁場後即完成退磁作業。磁鐵礦粉磁化後，一般具有剩磁感應強度約2.4mT，退磁的最大磁場強度應達5000A/m。退磁後的磁鐵礦粉可消除磁團聚體，降低其沉降速度。

淨化回收流程

採用分選、濃縮等設備使懸浮液獲得再生的工藝過程。它包括懸浮液分流淨化，選後產品脫除懸浮液，回收稀懸浮液中加重質等作業內容。按選煤用的加重質性質分為磁性懸浮液和非磁性懸浮液淨化回收流程。

磁性懸浮液淨化回收

對具有比磁化係數大於3000×10cm/g的強磁性礦物採用磁選法的工藝系統。它利用礦物的強磁性，可使工藝簡化、占地面積小、加重質損失小、再生懸浮液的密度高。

磁選作業分一段、兩段和多段磁選。一段磁選適用於給料量小、濃度低、煤泥少或磁鐵礦粉粒度較粗的塊煤懸浮液淨化回收系統;兩段磁選適用於給料量大、濃度高、煤泥多或磁鐵礦粉粒度較細的末煤懸浮液淨化回收系統。兩段磁選有時中間需加緩衝濃縮設備，該流程有較強的適應性和靈活性，國內外普遍採用;多段磁選主要用於強化加重質回收。中國彩屯和撫順西露天礦重介質選煤廠採用了三段磁選作業。

根據稀懸浮液準備方式，磁性懸浮液淨化回收有不同的原則流程：有集中濃縮磁選流程;集中分級磁選流程;集中磁選流程;直接磁選分級磁選流程;分開磁選流程。

(1) 集中濃縮磁選流程。將分流的懸浮液和各處的稀懸浮液集中、濃縮後進行磁選的工藝。所有的稀懸浮液集中後，泵送到濃縮設備(耙式濃縮機、磁力脫水槽、濃縮旋流器、濃縮漏斗等)進行濃縮，底流去磁選機。該流程可提高磁選機給料濃度，減少磁選機台數，還可提供脫介篩部分用水。但是，溢流水中的細粒級磁鐵礦和煤泥不能返回循環懸浮液，影響懸浮液的穩定性。該流程常用於重介質選塊煤的稀介質系統。中國在20世紀70年代以前建成的田莊、大武口、呂家坨等選煤廠都用這種流程。

(2) 集中分級磁選流程。將所有的稀懸浮液集中、分級後粗粒級進行磁選的工藝。旋流器溢流和磁選精礦入耙式濃縮機濃縮，有效地回收細粒級磁鐵礦溢流水作脫介篩部分用水。

(3) 集中磁選流程。將全部稀懸浮液集中磁選的流程。其特點是重介質在流程中的滯留時間短，便於調整懸浮液密度和合格介質桶液位。

(4) 直接磁選分級磁選流程。全部稀懸浮液經一段磁選，其尾礦經旋流器分級後底流粗粒級再磁選的工藝，如圖7d。該流程可使稀懸浮液的滯留時間短，有利保留細粒磁鐵礦和細煤泥，該流程適用於細粒級磁鐵礦回收，興隆莊選煤廠即採用該流程。

(5) 分開磁選流程。將各產品的稀懸浮液分別進行的磁選淨化回收工藝。分流淨化的懸浮液和風力提升器的稀懸浮液合併於某一系統回收。該流程可分別回收磁選尾礦物料作最終產品，它特別適用於重介質旋流器選末煤或不脫泥入選的懸浮液淨化回收，發揮重介質旋流器分選下限低的優勢。分開磁選流程需要多台磁選機。中國在20世紀80年代後期設計建成的重介質旋流器選煤廠都採用該流程。

非磁性懸浮液淨化回收

非磁性加重質比磁化係數小，不能用磁選回收，只能靠自身質量或藉助離心力濃縮回收，其原則流程如圖8，稀懸浮液經旋流器濃縮(也可用其它濃縮設備代替)，底流入重懸浮液製備桶或直接返回復用，溢流作沖洗水。有些用黃土、重晶石或浮選尾礦做介質的選煤廠，用浮選法選出浮煤後，加重質集於尾礦仍用濃縮回收。中國的馬家溝、國家莊選煤廠用浮洗尾礦或矸石粉作介質選煤，即用該流程回收，但因設備簡單，再生懸浮液的質量差，有時要經多次濃縮才能達到要求。