[科普中国]-重悬浮液净化回收

采用各种净化回收设备，从循环悬浮液及稀悬浮液中除去积聚的过量煤泥和洗涤水，使重悬浮液性质满足生产要求的作业。重悬浮液净化回收作业由三部分组成：①循环悬浮液分流净化;②选后产品脱除悬浮液; ③回收稀悬浮液中的加重质。1

作业组成循环悬浮液分流净化将循环悬浮液分流出一部分，以清除生产中不断掺入的过量煤泥，维持重悬浮液预定的密度和粘度值。分流量的大小取决于入选原煤的泥化性质、加重质的粒度组成以及选煤工艺与设备的工作状况。原煤泥化越严重、加重质粒度越细、入选原煤粒度越小、分选密度越高，要求分流量越大。

选后产品脱除悬浮液在脱介筛上脱除伴随产品排出的悬浮液以及用水冲洗粘附于产品上的加重质，其目的是不使产品上粘附介质而造成加重质大量损失和增加产品灰分。产品脱介所需洗涤水的单位耗量随产品品种、粒度、介质性质及选煤工艺设备不同而变化，一般在0.5～2.0m/t，块煤排矸耗水量小，末煤、精煤冲洗水量大。

回收稀悬浮液中的加重质根据加重质特性，使用相应的分选及浓缩设备对分流净化的悬浮液、产品脱介汇集的稀悬浮液进行加重质的净化回收。回收的高密度悬浮液直接返回分选作业循环系统或进入高密度介质桶做补充介质使用。

根据加重质物理化学特性的差异，普遍使用磁选法、重力法、离心力法及浮选法或上述方法综合使用回收加重质。对磁铁矿粉(或硅铁粉)用磁选法净化回收;对非磁性矿物(如矸石粉、砂粒等)用重力或离心力法浓缩净化回收; 对重晶石粉或浮选尾矿用浮选法选出浮煤后，尾矿用重力或离心力法浓缩回收。2

重悬浮液净化回收设备用于脱出悬浮液、回收稀悬浮液中加重质的机械和设备。重悬浮液净化回收近似选矿作业的分离产品与悬浮液用脱介筛; 回收磁铁矿用磁选机; 使稀悬浮液浓缩成高密度悬浮液用各种浓缩设备。

重悬浮液净化回收作业是防止加重质损失的关键，因而要求净化回收设备工作可靠、耐磨、维护容易、调节方便、生产效率高。

脱介筛在重介质选煤过程中，选后产品与悬浮液一起排出分选机外，用脱介筛脱出大部分悬浮液供循环使用，同时用喷水冲洗粘附于产品上的加重质和细煤泥，并把由此形成的稀悬浮液与选后产品分开。

脱介筛可分成固定筛和运动筛两大类 。

固定筛固定在一定位置不作机械运动的筛分设备。这类筛子有棒条筛、条缝筛及弧形筛等。棒条筛用于筛分大块物料，筛上及筛下产品还应进一步脱介;条缝筛装在分选机排料端用于块煤产品预先脱介，筛上物入脱介筛再进行脱介，筛下悬浮液可循环使用;弧形筛具有曲率半径为1～2m、两端法线夹角45°～60°弧面的条缝固定筛，主要用于重介质旋流器末煤产品预先脱介。弧形筛给料要具有一定压头，入料沿弧面内切线向下运动，末煤产品滑动排出筛端，筛下悬浮液循环复用。筛缝一般为0.5～1. 0mm，有效分级粒度为1/2筛缝尺寸。每平方米筛面脱出的悬浮液量： 0. 5mm筛缝为30～40m3; 1. 0mm筛缝为80～100m3。20世纪70年代，国内外已使用打击式弧形筛和振动弧形筛，以减轻筛缝堵塞现象，利于提高脱介效率。

运动筛运动筛品种繁多，有摇动筛、振动筛、共振筛等，均可用于重介质选煤产品脱介。目前，普遍采用重型圆运动振动筛进行大块产品脱介; 直线振动筛进行末煤产品脱介。

脱介筛与脱水筛的作用不同，前者在入料端有1/3筛长用于脱出合格的悬浮液，直接进入循环系统。中部筛面沿横断面安设2排至3排喷水管用于冲洗粘附于产品上的加重质，筛子排料端约1/3筛长用于产品脱水，筛下的稀悬浮液送入净化回收系统。

脱介筛上的喷水分无压和有压两种。无压喷水是将水从浅槽的溢流堰漫出，以水幕方式洒落到产品上。它适于使用循环水，可防水中杂物堵塞水孔，但脱介效果差。有压喷水是使用加压清水(或质量好的循环水)通过装上管子上的喷嘴喷射筛上产品，它可使产品翻滚直至深层，更有利加重质脱除。

脱介筛的筛板应具有高开孔率和选用耐磨材质。中国早期的脱介筛都使用铜穿条筛板，开孔率小不耐磨，现在都采用不锈钢丝焊接筛板，0.5mm筛缝的开孔率比穿条筛板提高58%，使用寿命延长一倍。筛板的筛缝在0.2～1.0mm之间，根据产品种类和脱介需要来选择。重介质选煤泥时宜选用更小的筛缝。随着科学技术的进步，有一些重介质选煤厂开始使用耐磨强度很好的聚氨酯筛板，使用寿命比不锈钢丝焊接筛板长2～3倍。

脱介筛的结构应满足振动强度大、频率高、耐磨损、寿命长、工作可靠、维修方便等要求。

磁力脱水槽利用磁力使矿浆中的磁性物强化浓缩的设备，有电磁和永磁两种类型。

电磁磁力脱水槽是供给激磁线圈直流电产生磁场，结构示意如图1。中央磁极为一极，槽体为另一极。磁力线经槽内的锥形空间闭路，形成从下向上，从里向外递减的磁场分布。中央磁极下部的磁感应强度可达50mT。槽体上部直径有1600、2000、3000mm等规格。

永磁磁力脱水槽是用铁氧体永磁块提供恒定磁场的设备，它有外磁和内磁2种结构形式。外磁式的磁路和电磁磁力脱水槽完全相似。内磁式是在槽内下锥部安装塔形永磁磁系，结构示意如图2。矿浆给入拢矿圈，磁性物和非磁性粗颗粒受磁力及重力作用稠集于槽体下部，部分磁性微粒在槽内的上升液流中形成磁絮团再次下沉，经闸阀或虹吸管排出，大部分水及携带的非磁物从溢流排出。永磁磁系表面的磁感应强度可达100mT，吸着的磁性物不易脱落，经常排放不畅。

利用磁力脱水槽进行悬浮液净化回收，由于再生悬浮液的质量差，细粒度磁铁矿损失大，现已被筒式磁选机取代。

筒式磁选机依靠滚动圆筒内的固定磁铁将磁性矿物吸附到圆筒表面与非磁性物分开的选矿设备。

预磁器具有恒定磁场，使磁性物料通过磁场时获得剩磁感应的设备。磁性悬浮液的磁铁矿粉在磁场中被磁化，离开磁场后可保留约2. 4mT的剩磁感应强度，使每个矿粒相当一个小磁铁，能相互吸引成链或聚团，加快沉降速度。预磁器用于磁性悬浮液预磁。

退磁器一种具有交变磁场，使具有剩磁的物料通过交变磁场的作用退去或减弱剩磁的设备。退磁器用于磁性悬浮液退磁。

中国选矿厂所用退磁器的线圈布置有两种形式：一种是由5组。每组单位长度上有匝数不同的多层线圈，从多到少顺序排列串套在一根非磁性导管上制成。另一种是在一根非磁性导管上缠绕一个倒置的塔形线圈制成。

磁性介质的退磁是利用磁滞回线原理进行的。线圈供给交流电后，在线圈中心产生频率相同的交变磁场，磁场强度与安匝数成正比，离线圈中心越远的磁场强度弱。需退磁的矿浆从线圈匝数多的一端给入，通过交变磁场后即完成退磁作业。磁铁矿粉磁化后，一般具有剩磁感应强度约2.4mT，退磁的最大磁场强度应达5000A/m。退磁后的磁铁矿粉可消除磁团聚体，降低其沉降速度。

净化回收流程采用分选、浓缩等设备使悬浮液获得再生的工艺过程。它包括悬浮液分流净化，选后产品脱除悬浮液，回收稀悬浮液中加重质等作业内容。按选煤用的加重质性质分为磁性悬浮液和非磁性悬浮液净化回收流程。

磁性悬浮液净化回收对具有比磁化系数大于3000×10cm/g的强磁性矿物采用磁选法的工艺系统。它利用矿物的强磁性，可使工艺简化、占地面积小、加重质损失小、再生悬浮液的密度高。

磁选作业分一段、两段和多段磁选。一段磁选适用于给料量小、浓度低、煤泥少或磁铁矿粉粒度较粗的块煤悬浮液净化回收系统;两段磁选适用于给料量大、浓度高、煤泥多或磁铁矿粉粒度较细的末煤悬浮液净化回收系统。两段磁选有时中间需加缓冲浓缩设备，该流程有较强的适应性和灵活性，国内外普遍采用;多段磁选主要用于强化加重质回收。中国彩屯和抚顺西露天矿重介质选煤厂采用了三段磁选作业。

根据稀悬浮液准备方式，磁性悬浮液净化回收有不同的原则流程：有集中浓缩磁选流程;集中分级磁选流程;集中磁选流程;直接磁选分级磁选流程;分开磁选流程。

(1) 集中浓缩磁选流程。将分流的悬浮液和各处的稀悬浮液集中、浓缩后进行磁选的工艺。所有的稀悬浮液集中后，泵送到浓缩设备(耙式浓缩机、磁力脱水槽、浓缩旋流器、浓缩漏斗等)进行浓缩，底流去磁选机。该流程可提高磁选机给料浓度，减少磁选机台数，还可提供脱介筛部分用水。但是，溢流水中的细粒级磁铁矿和煤泥不能返回循环悬浮液，影响悬浮液的稳定性。该流程常用于重介质选块煤的稀介质系统。中国在20世纪70年代以前建成的田庄、大武口、吕家坨等选煤厂都用这种流程。

(2) 集中分级磁选流程。将所有的稀悬浮液集中、分级后粗粒级进行磁选的工艺。旋流器溢流和磁选精矿入耙式浓缩机浓缩，有效地回收细粒级磁铁矿溢流水作脱介筛部分用水。

(3) 集中磁选流程。将全部稀悬浮液集中磁选的流程。其特点是重介质在流程中的滞留时间短，便于调整悬浮液密度和合格介质桶液位。

(4) 直接磁选分级磁选流程。全部稀悬浮液经一段磁选，其尾矿经旋流器分级后底流粗粒级再磁选的工艺，如图7d。该流程可使稀悬浮液的滞留时间短，有利保留细粒磁铁矿和细煤泥，该流程适用于细粒级磁铁矿回收，兴隆庄选煤厂即采用该流程。

(5) 分开磁选流程。将各产品的稀悬浮液分别进行的磁选净化回收工艺。分流净化的悬浮液和风力提升器的稀悬浮液合并于某一系统回收。该流程可分别回收磁选尾矿物料作最终产品，它特别适用于重介质旋流器选末煤或不脱泥入选的悬浮液净化回收，发挥重介质旋流器分选下限低的优势。分开磁选流程需要多台磁选机。中国在20世纪80年代后期设计建成的重介质旋流器选煤厂都采用该流程。3

非磁性悬浮液净化回收非磁性加重质比磁化系数小，不能用磁选回收，只能靠自身质量或借助离心力浓缩回收，其原则流程如图8，稀悬浮液经旋流器浓缩(也可用其它浓缩设备代替)，底流入重悬浮液制备桶或直接返回复用，溢流作冲洗水。有些用黄土、重晶石或浮选尾矿做介质的选煤厂，用浮选法选出浮煤后，加重质集于尾矿仍用浓缩回收。中国的马家沟、国家庄选煤厂用浮洗尾矿或矸石粉作介质选煤，即用该流程回收，但因设备简单，再生悬浮液的质量差，有时要经多次浓缩才能达到要求。

本词条内容贡献者为:

杨刚 - 教授 - 西南大学