張榮瑞

K－FV 50 NS充氣式浮選機的應用

張榮瑞

(西山煤電(集團)公司 官地礦選煤廠，山西 太原 030022)

介紹了普浮樂浮選機的工作原理及結(jié)構(gòu)特點，并對普浮樂浮選機與傳統(tǒng)機械攪拌式浮選機在工藝效果及經(jīng)濟效益等方面進行比較，證實了普浮樂充氣式浮選機可作為機械攪拌式浮選機的重要補充或成為其替代產(chǎn)品。

充氣式;浮選機;原理;結(jié)構(gòu)特點;應用;優(yōu)勢

西山煤電集團官地礦選煤廠為礦井型選煤廠，年設計生產(chǎn)能力3.0 Mt/a，工藝系統(tǒng)采用重介無壓三產(chǎn)品旋流器分選、煤泥浮選、尾煤壓濾聯(lián)合工藝流程，主導產(chǎn)品為高爐噴吹精煤和電精煤。煤泥浮選環(huán)節(jié)選用德國KHD洪堡威達克礦物技術股份有限公司研制和開發(fā)的新型系列充氣式浮選機 －Pneuflot普浮樂。

1 工藝簡介

官地礦選煤廠2003年進入生產(chǎn)調(diào)試階段，工藝系統(tǒng)采用重介無壓三產(chǎn)品旋流器分選，煤泥壓濾回收工藝，主要產(chǎn)品為優(yōu)質(zhì)動力煤。由于集團公司產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的需要，同時為打造山西焦煤噴吹煤生產(chǎn)基地，2006年，對煤泥水系統(tǒng)進行了工藝改造，工藝系統(tǒng)改為重介無壓三產(chǎn)品旋流器分選、煤泥浮選、尾煤壓濾聯(lián)合工藝流程，主導產(chǎn)品為高爐噴吹精煤和電精煤。技改完成后，生產(chǎn)系統(tǒng)運行正常，浮選設備運行可靠，各項工藝、性能及經(jīng)濟指標較為理想。

現(xiàn)有煤泥水系統(tǒng)流程見圖1：煤泥經(jīng)表面改質(zhì)后直接浮選流程。磁選尾礦(煤泥水)通過旋流器組回收粗煤泥后，溢流進入浮選系統(tǒng)，經(jīng)過表面改質(zhì)和二段微泡浮選后，浮選精煤采用加壓過濾機脫水，產(chǎn)品摻入精煤，浮選尾煤濃縮后經(jīng)壓濾機脫水成為煤泥。加壓過濾機濾液返回浮選系統(tǒng)進一步回收，濃縮機溢流及壓濾機濾液作為循環(huán)水重復使用(表面改質(zhì)機由于運行成本較高、設備故障率高，現(xiàn)已停止使用)。

圖1 改造后煤泥水系統(tǒng)工藝流程圖

2 浮選機工作原理

浮選礦漿首先以一定的壓力被輸送到安裝在浮選槽上方入料管上的空氣反應器里，空氣反應器(自吸式或帶有風機或空壓機的動力式)安裝在向下的垂直入料管上。充氣后的礦漿從空氣反應器內(nèi)通過中心管進入到位于浮選槽底部的物料分配盤里，附著有疏水礦物顆粒的空氣泡浮升到浮選槽的上部并形成泡沫層，泡沫產(chǎn)品隨溢流進入環(huán)繞浮選槽的環(huán)形精礦槽內(nèi)。未附著在空氣泡上的顆粒物形成尾礦從浮選槽錐體底部排出。浮選液位控制是根據(jù)液位傳感器采集信號來調(diào)整底流閥的開啟度，而實現(xiàn)或是通過所謂的“鵝頸”排料管裝置。

KHD洪堡威達克股份公司設計開發(fā)的普浮樂充氣式浮選機的工藝步驟示意圖見圖2。

圖2 PNEUFLOT原理圖

礦漿在進入給料泵之前已被添加并混和藥劑。在泵入浮選槽的過程中，通過空氣反應器進行物料的充氣、氣泡的細化彌散及混入。氣泡與顆粒的碰撞接觸主要發(fā)生在空氣反應器里，部分發(fā)生在去礦漿分配盤的路途上。氣泡與礦物顆粒表面相互結(jié)合的動能是通過空氣反應器內(nèi)的礦漿紊流產(chǎn)生的。因而給料泵輸出物料的壓力和流速應達到要求。物料分配盤將充好氣并礦化好的礦漿垂直向上噴入浮選槽內(nèi)。浮選槽的任務僅僅是將附著有礦物顆粒的泡沫從礦漿中分離出來。

3 煤質(zhì)特征

官地礦主要可采煤層共5層，分別為2#、3#、6#、8#、9#煤層。其中，2#、3#為貧瘦煤，6#、8#、9#為貧煤，目前，開采的為 2#、3#、6#、8#煤層，選煤廠入洗以 2#、8#為主，配洗少量 3#、6#，其余原煤直銷。

對入浮煤泥進行了篩分、浮沉、浮選試驗分析，具體指標見表1，表2，表3，煤泥可選性曲線見圖3。

表1 小篩分試驗結(jié)果報告表

表2 煤泥浮沉試驗報告表

表3 小浮選試驗報告

圖3 煤泥可選性曲線

從以上資料可以看出：

1)煤泥主導粒級為0.25～0.075 mm，占本級34.85%。

2) －1.50密度級累計產(chǎn)率為79.70%，灰分為10.35%，煤泥可浮性好。

3)從小浮選試驗結(jié)果可以看出，入料濃度在80～120 g/L時，浮選精煤產(chǎn)率均大于75%。

4 應用情況分析

4.1 工藝效果

設備投入使用以來，系統(tǒng)各項工藝指標取得了較好的效果。工藝效果指標見表4。

表4是該廠使用煤油 +仲辛醇狀況下獲取的數(shù)據(jù)，另外，借鑒該設備在國外的成功應用經(jīng)驗，對德國KHD公司EKOF浮選股份有限公司專為該設備研制開發(fā)的EKOF浮選藥劑進行了工業(yè)試驗，也取得了較為理想的效果：在保證浮精產(chǎn)品質(zhì)量指標的前提下，浮精產(chǎn)率可提高2%～3%。

表4 工藝效果指標

4.2 操作要點

1)對于自吸充氣式浮選機來說，由于其空氣反應器特有的結(jié)構(gòu)特點，穩(wěn)定的入料壓力是保證其充氣量的重要因素，也是保證浮選工藝效果的關鍵因素。

2)系統(tǒng)跑粗會造成空氣反應器堵塞，影響浮選效果。因此，該浮選機對生產(chǎn)工藝跑粗環(huán)節(jié)管理要求較為嚴格。

3)該設備浮選精煤以自溢方式流出，操作時應采用合適的藥劑比例，可根據(jù)不同的煤種選擇合適的藥劑。浮選藥劑的選擇性對設備運行效果起到關鍵作用。普浮樂浮選機工藝流程圖見圖4。

4.3 充氣式浮選機的優(yōu)點

1)工藝簡單操作容易。

2)單機處理能力大。

3)在浮選機前無需專門設置添加藥劑的攪拌桶。

4)由于對浮選入料變化的適應性強，可入浮固體含量較少濃度較低的浮選入料。

圖4 普浮樂浮選機工藝流程圖

5)兩段的設計，每個單元的分選效率明顯較高。

6)普浮樂浮選機中無任何運轉(zhuǎn)部件，空氣反應器采用新型的耐磨陶瓷材料，降低了設備的消耗及維護保養(yǎng)。

7)占用空間少。

4.4 設備運行存在的問題

設備運行以來，設備性能及運行指標基本可靠，但也存在著一定的問題：

1)與設備配套的調(diào)整回流量控制入料液位的自動調(diào)節(jié)裝置不能滿足生產(chǎn)要求，現(xiàn)生產(chǎn)過程通過改造的回流管手動調(diào)節(jié)回流量，來調(diào)整入料池液位，達到保證入料壓力、充氣量的目的。

2)入料“T”型彎頭因焊接存在缺陷，容易破損，現(xiàn)已更換為自制的耐磨彎頭。

3)由于該類型的浮選機浮精泡沫以自溢方式進入精煤收集槽，所以泡沫流動性要求較高，浮精濃度相對較低，生產(chǎn)過程中，浮精濃度約120～150 g/L，對后續(xù)脫水環(huán)節(jié)設備要求較高。

4)空氣反應器噴咀為直徑為22 mm，系統(tǒng)跑粗容易造成空氣反應器噴咀堵，嚴重影響浮選效果，工藝跑粗管理要求相當嚴格。

5)該浮選機特有的工作方式，對藥劑的選擇性、分散性要求較高，該廠目前采用藥劑是煤油和仲辛醇。該廠對EKOF藥劑、乳化油進行應用性試驗，取得較好的浮選效果，但是從綜合效益的角度出發(fā)，效果不太理想，目前，該廠正在尋求綜合效益較好的一種藥劑。

6)設備設計通過能力為800～1 000 m3/h，從應用情況看：在該廠的生產(chǎn)條件下，該設備在500 m3/h左右，工藝效果較好。情況見表5。

表5 設備檢修維護情況

4.5 設備檢修維護情況

該浮選機無運轉(zhuǎn)部件，日常維護較為簡單，只需對空氣反應器、礦漿分配盤、管路等容易磨損的部件和相關設備泵及電機進行日常維護和保養(yǎng)。

設備在該廠運行3年來，日常檢修和維護量極小，易磨損部件未進行過更換;管路部分只對浮選槽入料“T”型彎頭、伸縮節(jié)進行過更換。設備檢修維護

5 綜合評價

自2006年1月10日投入使用以來，設備運行正?？煽?，各項性能指標基本達到工藝要求和設計要求。由于設備沒有運轉(zhuǎn)部件，動力消耗少，設備維護量小，設備幾乎沒有進行過檢修，只對輔助設備給料泵進行過必要的維護和檢修。設備調(diào)整操作簡單方便，操作人員勞動強度大大降低。

充氣式浮選機是先進的高效低耗大型化設備，普浮樂可靠性高、選擇性好、能耗低、占用廠房空間少，在官地礦選煤廠取得了較好效果的應用，現(xiàn)在全世界有20多座大型洗煤廠成功采用普浮樂浮選機，其經(jīng)濟工藝性能以及長期的實踐運行證明，充氣式浮選機可作為機械攪拌式浮選機的重要補充或成為其替代產(chǎn)品。

Application on K－FV 50 NS Pneumo Type Flotation Cell

Zhang Rong－rui

Introduces the working principle and structural characteristics of PNEUFLOT flotation cell，and compares the process effect，economic benefits and other to PNEUFLOT flotation cell and the traditional mechanical agitation flotation cell.Proved the PNEUFLOT flotation cell is an important complement or substitutes of the traditional flotation cell.

Pneumo type;Flotation cell;Principle;Structural characteristics;Application;Advantages

TD456

A

1672－0652(2012)07－0016－04

2012－06－18

張榮瑞(1973—)，男，山西臨猗人，1996年畢業(yè)于山西礦業(yè)學院，工程師，主要從事選煤技術管理工作(E －mail)zrr660@sina.com