樸正武，江明東，宋永平，嚴(yán)寶智

(1.通化礦業(yè)(集團(tuán))公司 八寶工業(yè)園選煤廠，吉林 白山 134300；2.唐山森普工程設(shè)計有限公司，河北 唐山 064000)

PAD-2000型重力流態(tài)式礦漿預(yù)處理器應(yīng)用效果分析

樸正武1，江明東2，宋永平1，嚴(yán)寶智2

(1.通化礦業(yè)(集團(tuán))公司 八寶工業(yè)園選煤廠，吉林 白山 134300；2.唐山森普工程設(shè)計有限公司，河北 唐山 064000)

為進(jìn)一步提高八寶工業(yè)園選煤廠的煤泥浮選效果，提升節(jié)能減排水平，采用PAD-2000型重力流態(tài)式礦漿預(yù)處理器代替管道式煤漿預(yù)處理器，對煤漿進(jìn)行預(yù)處理。介紹了重力流態(tài)式礦漿預(yù)處理器的結(jié)構(gòu)、工作原理、技術(shù)特點、技術(shù)參數(shù)，并分析了其在八寶工業(yè)園選煤廠的應(yīng)用效果。實踐表明：該礦漿預(yù)處理器投入使用后，煤漿預(yù)處理效果好，在入選原煤煤質(zhì)不變和浮選產(chǎn)品指標(biāo)基本相同的條件下，捕收劑和起泡劑的用量分別節(jié)省19.95%和18.37%。

礦漿預(yù)處理器；重力流態(tài)式；浮選藥劑；預(yù)處理時間

八寶工業(yè)園選煤廠位于吉林省白山市江源區(qū)砟子鎮(zhèn)八寶工業(yè)園內(nèi)，隸屬吉林通化礦業(yè)(集團(tuán))公司，是一座設(shè)計能力為2.40 Mt/a的礦井型煉焦煤選煤廠。經(jīng)多次技術(shù)改造后，原煤洗選能力達(dá)到3.00 Mt/a，洗選工藝為不脫泥、不分級無壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選、浮選的聯(lián)合工藝。入選原煤為主焦煤,灰分在40%左右，硫含量小于0.6%，粘結(jié)指數(shù)在75%～85%之間；主要產(chǎn)品包括11級主焦精煤、中煤、矸石、煤泥，精煤作為冶煉原料使用，中煤作為動力煤銷往電廠，矸石供園區(qū)內(nèi)的矸石電廠發(fā)電，實現(xiàn)了資源的綜合利用。

八寶工業(yè)園選煤廠浮選系統(tǒng)的煤漿預(yù)處理設(shè)備原為管道式煤漿預(yù)處理器，存在預(yù)處理時間短，浮選指標(biāo)不穩(wěn)定，浮選藥劑用量偏大等問題[1]，為進(jìn)一步提高煤泥浮選效果，降低浮選藥劑用量，提升節(jié)能減排水平，該廠于2014年10月將管道式煤漿預(yù)處理器更換成PAD-2000型重力流態(tài)式礦漿預(yù)處理器。重力流態(tài)式礦漿預(yù)處理器投入使用后，捕收劑和起泡劑的用量分別下降19.95%和18.37%，節(jié)能減排效果顯著。

1 PAD-2000型重力流態(tài)式礦漿預(yù)處理器

1.1 結(jié)構(gòu)

PAD-2000型重力流態(tài)式礦漿預(yù)處理器是由唐山森普工程設(shè)計有限公司研發(fā)的一種新型煤漿預(yù)處理設(shè)備，主要由高壓氣流引射霧化裝置和流態(tài)混合裝置組成，高壓氣流引射霧化裝置由加藥斗1和高壓氣流引射霧化器2組成，流態(tài)混合裝置由礦漿入料口3、箱體4、礦漿均分器5、流態(tài)混合單元6、出料口7、支腿8組成。高壓氣流引射霧化裝置的作用是使浮選藥劑充分分散，流態(tài)混合裝置的作用是使浮選藥劑與礦漿混合均勻。PAD-2000型重力流態(tài)式礦漿預(yù)處理器結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

1—加藥斗；2—高壓氣流引射霧化器；3—礦漿入料口；4—箱體； 5—礦漿均分器；6—流態(tài)混合單元；7—出料口；8—支腿；

1.2 工作原理

壓縮空氣(0.06～0.10 MPa)經(jīng)管路進(jìn)入高壓氣流引射霧化器，再經(jīng)噴嘴高速噴出，此時噴射室內(nèi)形成負(fù)壓，并產(chǎn)生抽吸作用；加藥斗中的浮選藥劑被快速吸進(jìn)噴射室，并在壓縮空氣體積迅速膨脹形成的“爆炸”沖擊和射流高速沖擊的雙重作用下霧化[2-3]，霧狀藥滴彌散在混合裝置箱體內(nèi)。煤漿從入料口進(jìn)入混合裝置箱內(nèi)，礦漿均分器通過兩次溢流將其無死角地均勻分配給最上層的流態(tài)混合單元；在自身重力作用下，煤漿沿各層流態(tài)混合單元從上向下運動，運動過程中與彌散于箱內(nèi)的霧狀藥滴接觸、混合[4-5]。

由于流態(tài)混合單元紊流堰的作用，煤漿運動過程中不斷地上下起伏、翻滾，紊流程度得到提高。各層流態(tài)混合單元為圓形，當(dāng)煤漿從其中心向周邊運動時，接觸面積逐漸增大，流動層逐漸變??；當(dāng)煤漿從其周邊向中心運動時，接觸面積逐漸減小，流動層逐漸變厚，即煤漿在運動中不斷地擴散、聚合，形成大量二次流和渦流，紊流程度進(jìn)一步提高，混合效果得到強化[6]。煤漿運動到預(yù)處理器底部后從出料口排出，進(jìn)入浮選機分選。

1.3 技術(shù)特點

PAD-2000型重力流態(tài)式礦漿預(yù)處理器具有以下技術(shù)特點：

(1)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，本身沒有運轉(zhuǎn)部件，無噪聲，故障率低，可靠性高，維護(hù)工作量??；利用煤漿自身重力和流變特性實現(xiàn)其與浮選藥劑的混合，基本無動力消耗[7]。

(2)采用高壓氣流引射霧化技術(shù)對浮選藥劑進(jìn)行霧化分散處理，藥劑分散效果好，霧滴粒度均勻、直徑小，可明顯降低藥劑用量[8]，一般可節(jié)省20%的浮選藥劑。

(3)以壓縮空氣作為動力源，藥劑霧化過程中所需的壓縮空氣風(fēng)壓低(<0.1 MPa)，風(fēng)量少(約2.0 m3/h)，動力消耗極小[9]。選煤廠現(xiàn)有的空氣壓縮系統(tǒng)余量即可滿足要求，不需要再增加空壓機等設(shè)備。

(4)粗細(xì)煤粒經(jīng)過流態(tài)混合單元上的紊流堰時所受的阻力不同，低灰粗粒煤預(yù)處理時間長，能產(chǎn)生足夠的油膜，其與氣泡的粘附強度增大，進(jìn)而使精煤灰分降低；高灰細(xì)泥隨水流漂動，預(yù)處理時間短，吸附的藥劑少，浮選選擇性高，從而使浮選完善指標(biāo)變好[10]。

1.4 技術(shù)參數(shù)

PAD-2000型重力流態(tài)式礦漿預(yù)處理器主要技術(shù)參數(shù)如下：

礦漿處理能力/(m3·h-1)

500～800

筒體直徑/m

2.0

筒體高度/m

2.40

壓縮空氣壓力/MPa

0.06～0.10

壓縮空氣風(fēng)量/(m3·h-1)

2.0～3.0

外形尺寸/(mm×mm×mm)

2 158×2 158×2 718

2 浮選入料性質(zhì)

2.1 粒度組成

浮選生產(chǎn)實踐發(fā)現(xiàn)，八寶工業(yè)園選煤廠浮選精煤灰分控制難度較大，即使浮選藥劑用量少量增加，浮選精礦灰分也會大幅升高，致使精煤產(chǎn)品質(zhì)量不合格，這是制約浮選尾礦灰分進(jìn)一步提高的主要原因。為指導(dǎo)現(xiàn)場實際生產(chǎn)，提高精煤產(chǎn)率和回收水平，以該廠浮選入料為對象，研究其粒度組成，結(jié)果如表1所示。

表1 浮選入料粒度組成Table 1 Feed size composition %

由表1可知：入料的主導(dǎo)粒級為<0.045 mm粒級，產(chǎn)率為35.83%，且灰分較其他各粒級高很多。這部分物料比表面積大，吸附藥劑的能力強，浮選選擇性差，致使浮選入料的可浮性降低。

2.2 分步釋放浮選試驗

為研究浮選入料不同部分的可浮性，進(jìn)行分步釋放浮選試驗，結(jié)果如表2所示，根據(jù)表2繪制的分步釋放浮選曲線如圖2所示。

表2 浮選入料分步釋放浮選試驗結(jié)果Table 2 Result of feed timed-release analysis %

圖2 分步釋放浮選曲線Fig.2 Curve of timed-release analysis

由表2、圖2可知：經(jīng)五次精選后最終精煤的灰分仍很高，高達(dá)10.70%；從第二次至第五次的精選結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，精煤灰分降幅很小，僅下降0.48個百分點，這與生產(chǎn)實踐中精煤灰分不易控制的情況相吻合。

3 工業(yè)應(yīng)用與效果

2014年10月完成改造工程施工與設(shè)備調(diào)試，在設(shè)備運行正常后，考察相關(guān)指標(biāo)的變化情況。改造前的9月與改造后的11月浮選藥劑用量和浮選指標(biāo)對比結(jié)果如表3所示。

由表3可知：PAD-2000型重力流態(tài)式礦漿預(yù)處理器投入使用后，在入選原煤煤質(zhì)沒有變化，且浮選指標(biāo)基本相同的情況下，噸原煤捕收劑用量下降19.95%，起泡劑用量下降18.37%，降耗效果明顯。

表3 浮選藥劑用量與浮選產(chǎn)品指標(biāo)對比結(jié)果Table 3 Comparative result of reagent dosage and product index %

該廠每年洗選原煤2.40 Mt，按每噸原煤節(jié)省捕收劑0.014 8 kg，起泡劑0.006 1 kg計算，采用重力流態(tài)式礦漿預(yù)處理器后，每年可節(jié)省捕收劑和起泡劑的用量分別為35.52、14.64 t。目前，捕收劑和起泡劑價格分別為8 000、9 000元/t，因此每年可節(jié)約浮選藥劑成本41.59萬元。

4 結(jié)語

煤漿預(yù)處理器是浮選工藝系統(tǒng)中的重要設(shè)備，對浮選精煤灰分、尾煤灰分等工藝技術(shù)指標(biāo)以及浮選藥劑成本等經(jīng)濟指標(biāo)都有重要影響。八寶工業(yè)園選煤廠采用PAD-2000型重力流態(tài)式礦漿預(yù)處理器代替原煤漿預(yù)處理器后，捕收劑用量下降19.95%，起泡劑用量下降18.37%，不但使浮選藥劑用量減少，選煤生產(chǎn)成本降低，選煤廠經(jīng)濟效益提高，而且節(jié)約了大量石化類浮選藥劑，有力地促進(jìn)了節(jié)能減排水平的提高。

[1] 趙樹彥，江明東，鄭 中，等.無動力PS型系列浮選入料預(yù)處理器的開發(fā)與應(yīng)用[J].煤質(zhì)技術(shù)，2011(6)：61-64.

[2] 李宏宇，李建昌，孫 越，等.平口噴嘴的真空射流霧化模擬分析[J].真空科學(xué)與技術(shù)，2013(3)：284-288.

[3] 魏昌杰，宋云霞.XJM-KS系列浮選機礦化器的研究與應(yīng)用[J].選煤技術(shù)，2015(1)：27-31.

[4] 吳大為.浮游選煤技術(shù)[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2004：121.

[5] 丁立親.浮選的理論和實踐[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1987：230.

[6] 張 碩.可調(diào)式跌水網(wǎng)格混合器的混合性能研究[J].中國給水排水，2009,25(11)：93-103.

[7] 楊德應(yīng).浮選礦漿跌落箱[J].選煤技術(shù)，1993(2)：35-36.

[8] 周 偉，朱金波，肖 敏，等.浮選過程煤漿預(yù)處理技術(shù)的研究[J].選煤技術(shù)，2014(4)：89-92.

[9] 張立華，周國亮，朱金波，等.煤漿預(yù)處理器的綜合評述[J].選煤技術(shù)，2011(5)：65-70.

[10] 朱 東，徐初陽.煤炭粒度及表面特性對浮選效果的影響[J].選煤技術(shù)，2008(2)：21-23.

Analysis of application of PAD-2000 gravity flow type pulp preprocessor

PIAO Zheng-wu1, JIANG Ming-dong2, SONG Yong-ping1, YAN Bao-zhi2

(1.Babao Industrial Area Coal Preparation Plant, Tonghua Mining (Group), Co., Ltd., Baishan,Jilin134300, China; 2.Tangshan Senpu Engineering Design, Co., Ltd., Tangshan, Hebei 064000, China)

In order to further improve flotation effect of coal slime and enhance energy saving or emission reduction in Babao industrial area coal preparation plant, PAD-2000 gravity flow type pulp preprocessor is used instead of pipe type one.Introduced structure, working principle, technical features and parameters of this equipment as well as analyzed its use in coal preparation plant.The application shows that this pulp preprocessor can serve coal slime well, cutting down by 19.95% and 18.37% respectively on collecting agent and frothing agent under a condition of the same feed raw coal and product indicators.

pulp preprocessor; gravity flow type; flotation reagent; preprocessing time

1001-3571(2015)03-0040-03

TD943+.2

B

2015-03-23

10.16447/j.cnki.cpt.2015.03.011

樸正武(1964—)，男，吉林省白山市人，高級工程師，從事選煤生產(chǎn)管理工作。

E-mail:1623458957@qq.com Tel：18643937555