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重力选矿备课笔记 第一章 绪 论第8页 黑龙江科技学院 重力选矿备课笔记 第18次课 授课时间 2004年4月18日 章节及主要内容 第五章 重介质选矿 53 重介分选机 1、 重介分选机的分类及其要求 2、 选煤用块煤重介质分选机 重点内容重介质分选机 难点内容重介质分选机的结构 参考资料 选矿手册 教学手段讲述、投影 扩展内容重介分选机的发展 教学后记 53 重介分选机 一、重介分选机的分类及其要求 随着重介选矿工艺的发展，重介分选机的种类也越来越多并且趋向大型化。从分选粒度范围可分为块状物料分选机和粉状物料分选机两大类。块状物料分选机又可分为深槽型和浅槽形两类。现在广泛应用的是浅槽型重介分选机如斜轮重介分选机、立轮重介分选机、刮板式重介分选机以及筒形重介分选机等等。用于分选粉状物料（或称为细粒级物料）的重介分选机，是重介旋流器。最早问世的是荷兰制造的D．S．M型重介族流器，它也是应用最广的一种。以后相继出现日本水田型和倒立型、英国沃西尔型、美国D．W．P型、苏联三产品型等重介旋流器。 重介分选机种类很多，要求应满足下列条件； （1）构造简单、体积小，但要保证物料在分选机中有充分的分选分层时间。故要求重介分选机单位面积处理能力大、运动部件少、运转可靠、操作及维修方便。 （2）在分选机内全部悬浮液密度保持均匀稳定。保证物料在分选机内能够精确的按已确定的分选密度进行分选。分选机内应避免造成过大的涡流，上升或下降水流速度不应太大，以减少粒度和形状对分选效果的影响。 （3）能够迅速地将匕经分层的产品从分选机中排出。不同产物排放不及时，将影响分选机的分选效果和处理量。 （4）能分造粒细比较宽的物料。因为这样将简化整个工艺系统，经济上是有利的。 （5）悬浮液的循环量要少。悬浮液的循环量是指每小时进入分选机的悬浮波总的体积（包括随原矿加入的及其它地方加入的悬浮液），。因为悬浮液的数量越大，动力消耗、加重质回收工作量及加重质的损失量都要增高。 二、选煤用块煤重介质分选机 国内外对大于6mm或13mm粒级块煤采用重悬浮液进行分选时；使用最多的设备有斜轮重介质分选机和立轮重介质分选机。 （－）斜轮重介质分选机 斜轮重介质分选机也称德留包依重介质分选机。该机兼用水平和上升介质流，选出两产品。其特点是生产能力大，入料粒级宽。从机械结构到工艺性能已属于成熟的块煤重介质分选设备。它还可以分选大决原煤，用以代替人工拣矸，消除繁重的体力劳动。斜轮重介质分选机的结构，如图6－22所示，它是由分选槽1排放重产物的斜置提升轮2以及排煤轮3等主要部件组成。分选槽是由数块钢板焊接而成的多边形箱体，上部呈矩形，底部顺煤流方向的两块钢板其倾角为40o或45”a叙提升轮2装在分选槽旁侧的机壳内，提升轮的轴4经减速器5（摆线齿轮减速器或歪脖子减速器）由电动机6带动旋转。斜提升轮下部与分选槽底部相通，提升轮骨架7用螺栓首轮盖8固定在一起，转轮盖用键安装在轴上。斜提升轮轮盘的进帮和盘底分别由数块立筛板9和筛底10组成。在轮盘的整个圆面上，沿径向装有冲孔筛板制造的若干块叶板11，重产物主要是经它刮取提升。斜提升轮的轴由支座12支撑，支座是用螺栓固定在机壳支架上，轴的上部装有单列推力球面轴承和双列向心球面液于轴承各一个，两轴承用定位套定位，轴承座13用螺栓与支应相连，轴的下部仅装一个双列向心球面滚子轴承，轴端通过浮动联轴节与减速器的出轴联接。，排煤轮呈六角形，其轴是焊接件，轴两端装有轴头，电动机14通过键轮15带动其转动，轴两端装有骨架16，在对应角处分别有6根卸料轴相联，在每根卸料轴上装有若干个用橡胶带17吊挂锤18。轻产物就是靠排煤轮转动时由重锤逐次拨出的。 该分选机兼用水平介质流和上升介质流，在给料端下部位于分选带的高度引入水平介质流，在分选槽底部引入上升介质流。水平介质流不断给分选带补充合格悬浮液，防止分选带密度降低。上升介质流造成微弱的上升介质速度，防止悬浮液沉淀。水平介质流和上升介质流使分选槽中悬浮液的密度保持稳定均匀，并造成水平流运输浮煤。原煤送入分选机后按密度分为浮煤和沉煤两部分，浮煤由水平流运至溢流堰被排煤轮3刮出经固定筛一次脱介后进入下一脱水脱介作业。沉物下沉至分选槽底部由斜提升轮的叶板11提升至排料口排出。在提升过程中也进行一次脱介。 随着分选糟糟宽的加大，排矸用的斜置提升轮转速逐渐减慢。由于排矸轮转速在1～5r／min之间是很低的，因此，要求排矸轮的转动有一套减速装置。我国各厂使用的减速器有摆线针齿齿轮减速器、歪脖子减速器、普通减速器加开式伞齿轮传动。摆线针齿齿轮减速器具有速比大、传动功率高、重量轻、结构紧凑、占地面积小、噪音小等优点；但要求精度高、制造复杂、维修困难。歪脖子减速器使用较多，其结构紧凑、占地少、维修方便、使用性能也较好，只是大小伞齿轮啮合调整有些困难。普通减速器加开式伞齿轮传动，使用可靠、制造容易、调整方便；但其结构落后、占地面积大、装配不紧凑等。 斜轮重介质分选机的优点 （1）分选精确度高。由于重产物的提升轮在分选槽底部旁则运动，在悬浮液中处于 分选过程的物料不被干扰，可能偏差E可达0．02～0．03。 （2）分选粒度范围宽，处理能力大。该机槽面由于制得较为开阔，斜提升轮直径可达8m或更大。因此，分选粒度上限可达1000mm，下限为6mm。如国产分选槽宽为4m的重介质分选机，其斜轮直径为6．55m，处理能力为350～500t/h； （3）该机是浮液循环量少。由于轻产物采用排煤轮的重锤拨动排放，所以被煤带走的悬浮液量少，故悬浮液循环量低（按人料计约为0．7～1.0m3/th）； （4）由于分选槽内有上升悬浮液流使悬浮液比较稳定，分选机可使用中等细度的加重质，即小于325目（＜0．04mm）占40％～50％已达到细度要求。 当前选煤设备大型化是个方向，但斜轮重介质分选机的排矸轮采用中心传动，这将使制作槽宽sin以上的大型设备受到限制。 国产槽宽1．6m斜轮重介质分选机，是两端给料，除了多设一个排煤轮，分选槽结构稍有变化外，其基本结构与上述重介质分选机相同。 斜轮分选机的规格以分选槽宽度表示。 （二）三产品斜轮重介质分选机 三产品斜提升轮重介分选机，如图6－23 所示。该机采用两种不同密度的悬浮液分选原 煤，分选三种产品，精煤、中煤、矸石。该机 主要优点是简化工艺流程、节约基建投资。三 产品重介斜提升轮分选机由分选槽和斜提升轮 等主要部件组成。该机斜轮由两个同心圆圈组 成，中间由叶板隔成扇形隔室。在分选槽内分 别给入高、低密度两种悬浮液，这两种悬浮液 具有明显和稳定的分界面。从分选槽上部给入 原煤，首先在上部低密度悬浮液中分选出精煤， 由六角轮及时排出。沉物（中煤和矸石）在高、 低密度分界面进行再分选。此时，中煤被分界 面下部的高密度悬浮液，带到斜轮的内隔室提 升，经中煤排料口排出。矸石沉入分选槽最下 部，由斜轮的外隔室提升并从矸石排料口排出。 三产品重介斜提升轮重介分选机入料粒度为6．3～254mm，其处理量不受中煤和矸石 的含量影响。该机处理能力见表6－5。三产品分选机，应根据需要，在密度为130O～19O0 km／m’之间，选配两种密度不同的悬浮液，并且能使得界面分明，密度稳定。这样才能精确地分选出三种产品，从而获得较好的分选效果。 三产品重介分选机的介质循环系统比较简单如图6－24所示。该系统只采用一台介质泵，将循环介质桶中高低密度的混合悬浮液打入旋流器，旋流器底流作为高密度悬浮液，进入高密度悬浮液调节槽中，其溢流作为低密度悬浮液给入分流箱。分流箱中的低密度悬浮液，既可进入高密度悬浮液调节槽，又可进入低密度悬浮液调节槽。通过自动控制装置调节分流箱的分流量，即可将高、低密度悬浮液进行适当的混合，并得到所要求的高密度和低密度悬浮波。再将高密度悬浮液从分选槽一侧中部给入到高、低密度悬浮液分界面下部，然后穿过外轮上的孔眼，从分选槽的另一侧壁上的出口流出。低密度悬浮液是由分选槽给料端给入，其中一部分随溢流排出，另一部分与高密度悬浮液一起穿过侧壁流出。 （三）立轮重介分选机 立轮重介分选机作为块煤分选设备，在国外应用较多。常见的有德国的大司卡TESKA）型和波兰的满萨（DISA）型立轮重介质分选机。我国70年代初期研制了JLI．8型立轮重介质力选机。安装在汪家寨选煤厂，用来洗选跳汰机的中煤，获得良好效果。在此基础上80年代初又设计了JL2.5型立轮重介质分选机，用以处理50～300m。粒级的块煤排矸。 立轮重介质分选机与斜轮重介质分选机工作原理基本相同，其差别仅在于分选槽槽体型式和排矸轮安放位置等机械结构上有所不同。在相同处理量，立轮重介质分选机具有体积小、重量轻、功耗少、分选效率高及传动装置简单等优点。 1． JL型立轮重介质分选机 JL型支轮重介质分选机由我国自己设计制造的，有三种规格，现以JLI．8型为例来叙述其结构，如图6－25所承。 分选槽1是用钢板制作的焊接件，几何形状规整，相对排矸轮外选槽基本是独立的，故重介质受排矸轮2的干扰较小。分选槽入料端的斜角为50o、出料端的斜角为44，分选槽的有效宽度为1800mm，分选槽底部与排矸轮相通。排矸轮2由两套托轮装置9支承，传动是靠安装在两侧的棒齿3带动。悬浮液经管道水平给入分选槽内。原煤从给料端进入，浮煤经排煤轮5的刮板从溢流日刮出。沉物由槽底经排矸轮提上，并从矸石溜槽7排出。 立轮重介质分选机规格是以分选槽的槽宽表示，我国自行设计制造的有JL1.8、JL2.0。及JL2.5等。JL2.5型立轮重介分选机是1983年1月在开滦矿务局通过鉴定，经范各庄选煤厂实践证明，该机机械性能和工艺指标均较理想。如分选50mm粒级块煤，其分选密度为1.9时，可能偏差E＝0．05，数量效率η99．91％。 1． 滴萨（DISA）型立轮重介分机 滴萨（DISA）型立轮重介质分选机的特点，是提升轮采用环形皮带传动，重介质从入料口的下面和分选槽底部以水平流和上升流两种方式给人，其类型有DISA-IS、DISA-2S、DISA－2SD三种两产品立轮重介质分选机和DISA－3S三产品重介质分选机。我国引进DISA-1S型应用在吕家蛇选煤厂和大武口选煤厂。 DISA－1S型立轮重介质分选机的结构如图6－26所示，排矸溜槽位于分选槽侧面，属侧面排料式。若再选使用立轮重介分选机，其主选、再选两分选机的布置必须有一定的高差。DISA－ZS型立轮重介质分选机的结构如图6－27所示。排矸轮位于分选槽中间的上方，属于中间排放式。分选槽较比DISA－IS型稍宽。由于沉物排放溜槽的位置提高， 故采用DISA－2S为主、再选时，可将主、再选分选机布置在同一水平面上。 DISA－3S型为三产品重介分选机，由两台两产品重介质分选机串联而成。如图6－28所示。第一段用低密度悬浮液分选出精煤和中间产物。中间产物作为第二段入料，第二段用高密度悬浮液分选出中煤和矸石。 DISA型重介质分选机的主要优点占地面积小、布置紧凑，由于采用环形皮带传动， 运转时因排矸轮摆动，易使块物料漏到槽体下面而发生堵、压等故障。此外，皮带磨损 严重，一般3～6个月需更换一次。 DlSA型重介质分选机与我国JL型相比，JL型从结构、传动、运转和维护等方面都优于波兰DISA型重介质分选机。因JL型的排矸轮靠两侧棒齿轮传动，故排矸轮受力均匀，运转平稳。在排矸轮两侧安设轨道圈，轨道圈座由4个托辊支撑。而DISA型则将排矸轮吊在一条环形大皮带上，由皮带传动使其回转，故排矸轮自由度大，运转时易摆动，导致排矸轮与分选槽之间的密封遭到损坏，大块物料易落入下槽底，造成环形大皮带磨损加剧，必须经常清理，使用期为3～6个月，否则影响生产。大皮带在使用过程中逐渐拉伸变长，为了保持密封间隙，需经常抬高主动辊或缩短环形大皮带的长度，因此，维修工作量大。 3．太司卡（TESKA）型重介质分选机 太司卡重介质分选机由德国洪堡特一维达格公司，于1958年创制的，许多国家用其分选块煤。构造如图6－29所示。 原煤从分选机给料端给入，悬浮液从结料溜槽下方导入，形成水平流和下降流进行分选。浮煤随水平流至溢流堰处由刮板刮出，沉物下沉至分选槽底部由叶板提升至顶部经溜槽排出。该机采用链轮链条传动，传动机构设在机体底部，提升轮由4个托轮支撑，经链轮和链条（固定在提升轮外壳上）带动提升轮回转（一般为lr／min）。提升轮的外壳分两层，内层为筛板分成许多间隔用于脱介和分隔提升机物。外层则设有若干个悬浮液排放嘴（提升轮直径为6.5 m的重介分选机设有20个排放嘴）以排放沉物带走的悬浮液。位于分选槽底部的悬浮液也经过排放嘴流至循环（合格）介质桶中，这个部分在分选机中形成了下降介质流，其流量占总悬浮液的20％（包括从密封圈间隙流出的一小部分悬浮液）。提升轮与分选槽间的密封装置是由充气橡胶圈涨紧和橡胶块用螺栓紧固的双重密封方式，如图6－30所示。橡胶圈类似轮胎由内部充气，压力为0．03～0．04MPa。橡胶密封件应留有一定间隙，以不严重磨损为宜，一般为1～2mm。允许从间隙中流出少量悬浮液，以便润滑。流出的悬浮液应返回循环介质桶再用。 该分选机主要优点是采用下降介质疏的方式保持分选机中悬浮液的稳定，因此如采用较粗的磁铁矿粉（0．2～0．06mm级占90％）做加重剂时，同样可得到良好的分选效果。避免因粗颗粒物料在分选槽中沉淀而影响提升轮旋转。回收加重剂可用静力法。此外，排放嘴的直径根据煤的可选性不同进行调节。易选煤介质循环量少，其排放嘴直径可小些，反之加大。该机缺点是介质循环量大，按入料计为 1．2m3／（th）。提升轮的高度高，需要检修高度也高，因此增加厂房的高度。密封装置所用之橡胶块磨损快，增加厂房高度。密封装置所用之橡胶块磨损快，l～2年需更换一次。 立轮重介分选机较斜轮重介分选机有更多的优点，如 （1）在分选槽内立轮产生涡流的流动方向与沉物的沉降方向一致，所以对分选过程影响不大；斜轮在分选槽内所产生的涡流运动方向与沉物的沉降方向相反，并同时造成一个水平旋转的涡流，不仅影响分选效果，而且降低处理量。 （2）相同槽宽的立轮重介质分选机比斜轮重介质分选机体积小、重量轻。 （3）立轮重介质分选机传动机构简单，故不易损坏，事故少；斜轮则传动机构较复杂，事故多，因而维修工作量大。 （4）重介分选机工作中的磨损情况，立轮比斜轮要轻，如排矸轮、分选槽等寿命均在5年以上。