这几年,我国的煤炭洗选加工业随着煤炭工业的发展取得了很大的进步。全国选煤厂的入选能力已接近6亿吨,原煤的入选比例达到40%左右。与此同时,对选精煤的质量也提出了更高的要求,希望生产灰分和水分更低的精煤,以满足出口和国内市场的需求。降低炼焦精煤水分,主要是降低浮选精煤的水分,这是当今选煤厂迫切要解决的问题。几年来国内先后成功地开发了用于浮选精煤脱水的加压过滤机和精煤压滤机,取得了较满意的效果。但也应该看到,这两种设备还存在着投资较大、系统较复杂、占地面积较大等缺点。而沉降过滤式离心机在选煤厂应用于煤泥和浮选精煤脱水多年,具有产品水分低、处理能力大、占地面积小、没有辅助设备、系统较简单和适于物料浓度变化范围大等优点。

 一、沉降过滤式离心机的工作原理和性能分析 沉降过滤式离心机是一种连续生产的固液分离设备,其工作原理是:当物料进入离心机转鼓内,在离心力的作用下,物料中的固体颗粒沉降在转鼓的内壁上,而液体和少量难沉降的微细颗粒从溢流口排出,成为离心液。固体颗粒由螺旋送到过滤段。由于螺旋和转鼓之间有一定的转差,物料得以进一步脱水,最终产品从排料口排出。 影响沉降过滤式离心机工作效果的主要因素有:一是离心强度。即物料所受离心力与重力的比值,主要取决于转鼓的转速。早期离心机转鼓的速度为700-1000ｒ/ｍｉｎ,离心强度为500-700。随着新材料和新技术的不断出现,目前离心机的转鼓速度达到1500ｒ/ｍｉｎ,其离心强度可达到1400。小型离心机的转鼓转速达3000ｒ/ｍｉｎ,离心强度达到2500以上。从而大大提高了固液分离效果,并降低了产品的水分。

二是离心机的结构参数。如转鼓长度与直径的比例,即长径比;推料螺旋和转鼓之间的转速差;溢流堰的高度;过滤段锥角和螺旋螺距的大小以及筛孔尺寸等。

三是被分离物料的性质。主要是物料的粒度与粘度。随着物料中细粒级含量的增加,当物料中-0.045ｍｍ粒级含量超过40%时,产品水分和离心液浓度迅速增加,固体产率和脱水效率明显下降。粘度增大,离心效果也变差。沉降过滤式离心机在选煤厂可应用于浮选精煤和原生煤泥的回收与脱水。在同样物料条件下,其产品水分比加压过滤机、真空过滤机和压滤机均要低,相对处理能力要大,具有较满意的应用效果。

二、我国沉降过滤式离心机的发展状况 20世纪80年代以前,国内选煤厂只有从前苏联引进的ＹⅡＭ-1型和国产ＷＸ-1型沉降式离心机,在一些选煤厂应用于煤泥和尾煤的脱水,取得了较好的效果。但由于零部件寿命较短、检修维护工作量大等问题,未能得到很好的应用。 为解决浮选精煤水分偏高的问题,上世纪80年代初我国开始研究沉降过滤式离心机,首台ＷＬＧ900型样机于1983年在灵山选煤厂投入使用,并通过了技术鉴定。以后在全国选煤厂推广应用了20多台,但由于其结构上存在的一些问题,机械加工的精度不够,造成了差速器使用时间短,螺旋和筛网磨损快,检修又比较困难等,致使该离心机未能得到进一步推广应用。针对该机型存在的问题,从1986年开始,我国开发ＷＬＧ-1100×2600型离心机。该机在株洲选煤厂用于浮选精煤脱水,当入料平均浓度为21%、入料灰分平均为7.76%、入料中-0.045ｍｍ粒级物料平均为42.8%的条件下,处理能力为21.16ｔ/ｈ,产品灰分为7.12%,水分为22.12%,比58ｍ2盘式真空过滤机低2个百分点,生产能力高了2.7倍。虽然该机使用效果不错,但由于受到ＷＬＧ900机型的影响,也未能推广使用。 20世纪80年代初,为提高我国的选煤机械水平,在引进设备的同时,引进了一些设备的制造技术,沉降过滤式离心机就是其中的一种。我国引进了美国ＢＩＲＤ公司的图纸和技术,产品的型号定为ＴＣＬ型沉降过滤式离心机,并在一些选煤厂应用,但使用的数量也不多。我省马兰选煤厂、斜坡选煤厂使用了沉降离心机脱水,都收到了较好的脱水效果,大大提高了处理量。

      沉降过滤式离心机在煤泥和浮选精煤脱水中有明显的优点,但近些年始终未能得到大范围的推广和应用,分析原因,主要有以下几个方面:
第一,我国自行设计研究的ＷＬＧ型离心机,由于受到当时的技术水平、材料和制造工艺的限制,使其在生产应用中出现一些问题。离心机的结构参数、零部件使用寿命、处理能力和使用中的工艺参数等方面与国外同类离心机均有一定的差距。

第二,在制造精度、加工工艺和材料等方面均达不到设计要求,不能保证制造质量,从而影响了离心机正常的使用和寿命。

第三,研究制造单位不能根据出现的问题和用户的要求,不断地完善和改进产品的结构,提高产品的质量;有的制造厂售后服务跟不上,出了问题不能很快解决,影响了离心机的推广使用。

三、发展建议 为了在选煤厂推广应用高效的煤泥脱水设备,建议要做好以下几方面的工作: 1.在充分调查研究当前国内外沉降过滤式离心机状况的基础上,充分肯定以往机型的优点,分析其缺点,找出原因,优化国产离心机的主要结构参数。
2.加强离心机前期试验研究工作。在有条件的研制单位,要应用现场煤样,进行充分试验,进一步优化有关的离心机结构参数。
3.在研究确定方案的过程中,应以设备的可靠运转为基础,技术上的先进为前提。要加强研究、设计、工厂和选煤厂之间的结合,充分听取各方面的意见,并组织专家进行论证,以确保方案的可靠性和可行性。
4.制造厂应提高机加工技术水平,确保离心机的制造精度,保证离心机的质量可靠,技术上应达到国际先进水平。
5.进行工业性试验的选煤厂要对离心机的主要参数进行考核,并对相关的工艺开展研究,进一步降低离心液的浓度和产品水分,并提高检修维护水平。

   总之,沉降过滤式离心机是一种高效的脱水设备,在选煤厂有着很好的推广应用前景。应该加快开发研究进度,为选煤厂的煤泥脱水,降低选精煤水分,提供新型的高效的装备。