我国煤用浮选机充气搅拌装置分析

导读:、搅拌方式机械搅拌式浮选机利用叶轮的旋转对矿浆进行搅拌，叶轮起到吸气和搅拌的双重作用，叶轮的转速一般较高，因此对矿浆的有较强的搅拌作用，且有利于浮选药剂的分散，由于定子导流装置的作用，能够保证浮选区液面的稳定。

我国煤用浮选机充气搅拌装置分析 浮选机是我国选煤厂回收细粒煤最主要的浮选设备，浮选机的充气搅拌装置担负着对矿浆进行充气、搅拌，使其循环等作用，从而为浮选过程的顺利进行创造良好的流体动力学状态。

这里通过对我国几种煤用浮选机充气搅拌装置进行介绍和分析，提出了一个性能良好的充气搅拌装置所应满足的要求，为我国选煤企业浮选机的改造以及新型充气搅拌装置的设计提供参考。

1、机械搅拌式浮选机 目前在我国选煤厂应用较广的浮选机为XJM-S系列机械搅拌式浮选机，约占我国煤泥浮选设备的70%以上。

机械搅拌式浮选机的充气搅拌装置主要由叶轮、定子、轴、套筒、胶带轮、进气管等部分组成。

叶轮没有两层，上层叶轮用来吸入空气和循环槽内矿浆，下层叶轮用来吸入新鲜矿浆。

叶轮通过轴和胶带轮在电机的带动下高速旋转，此时在叶轮的中间区域形成负压，由于在叶轮轮毂上开有环形气道，外部空气通过轴和套筒之间的通道进入叶轮上下层，实现双系统进气。

在进气口设有风量调节闸板，在运转过程中，操作人员可根据需要随时调节进气量。

进入的空气被高速旋转的叶轮切割、分散成大量小气泡，气泡和吸入的矿浆混合后在定子的导流作用下分散到浮选槽内，从而完成充气搅拌过程。

定子采用分体式结构，分为盖板和导向叶片两部分，安装后可以保证吸浆管与叶轮下吸口的轴向间隙以及叶轮与定子叶片的径向间隙达到设计要求，从而使叶轮能吸入大量的新鲜矿浆，并减轻了起吊质量和安装难度。

机械搅拌式浮选机的充气搅拌装置的特点是： （1）自吸空气方式不仅使浮选系统简单、设备台数少、操作和管理方便，而且空气在液流卷吸作用下进入浮选槽，弥散效果好，气泡分布均匀。

（2）由于叶轮要起到切割空气和吸入矿浆等作用，对叶轮的设计有特殊要求，叶轮转速一般较高，能耗相对较高。

（3）性能稳定，对煤种变化和生产波动的适应性较强。

2、压气式机械搅拌浮选机 国外煤用压气式浮选机主要为波兰的IF系列压气式机械搅拌浮选机，已在波兰应用近百台，在我国也有应用。

压气式机械搅拌式浮选机的充气搅拌装置主要由叶轮、定子和定子底座组成，煤浆通过中心的给料装置给入，压缩空气由空心轴进入，从轴的端部排出，煤浆和压缩空气沿叶轮的叶片，通过定子导向抛出，然后逐步上升，在搅拌、抛射、上升过程中完成矿化作用。

这种浮选机的充气搅拌装置的特点是： （1）充气均匀，充气量可调，可根据生产需要产生数量充足、尺寸合适的微气泡。

（2）自动化程度高：压气量及矿浆液位高度已实现自动化测控。

（3）能耗较低。

3、喷射式浮选机 喷射式浮选机是利用喷射和微泡析出机理实现煤浆充气、气泡矿化的喷射型浮选机。

经过优化的FJC系列喷射式浮选机目前已在100余座选煤厂推广应用。

FJC系列喷射式浮选机的充气搅拌装置主要由给料管、进气管、喷嘴及喉管组成，如图1所示。

煤浆经泵加压由喷嘴高速喷出后，在喷射室形成负压。

空气即通过进气管进入混合室，并被喷嘴出的高速旋转喷射流裹卷和剪切，同时溶解于煤浆中的空气呈过饱和状态，以微泡形成有选择性地在煤粒表面析出。

最终充气煤浆经喉管喷出后撞击假底，实现对煤浆的充气搅拌。

该充气搅拌装置具有较大的强度和搅拌范围，整个充气搅拌装置只有四根吸气管伸出液面，有利于泡沫层向刮泡堰均匀游动。

具体特点为： （1）无机械搅拌部件，结构较简单。

（2）气泡以微泡析出，充气量较大。

（3）矿浆通过量大。

（4）有利于较粗颗粒的浮选。

4、性能对比 https://www.flowerba.com/、充气性能 机械搅拌式浮选机是利用叶轮旋转产生负压，吸入空气并对空气切割成大量小气泡，从而实现浮选机的充气，这样就需要叶轮有较高的转速，并且要对空气具有较强的切割功能，但浮选机无需外部风源供风，系统简单。

压气式机械搅拌浮选机的空气靠外部给入，充气量大，并且可以调节，充气均匀，但需要单独的充气系统，能耗相对较低，有利于设备的大型化开发。

喷射式浮选机在充气方式上主要利用高速煤浆在喷嘴处的射流形成负压吸入空气，并被喷嘴喷出的旋转煤浆裹卷和剪切成大量小气泡，混合室内经循环泵加压的空气也在煤粒表面有选择性的以微泡形成析出。

图2所示为国外的一些研究者对矿物颗粒进行不同充气方式的浮选试验结果。

说明了微泡可强化浮选效果，因此在保证充气量的前提下可提高微泡的比例。

https://www.flowerba.com/、搅拌方式 机械搅拌式浮选机利用叶轮的旋转对矿浆进行搅拌，叶轮起到吸气和搅拌的双重作用，叶轮的转速一般较高，因此对矿浆的有较强的搅拌作用，且有利于浮选药剂的分散，由于定子导流装置的作用，能够保证浮选区液面的稳定。

压气式机械搅拌浮选机与自吸式机械搅拌浮选机均靠叶轮的旋转对矿浆搅拌，叶轮主要起到搅拌矿浆的作用，搅拌强度要能够保证矿粒悬浮。

喷射式浮选机无运动部件，主要依靠高速煤浆从喉管喷出后撞击假底，实现对矿浆的冲气搅拌，搅拌范围和强度都比较大。

、分选选择性 浮选精煤分高一直是我国选煤行业普遍存在的问题，几种搅拌装置在合适的条件下都取得了较好的分选效果，但浮选精煤中高灰细泥的夹带依然很严重，有待进一步研究改进。

5、结语 综上所述，浮选机充气搅拌装置的改进和设计要尽量满足以下要求： （1）具有较好的充气性能，充气量可调，在保证充气量的前提下可提高微泡的析出量，强化浮选效果。

（2）搅拌装置要能够保证矿粒悬浮和浮选槽液面的稳定性，针对不同煤种的密度和可浮性差异，设计考虑搅拌强度和槽内矿浆循环比的可调性，以实现流体动力学参数最优。

（3）在满足浮选效果的前提下尽可能使搅拌装置结构简单，维修方便，能耗较低。

充气搅拌装置是浮选机的核心部件，只要能起到较好充气性能和搅拌性能的充气搅拌装置都可以来进行研究和应用，通过这里的介绍和分析以期能对我国煤用浮选机充气搅拌装置的改进以及新型充气搅拌装置的研发提供参考和借鉴。

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简单介绍空气析出式浮选机

简单介绍空气析出式浮选机 1、空气析出式浮选机的特点 这是一类能从矿浆中析出大量微泡为特征的浮选机，故称之为空气析出式浮选机，或降压式浮选机。

属于这类浮选机的喷射式、旋流式和真空浮选机。

它们都无机械搅拌器，无传动部件。

这类浮选机进一步又可分为吸气式和真空减压式，而矿浆加压式可再细分为吸气式和压气式两类。

由于真空减压式结构复杂，使用很少，在此仅介绍矿浆加压式。

2、XPM喷射 （旋流）式浮选机 喷射 吸气式浮选机和机械搅拌式浮选机不同，它的矿浆导入，空气吸入以及矿浆和空气搅拌所需动力均由泵来提供。

因此属于非机械搅拌式浮选机。

但它不同于充气式。

充气式浮选机是以强制导入空气为主要特征，而喷射 吸气式则以强制导入液体，当液体在一定压力下通过喷射 装置时吸入空气为特征的。

XPM喷射 （旋流）式浮机是我国自行研制的煤用浮选机，现有XPM-4和XPM-8两种型号，单槽容积分别为4m3和8m3。

主要由充气搅拌机构、槽体、矿浆循环系统及放矿、刮泡机构等组成。

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新型机械搅拌浮选机在洗煤厂的调研

新型机械搅拌浮选机在洗煤厂的调研 浮选设备从结构上基本分四大类：（1）吸气机械搅拌式浮选机；（2）充气式浮选；（3）喷射式浮选机；（4）微泡浮选柱及深槽浮选机。

1、吸气机械搅拌式浮选机使用情况 集团公司崔镇洗煤厂及微山七五煤矿使用的是XJM-S系统吸气机械搅拌式浮选机，该类型浮选机在国内浮选设备的应用领域是主流，其优点是机械搅拌形成的分选空间液流稳定，槽体较浅利于区间的大颗粒精煤回收。

另外XJM-S系统浮选机是XJM系统浮选机的更新换代产品，其入料方式，“假底假吸，周边串流”，解决了矿浆通过量受限的问题，“S”双层伞叶轮，流道的优化设计和“W型流态”，有效降低功率消耗；充气方式为“单控点，双系统进气”，可实现充气量在线调控。

其缺点是定子、转子磨损较快。

2、充气式浮选机使用情况 集团公司龙固洗煤厂应用德国KHD公司生产的充气式浮选机，此浮选机特点是处理能力大，两台串联使用形成一组，每组浮选机的矿浆通过量在1000m3左右，分选效果一般。

浮选机的形状是直径的圆桶状，如在良庄洗煤厂使用，厂房内的承重梁位置需进行大的改动，因此不适合该厂使用。

莱新洁净煤应用的是瑞曲生产的14m3的充气式浮选机，其分选精度较高，泡沫细小且均匀，能确保精矿、尾矿指标要求，机械搅拌系统的耐磨性能很好。

但除整机设备价格贵外，备件价格亦很贵。

3、喷射式浮选机使用情况 对喷射式浮选机在临沂天威煤业、枣矿田陈煤矿洗煤厂及淮北临浼洗煤厂的使用情况进行了调研。

此类浮选机应用泵的动力实现矿浆的搅拌，因此其形成的泡沫层较好，分选效果也较好。

但存在液流不稳定，区间的大颗粒浮起来后在不稳定的液流冲击下，又从微泡上落下，造成部分粗颗粒不能回收，从而影响精煤回收率，另外，此种浮选机操作难度相对较大，产品质量亦不很稳定。

4、微泡浮选柱及深槽浮选机的使用情况 集团公司孙村煤矿厂应用浮选柱，不仅药耗高，且对区间的粗颗粒回收较差。

协庄洗煤厂应用芬兰生产的深槽浮选机也同样存在粗颗粒难回收的问题。

枣矿柴里洗煤厂应用的浮选柱采用分级浮选工艺，使用高频筛将大于的大颗粒直接脱水进入产品，小于的煤泥水进浮选柱进行分选，其使用效果很好，分选精度较高，产品质量能得到有效控制。

此设备如在良庄洗煤厂应用，首先厂房需进行大的土建改动，另外还需增加一套分级设备及粗煤泥分选工艺，投入较大且不易管理。

5、调研结论 从以上调研情况分析，确定选用XJM-S系统吸气机械搅拌式浮选机。

使用此类浮选机可在原土建基础上，厂房无需进行大的土建改动，且操作平稳简单，粗颗粒也得到有效回收，能确保精煤回收率。

相关设备：BF浮选机、充气机械搅拌式浮选机、BSK浮选机。

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