丁其全

（冀中能源邯鄲礦業(yè)集團(tuán)公司，河北省邯鄲市，056002）

1 概述

冀中能源邯礦集團(tuán)陶二礦選煤廠是一座入選能力為1.20 Mt／a的礦井型無(wú)煙煤選煤廠，該廠原生產(chǎn)工藝為80～0 mm不脫泥三產(chǎn)品重介分選，粗煤泥采用CSS提取精煤，細(xì)煤泥濃縮壓濾回收，洗水閉路循環(huán)。2011年底為了響應(yīng)邯礦集團(tuán)精煤戰(zhàn)略實(shí)現(xiàn)提質(zhì)增效，選煤廠對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行了改進(jìn)，在原有生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上增加了煤泥浮選并于2012年1月投入生產(chǎn)，其煤泥水處理工藝流程如圖1所示。

圖1 陶二礦選煤廠煤泥水處理工藝流程

2 XJM－KS型浮選機(jī)概況

XJM－KS型浮選機(jī)是在XJM－S型浮選機(jī)成功應(yīng)用的基礎(chǔ)上，研發(fā)出的集礦漿預(yù)處理作業(yè)和分選作業(yè)于一體的浮選機(jī)，該機(jī)的礦漿預(yù)處理作業(yè)在礦化器中完成，礦化器由噴射器、喉管和擴(kuò)散管等幾個(gè)部分組成。來(lái)料礦漿首先進(jìn)入礦化器與藥劑充分混合和礦化，再進(jìn)入浮選機(jī)槽中進(jìn)行分選。XJM－KS型浮選機(jī)簡(jiǎn)化了浮選工藝，給浮選系統(tǒng)工藝布置帶來(lái)了極大的方便。

2.1 XJM－KS型浮選機(jī)工作原理

經(jīng)過(guò)礦化器的礦化作用，將礦漿和藥劑混合后進(jìn)入浮選機(jī)第一室的假底下，葉輪旋轉(zhuǎn)在輪腔中形成負(fù)壓，使得假底下和槽內(nèi)的礦漿分別由葉輪的下吸口和上吸口進(jìn)入混合區(qū)，同時(shí)外界空氣沿導(dǎo)氣管筒進(jìn)入混合區(qū)，礦漿、空氣和藥劑在這里充分混合。在葉輪離心力的作用下，混合后的礦漿進(jìn)入礦化區(qū)，空氣被粉碎形成氣泡并與煤粒充分接觸，形成礦化氣泡，在定子和紊流板的作用下均勻分布于槽體截面，并且向上升浮進(jìn)入分離區(qū)富集形成泡沫層后由刮泡機(jī)構(gòu)排出。

假底上部未被礦化的煤粒通過(guò)循環(huán)孔和上吸口吸入葉輪，再次混合、礦化和分離。槽內(nèi)未及時(shí)礦化的部分礦漿，通過(guò)埋沒(méi)在礦漿中的中礦箱進(jìn)入第二室的假底下，完成如同第一室的全部過(guò)程后進(jìn)入第三室。如此周而復(fù)始，礦漿經(jīng)最后一室分選后入尾礦箱排出最終尾礦。

2.2 工藝特點(diǎn)

（1）礦化器的使用，簡(jiǎn)化了浮選工藝系統(tǒng)，減少了占地面積，提高了礦化率和分選效果。

（2）采用較為先進(jìn)的 “假底底吸、周邊溢流”入料方式，集直流式入料和自吸式入料于一體，克服了單獨(dú)使用直流式入料礦漿易發(fā)生短路的缺點(diǎn)和自吸式入料礦漿通過(guò)量小的缺點(diǎn)。

（3）獨(dú)特的空氣流道，將套筒進(jìn)氣管吸入的空氣同時(shí)導(dǎo)入上、下層葉輪腔內(nèi)，保證通過(guò)葉輪上下層的礦漿流在最佳礦化區(qū)域，極大地提高了礦漿礦化的幾率，提高了浮選速度。

（4）該浮選機(jī)采用液位自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，可通過(guò)控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)尾礦閘板，簡(jiǎn)化了操作，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；當(dāng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，可通過(guò)手動(dòng)操作保證生產(chǎn)順利進(jìn)行。

（5）槽內(nèi)礦漿采用 “W”形立體循環(huán)方式，氣泡在槽內(nèi)分布均勻，流態(tài)合理。

（6）浮選機(jī)的型號(hào)為XJM－KS24系列浮選機(jī)，其技術(shù)參數(shù)如下：外形尺寸為16272 mm×3950 mm×3566 mm，單槽容積為24 m3，干煤泥處理能力為0.6～1.0 t／h，礦漿處理能力為6～10 m3／h，入料壓力為0.06～0.12 MPa；攪拌電機(jī)功率為45 k W，刮泡機(jī)功率為3 k W。

3 應(yīng)用效果及效益分析

3.1 煤泥性質(zhì)分析

陶二礦選煤廠主要入洗本礦原煤，煤種屬高變質(zhì)無(wú)煙煤。洗精煤主要用于冶金和化工等行業(yè)，原煤±0.1 mm含量在30%～40%，屬難選煤。精煤產(chǎn)品的灰分不大于15.5%，硫分不大于1.0%。入浮煤泥篩分和浮沉試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1和表2。

表1 小篩分試驗(yàn)結(jié)果

從表1可以看出，入浮煤泥中＋0.50 mm的顆粒的產(chǎn)率達(dá)到了7.67%，試驗(yàn)過(guò)程中顯見(jiàn)大顆粒矸石，是由于矸石脫介篩跑粗造成的，經(jīng)過(guò)調(diào)整篩板這部分顆粒已經(jīng)去除；煤泥主導(dǎo)粒級(jí)為－0.045 mm，其含量高達(dá)47.35%，且灰分較高，說(shuō)明煤泥泥化較嚴(yán)重。

從表2可以看出，浮選精煤灰分為14%時(shí)，精煤理論產(chǎn)率為43.23%。在入浮煤泥的小浮選試驗(yàn)中，小浮選試驗(yàn)條件為浮選機(jī)容積為1.5 L，礦漿濃度為80 g／L，攪拌速度為1800 r／min，充氣量為0.25 m3／（m2·min），礦漿預(yù)攪拌時(shí)間為2 min，接觸時(shí)間為2 min，刮泡時(shí)間為3 min，入料灰分為42.35%。

對(duì)藥劑的用量及兩種藥劑的比例關(guān)系展開(kāi)了進(jìn)一步的探索，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表2 小浮沉試驗(yàn)結(jié)果

表3 小浮選實(shí)驗(yàn)結(jié)果（柴油＋GF）

由表3可以看出，當(dāng)捕收劑和起泡劑的比例為4∶1時(shí)的浮選效果最好，精煤灰分為13.92%時(shí)，可燃體回收率在65%左右，煤泥可浮性為中等可?。ㄒ罁?jù)煤炭可浮性評(píng)定辦法MT／T259－1991）。

3.2 應(yīng)用效果及效益

浮選車間自投產(chǎn)以來(lái)，經(jīng)過(guò)2個(gè)月的調(diào)試，生產(chǎn)指標(biāo)趨于穩(wěn)定，2012年的1－10月份的生產(chǎn)情況見(jiàn)表4。

表4 浮選車間月度生產(chǎn)結(jié)果%

從表4可以看出，浮選指標(biāo)逐月變好（其中2月份礦井煤質(zhì)較差，入浮煤泥灰分在46%以上，導(dǎo)致浮選完善指標(biāo)和可燃體回收率較低），從5月份至今，浮精產(chǎn)率保持在40%以上，浮選完善指標(biāo)維持在50%左右，可燃體回收率在63%以上，數(shù)量指標(biāo)也在92%以上，各項(xiàng)工藝指標(biāo)均接近設(shè)計(jì)值，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

陶二礦選煤廠在補(bǔ)建浮選車間前，煤泥經(jīng)濃縮后直接壓濾銷售，售價(jià)不高，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效益最大化。浮選車間投入生產(chǎn)后，可從煤泥中提取40%的精煤，總精煤產(chǎn)率提高了15%，至今共浮選精煤7.1萬(wàn)t，創(chuàng)效共1500多萬(wàn)元。

4 存在的問(wèn)題

XJM－KS24大型浮選機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中存在的問(wèn)題有：

（1）加藥口存在噴料和噴油現(xiàn)象。在開(kāi)機(jī)或上料出現(xiàn)中斷時(shí)，礦化器吸氣、加油孔會(huì)出現(xiàn)噴料和噴油現(xiàn)象，既造成了藥劑的浪費(fèi)，也影響了車間的文明生產(chǎn)。

（2）浮精煤刮板易斷裂。浮精煤刮板為5 mm左右的普通塑料板，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的生產(chǎn)后，該板韌性變差，易發(fā)生斷裂，建議將浮精煤刮板換成聚氨酯板。

（3）第一室常發(fā)生翻水。該浮選機(jī)入料方式為“假底底吸、周邊溢流”，當(dāng)入料量較大、假底不能完全吸收時(shí)，一些料漿不通過(guò)假底而是直接向上翻騰，造成第一室入料口處嚴(yán)重翻水，影響第一室的分選效果。

5 結(jié)論

XJM－KS24大型浮選機(jī)的應(yīng)用實(shí)踐證明，在浮選高變質(zhì)無(wú)煙煤時(shí)，擁有浮選速度快、選擇性好、性能穩(wěn)定和運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)，可獲得符合質(zhì)量要求的浮選精煤和尾煤產(chǎn)品，而且該機(jī)在使用后極大地改善了陶二礦選煤廠煤泥處理環(huán)節(jié)，減少了尾煤量，避免了煤泥壓耙事故的發(fā)生，保證了工藝系統(tǒng)的良性運(yùn)轉(zhuǎn)，在洗水閉路循環(huán)方面起到了重要作用。

［1］魏昌杰，程宏志，石煥等.XJM－S型浮選機(jī)浮選槽內(nèi)流場(chǎng)實(shí)驗(yàn)研究 ［J］.中國(guó)煤炭，2012（12）

［2］韓友偉.XJM－K20浮選機(jī)在介休選煤廠的應(yīng)用［J］.煤炭加工與綜合利用，2011（6）

［3］史英祥.XJM－K28浮選機(jī)的工業(yè)應(yīng)用 ［J］.選煤技術(shù)，2011（1）

［4］謝廣元.選礦學(xué) ［M］.徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2001

［5］石煥.XJM－KS型浮選機(jī)及其應(yīng)用 ［J］.選煤技術(shù)，2007（4）