电磁效应对重介旋流器粗煤泥分选的影响_王石.pdf

煤矿现代化2020 年第 1 期总第 154 期 重介旋流器作为一种高效的分选设备， 在选煤行 业得到了广泛的应用[1]。国内最常用的是三产品重介 旋流器， 一次分选出精中矸三产品[2-4]。由于三产品重 介旋流器分选工艺简单， 在现实中很难兼顾精煤分选 和中矸分选密度， 达到最优的产品分配密度。因此在 使用三产品重介旋流器的过程中， 需要进行二段密度 调控， 来提高实际分选后产品密度。 目前， 电磁技术在 选矿选煤中得到了广泛的应用[5-8]， 一些磁力重介设备 得到发展， 显现出了很好的分选效果。 因此， 本文通过 调节电磁线圈的磁场强度和磁场位置的变化， 探究了 电磁场对重介旋流器内介质分配的影响， 以达到调节 分选密度的目的。 1实验部分 1.1试验仪器及样品 本试验选取蒲县选煤厂的煤样进行试验。 重介悬 浮液密度为 1.3g/cm3，每立方米重介悬浮液中含煤 100kg。试验选取本矿技术改造后的末原煤，粒级为 20～1.0mm。 1.2设计螺线圈 采用不导磁的有机玻璃作为螺线圈骨架， 骨架内 径为 70mm， 外径分别为 180mm 和 220mm， 再将直径 为 2.5mm 的漆包铜线均匀得密绕在骨架上，接通课 调控的直流稳流电源， 得到 A和 B型两种螺线圈[9]。 1.3螺线圈轴线感应强度的计算 单层螺线圈轴线上任意一点在 Z 方向的磁感应 强度可根据文献[10]求得， 其公式如下 Bz 1 2 μ0n1I 1 2 lz r21 2 lz2 ■ 1 2 l- z r21 2 l- z2 ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■■ ■ 式中 I 为励磁电流， A； l 为螺线圈长度， mm； n1 电磁效应对重介旋流器粗煤泥分选的影响 王石 （山西煤炭进出口集团煤业管理有限公司洗选部 ，山西 太原 030006 ） 摘要本文通过研究螺线圈的励磁电流和磁场位置等，探究了电磁场对重介旋流器分选煤泥的影 响。 通过精煤产率、 精煤灰分和尾煤灰分三个指标来判断电磁场对重介旋流器煤泥分选的效果。 实验 结果表明 外加螺线圈的电磁效应可以调节旋流器的分选密度， 且 B 型螺线圈在提高旋流器分选密 度的方面， 有着比 A 型螺线圈更广泛的电流调节范围； 螺线圈位于旋流器筒体段， 弱电流作用时其对 煤泥分选精度的提高较有益， 螺线圈越靠近筒体上端， 强电流产生的磁感应使旋流器的分选工况得到 影响； 微电流作用下， 螺线圈的位置不同， 产生的磁感应强度均能提高旋流器对煤泥分选。 关键词 重介旋流器 ； 分选密度 ； 电磁线圈 ； 导磁结构 中图分类号 TD45文献标识码 A文章编号 1009- 0797 （2020 ） 01- 0135- 04 Effect of electromagnetic effect on coarse slurry separation by dense medium cyclone WANG Shi （Shanxi Coal import and export group Coal IndustryManagement Co., Ltd. washingdepartment , Taiyuan 030006 ， China ） Abstract The influence of the electromagnetic field on the medium distribution in the dense medium cyclone is investigated by studying the insertion depth of the overflowtube, the excitation current of the coil and the position of the magnetic field. The influence of magnetic field on slurry separation in dense medium cyclone was judged by three inds of clean coal yield, ash content of clean coal and ash content of tail- ings. The experimental results showthat The electromagnetic effect of the external screwcoil can adjust the separation density of the cyclone, and the type B screwcoil has a wider range ofcurrent regulation than the type A screwcoil in improving the separation density of the cyclone; the screwcoil is located in the cylinder section of the cyclone, and when the weak current acts, it is more beneficial to improve the separation accuracyofcoal slime. The closer the spiral coil is to the upper end ofthe cylinder, the magnetic induction produced by the strong current re- duces the separation ofthe cyclone. The magnetic induction intensityproduced bythe different coil positions under the action ofmicro- current can improve the separation ofcoal slime bythe cyclone. Keyword Dense- mediumcyclone ； Separation density； Electromagnetic ； coil Magnetic conductingstructure 135 ChaoXing 煤矿现代化2020 年第 1 期总第 154 期 为螺线圈单位长度上的匝数； r 为单层螺线圈的半 径， mm； z 为螺线圈中心 O 至轴线上某点的距离， mm。 多层螺线圈轴线上的磁感应强度可看作多个单 层螺线圈在轴线上的磁感应强度的叠加[10]。设螺线 圈的外半径为 r0， 内半径为 r1， 线圈的厚度为 r0- r1， 每层线圈大单位长度上的杂书为 n1， 单位厚度上的 层数为 n2。则多层螺线圈轴线上任一点的轴向磁场 强度为 Bz 1 2 μ0n1n2 lI 1 2 （） Z ［ ln r0r 2 0 1 2 （） z 2 ■ rir 2 i 1 2 （） z 2 ■ 1 2 - （） z ln r0r 2 0 1 2 - （） z 2 ■ rir 2 i 1 2 - （） z 2 ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ 1.4螺线圈轴线上磁感应强度的测量 采用 HT201 式数字高斯计测量磁感应强度。一 起测量范围为 0～200mT～2000mT， 允许误差2， 分辨率为 0.01 mT～0.1 mT。 2结果与讨论 2.1螺线圈不同位置不同电流作用下溢流介质产率 将螺线圈分别置于旋流器筒体段上部、 旋流器柱 椎交界面以及旋流器筒体下端位置，通入 0～6A 的 电流， 求得此时溢流介质的产率[9]， 如图 1 所示。 图 1不同线圈位置不同电流下溢流介质的产率 从图 1 可以看出，在旋流器上端位置 18 和位置 19 处，溢流介质的产率在电流 0～1.5A 范围内呈增 加趋势， 且在电流 1.5A 位置 18 处溢流介质产率达到 最大， 这就说明， 弱电流作用下两线圈均能表现出很 好的分选效果。再增大电流， 两线圈作用下的溢流介 质产率都降低了，说明强电流会扰乱旋流器的分选， 降低其分选效果。 当线圈处于旋流器筒体位置 16 时， 0～1A内随电流的增加溢流介质产率增加， 再增大电 流强度，溢流介质产率先保持几乎不变后快速降低， 这说明， 线圈处于位置 16 外加电流为 0～2A 时也可 适当提高旋流器的分选密度。将线圈位置移至柱椎 交界面位置 10、 12 和 14 处， 0～1A 的电流可使溢流 介质的产率增加， 之后再增大电流， 产率将减小， 说 明这三个位置也可提高旋流器的分选效果。再将线 圈位置下移到位置 8， 可以看到在弱电流作用下， 溢 流介质产率先小幅增加后大幅度降低， 说明此位置 对旋流器分选影响较小。再移动线圈到位置 4 及底 口位置 0，溢流介质产率在弱电流作用下几乎不发 生变化， 增加电流后产率降低， 此位置对旋流器产生 负影响。 2.2A 型螺线圈和 B 型螺线圈轴线上某一点处磁 感应强度 根据上述公式可以求得 A型、 B型螺线圈在某一 电流下螺线圈轴线上任一点的磁感应强度。 其值如图 2 和图 3 所示。 图 2A 型螺线圈轴线上某一定处磁感应强度值 图 3B 型 螺线圈轴线上某一定处磁感应强度值 2.3A 型线圈作用下煤泥分选试验 据文献[9]报道， 在 A 型螺线圈的作用下， 外加 0～4A的电流， 测定在旋流器锥体下端位置 4 和旋流 136 ChaoXing 煤矿现代化2020 年第 1 期总第 154 期 器筒体上端位置 16 添加电磁场后的煤泥分选结果， 其精煤产率，精煤灰分及尾煤灰分的值如图 4、图 5 所示。 图 4线圈在位置 4 的煤泥分选试验 由图 4 可以看出， 当电流＞0.5A 后， 随着激磁电 流的增加， 精煤产率、 精煤灰分和尾煤灰分均呈下降 的趋势，说明在重介旋流器锥体段设置电磁场后， 旋 流器的分选密度在降低， 且随着磁场的增大， 分选密 度降低。 图 5A 型线圈位置 16 的煤泥分选试验 从图 5 可以看出， 当线圈位置处于旋流器下端筒 体的位置 16 时， 电流强度为 0.5～1.5A， 精煤产率、 精 煤灰分和尾煤灰分均有缓慢的升高， 此时分选密度提 高； 当继续增加电流， 精煤灰分持续增加， 而精煤产率 及尾煤灰分却发生了下降， 这就表明增加电流， 在旋 流器童提端产生的磁场扰乱了旋流器的分选工况， 使 其分选变差。 2.4A 型线圈作用下煤泥分选试验 对于 B 型线圈， 选择 0～10A 内做螺线圈对旋流 器内介质分配的影响试验[9]， 选择旋流器上端位置 4 和筒体段位置 16 进行煤泥分选，其结果如图 6、 7 所 示。 从上图可以看出， 在 0～6A 电流范围内， 精煤产 率及精煤灰分增加， 尾煤灰分降低， 在开始的 1～2A 时， 精煤产率、 精煤灰分及尾煤灰分均有增加， 此时分 选密度较高； 随着电流继续增加， 三者均呈现明显的 降低， 这表明 B 型线圈在旋流器上端位置 4 时， 电流 增大， 分选降低， 且较大电流时分选密度降低越快。 图 6B 型线圈位置 4 的煤泥分选试验 图 7B 型线圈位置 16 的煤泥分选试验 图 7 表明， 在电流 0～6A 范围内， 精煤产率、 精 煤灰分及尾煤灰分均呈现明显的增加，分选密度较 高； 当电流持续增加， 精煤灰分增加而精煤产率及尾 煤灰分降低， 分选效果变差。 2.5A、 B 型线圈作用下煤泥分选结果对比 选取旋流器位置 12 作 A、 B 型线圈作用下煤泥 分选结果对比试验。由文献可知， A 型螺线圈在电流 4A 时产生的磁感应强度与 B 型螺线圈在 10A 时产 生的磁感应强度相差不大， 因此选择此范围作对比试 验。其煤泥分选后的结果如图 8、 9 所示。 图 8A 型螺线圈在位置 12 的煤泥分选试验 137 ChaoXing （上接第 134 页 ） 变形观测， 两帮移近量控制在 600mm以内， 比未注浆 情况下减小 50以上。 4结论 1 ）介绍了分层注浆工艺，针对围岩不同深度裂 隙发育情况不同， 划分为浅层和深层， 采用不同的注 浆方式； 2 ）从钻孔布置、 注浆材料、 注浆压力、 注浆时机 4 个方面， 探讨了巷道注浆的关键技术问题， 为注浆设 计提供了理论依据。 3 ）工程实例表明， 根据最佳注浆时机， 采用分层 注浆加固技术可以有效封闭浅层巷帮， 提高深孔注浆 量， 两帮移近量较未注浆时减小 50以上。 参考文献 [1] 魏锦平， 张翔， 李宗苓， 等.软岩巷道补强加固技术[J].煤 炭工程， 2011，（9） 78- 80. [2] 候进山.21101 综采面底板注浆改造技术研究及应用[J]. 煤炭工程， 2013，（6） 55- 57. [3] 徐香庆， 郭文喜.松软破碎巷道注浆加固技术研究应用， [J].煤炭工程 2012，（7） 29- 31. 作者简介 冯笑 （1991-） ， 男， 山西霍州人，2015 年毕业于安徽理工 大学， 工学学士， 目前在霍州煤电鑫钜公司技术研究所从事 采掘和安全管理方面的工作。 （收稿日期 2019- 1- 1） 煤矿现代化2020 年第 1 期总第 154 期 图 9B 型螺线圈在位置 12 的煤泥分选试验 从图 8 可以看出，在电流为 0～2A 时，精煤产 率、 精煤灰分及尾煤灰分均增加， 分选密度提高， 当电 流增加时， 三个指标都发生了降低， 分选密度也降低。 图 9 为 B 型螺线圈的试验结果，可以看到，电流为 0～4A时， 精煤产率、 精煤灰分及尾煤灰分增加， 分选 密度提高， 当电流为 4～6A 时， 精煤产率及精煤灰分 增加， 尾煤灰分降低， 其分选密度降低， 电流再增加 后， 在电流为 6～10A 时， 精煤产率及尾煤灰分降低， 精煤灰分仍增加， 此时， 磁场对旋流器的分选作用起 到的是一种反作用， 破坏了旋流器的分选工况。 3结论 1 ） 外加螺线圈的电磁效应可以调节旋流器的分 选密度； 2 ）B 型螺线圈在提高旋流器分选密度的方面， 有着比 A型螺线圈更广泛的电流调节范围； 3 ）螺线圈位于旋流器筒体段，弱电流有利煤泥 分选精度的提高， 螺线圈越靠近筒体上端， 强电流产 生的磁感应使旋流器的分选工况得到影响； 4 ）微电流作用下， 螺线圈的位置不同， 产生的磁 感应强度均能提高旋流器对煤泥分选。 参考文献 [1] 赵树彦. 中国选煤的发展和三产品重介旋流器选煤技术 [J].洁净煤技术， 2008， 14 （03） 12 - 14. [2] 赵树彦. 无压给料三产品重介旋流器在我国的发展现状 及其前景[J].中国煤炭， 2005， 4308 14 - 16. [3] 刘峰. “十五” 期间重介旋流器选煤技术的研究与发展[J]. 选煤技术， 2008， 3604 6 - 11. [4]A.G.Fricker， Trans.Inst.Min.Metall.9Sect.C ） , 94， 1985 158- 165. 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