鄧建軍，郭崇濤，王傳真

(1.中國礦業(yè)大學(xué) 化工學(xué)院，江蘇 徐州 221000；2.淮北礦業(yè)集團(tuán) 渦北選煤廠，安徽 淮北 235000)

基于射流原理的風(fēng)力射流乳化器在渦北選煤廠的應(yīng)用實(shí)踐

鄧建軍1，郭崇濤2，王傳真1

(1.中國礦業(yè)大學(xué) 化工學(xué)院，江蘇 徐州 221000；2.淮北礦業(yè)集團(tuán) 渦北選煤廠，安徽 淮北 235000)

針對渦北選煤廠浮選生產(chǎn)中礦漿準(zhǔn)備器霧化效果不佳的問題，通過采用基于射流原理的風(fēng)力射流乳化器，并對礦漿準(zhǔn)備器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)改造，從而提高了霧化效果，降低了浮選油耗，改善了浮選效果。

浮選；礦漿準(zhǔn)備；風(fēng)力乳化器；浮選油耗；浮選效果

目前，國內(nèi)選煤廠大多采用泡沫浮選工藝來處理細(xì)粒(<0.5 mm)煤泥，主要采用的設(shè)備是浮選機(jī)或浮選柱[1-4]。在浮選工藝中，礦漿預(yù)處理作業(yè)是浮選工藝中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，不僅對浮選過程的好壞起到重要影響，同時(shí)還關(guān)系到浮選藥劑消耗量，對浮選生產(chǎn)成本與浮選精煤產(chǎn)率均起到較大影響[5-9]。

1 概述

渦北選煤廠隸屬于淮北礦業(yè)集團(tuán)公司，是一座設(shè)計(jì)能力為12.00 Mt/a的大型礦區(qū)型選煤廠。該廠分兩期建設(shè)，已投產(chǎn)的一期工程年入選原煤6.00 Mt，采用無壓三產(chǎn)品重介旋流器+機(jī)械攪拌式浮選機(jī)生產(chǎn)工藝。但在實(shí)際生產(chǎn)中，浮選作業(yè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)了礦漿準(zhǔn)備器進(jìn)油不暢、霧化效果不好等問題，嚴(yán)重影響選煤廠生產(chǎn)的連續(xù)性和浮選工藝各項(xiàng)指標(biāo)。針對該問題，渦北選煤廠在礦漿預(yù)處理環(huán)節(jié)采用了基于射流原理的風(fēng)力乳化器，實(shí)際應(yīng)用表明，該乳化器不但動力消耗低，而且霧化效果好。

2 存在問題及原因分析

渦北選煤廠采用不脫泥直接浮選工藝，具體工藝流程圖如圖1所示，浮選系統(tǒng)主要設(shè)備及型號規(guī)格見表1。生產(chǎn)中，末精煤弧形篩和高頻篩的篩下物進(jìn)入φ30 m的濃縮機(jī)，濃縮機(jī)底流進(jìn)入礦漿準(zhǔn)備器，與浮選藥劑充分混合后，進(jìn)入浮選機(jī)。

圖1 浮選系統(tǒng)工藝流程圖

2.1 存在問題

在實(shí)際生產(chǎn)過程中，渦北洗煤廠礦漿準(zhǔn)備器存在進(jìn)油不暢、霧化效果不佳等問題，甚至出現(xiàn)礦漿準(zhǔn)備器沒有霧化效果的狀況，嚴(yán)重影響浮選操作，制約了油耗的降低和浮選效果的提高。

改造前浮選月度生產(chǎn)情況統(tǒng)計(jì)表見表2，從該表中可以看出，浮選油耗在0.30 kg/t左右，浮精合格率僅為32%，浮選精煤產(chǎn)率約為60 %。

由于霧化效果不佳造成的浮選油耗較高，不僅造成藥劑的嚴(yán)重浪費(fèi)，并且使得浮選生產(chǎn)效果波動較大，同時(shí)多余的浮選藥劑在系統(tǒng)積聚后，不利于生產(chǎn)系統(tǒng)的連續(xù)性。因此，徹底解決礦漿準(zhǔn)備器霧化效果較差問題是十分必要的。

2.2 原因分析

經(jīng)過深入分析發(fā)現(xiàn)，造成礦漿準(zhǔn)備器霧化效果不佳的根本原因是部分空氣隨輸油管進(jìn)入礦漿準(zhǔn)備器內(nèi)，并在其內(nèi)部的豎管中逐漸集聚，形成“氣阻”，由于現(xiàn)用浮選輸油系統(tǒng)落差偏小，使得浮選藥劑進(jìn)入礦漿準(zhǔn)備器時(shí)的壓力不足，流速過慢，無法沖破“氣阻”， 進(jìn)而造成進(jìn)油不暢，甚至油管堵塞，嚴(yán)重阻礙油劑與起霧盤接觸，從而喪失了霧化效果。輸油管越長，管阻越大，現(xiàn)象越嚴(yán)重。

表1 浮選系統(tǒng)主要設(shè)備明細(xì)表

表2 改造前浮選月度生產(chǎn)情況統(tǒng)計(jì)表

3 改造方案

3.1 增設(shè)風(fēng)力射流乳化器

由于原礦漿準(zhǔn)備器霧化系統(tǒng)中浮選藥劑無法克服阻力到達(dá)起霧裝置，故可采取引入外力方式促進(jìn)藥劑霧化。由于高壓風(fēng)源在選煤廠生產(chǎn)系統(tǒng)中較為豐富，故考慮采用基于射流原理的風(fēng)力乳化裝置。

風(fēng)力射流乳化器(圖2)主要由進(jìn)油管、進(jìn)氣管、油氣負(fù)壓混合區(qū)、出油管等組成。其工作原理為：高壓風(fēng)從出氣孔高速噴出，在負(fù)壓混合區(qū)內(nèi)形成高度負(fù)壓，浮選油劑被吸入并卷裹到射流中，受風(fēng)力的強(qiáng)力沖擊和剪切作用，分散成微小油滴，最后從出油管噴出。

根據(jù)前人關(guān)于射流方面的研究可知，在一定范圍內(nèi)，進(jìn)氣管的壓力越大，射流的速度越大，負(fù)壓混合區(qū)的負(fù)壓也越大，形成的對藥劑的抽吸作用越激烈，從而可將藥劑快速吸入，并劇烈剪切粉碎成微小液滴，進(jìn)而達(dá)到預(yù)分散效果。因此生產(chǎn)過程中，只需通過調(diào)整風(fēng)壓即可控制霧化效果[10-11]。

圖2 風(fēng)力射流乳化器結(jié)構(gòu)示意圖

3.2 礦漿準(zhǔn)備器內(nèi)部結(jié)構(gòu)改造

為實(shí)現(xiàn)風(fēng)力射流乳化器效果最佳，需對礦漿準(zhǔn)備器內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行配套改造。

圖3所示為礦漿準(zhǔn)備器改造示意圖，具體內(nèi)容是：首先，將原礦漿準(zhǔn)備器的進(jìn)油管改為風(fēng)力乳化助力器的進(jìn)氣管；其次，對礦漿準(zhǔn)備器的回油管進(jìn)行改造，將回油管改造成為助力器儲油區(qū)的進(jìn)油管；最后，將助力器的出油管與通往霧化盤的管道連接好，用普通六分管取代原礦漿準(zhǔn)備器的油嘴，進(jìn)行霧化試驗(yàn)。

圖3 礦漿準(zhǔn)備器改造示意圖

4 改造效果

4.1 起霧效果

圖4所示為改造前后礦漿準(zhǔn)備器起霧效果對比圖。由圖4(a)可以看出，改造前，起霧效果較弱；圖4(b)顯示，改造后起霧效果顯著改善，霧化油滴充滿整個(gè)礦漿準(zhǔn)備器。

(a) 改造前 (b) 改造后

4.2 浮選油耗與浮選效果

表3所示為改造后該選煤廠浮選月度生產(chǎn)情況統(tǒng)計(jì)結(jié)果。對比表3可知，改造后浮選油耗下降約30個(gè)百分點(diǎn)，浮選精煤產(chǎn)率上升約20個(gè)百分點(diǎn)，浮選精煤產(chǎn)量也有一定提高，有利于產(chǎn)量最大化。

表3 改造后浮選月度生產(chǎn)情況統(tǒng)計(jì)結(jié)果

4.3 效益分析

渦北選煤廠目前的年處理量為6.00 Mt，藥劑耗量降低0.17 kg/t，藥劑按照0.60萬元/t計(jì)算，則每年可節(jié)約藥劑費(fèi)用360萬元。

綜上可知，風(fēng)力射流乳化器在渦北選煤廠浮選生產(chǎn)取得了良好的應(yīng)用，不僅顯著改善了霧化效果，保障了浮選生產(chǎn)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，并且大大降低了浮選藥劑消耗，提高了浮選效果，為企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

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Application of the pneumatic emulsifier working on getting principle at Guobei Coal Preparation Plant

DENG Jian-jun1, GUO Chong-tao2, WANG Chuan-zhen1

(1. School of Chemical Engineering & Technology, China University of Mining and Technology, Xuzhou, Jiangsu 221000, China; 2. Guobei Coal Preparation Plant, Huaibei Mining Group, Huaibei, Anhui 235000, China)

Because of the poor atomizing performance of the pulp pre-processor originally used in flotation circuit, work is made on the development of a pneumatic emulsifier based on get principle and the according reform of the structural design of the pulp pre-processor. The use of the new emulsifier has led to match better atomization effect, reduced consumption of flotation agents and improved flotation performance.

flotation; pulp preprocessing; pneumatic emulsifier; consumption of flotation agent; flotation performance

1001-3571(2016)05-0063-04

TD943

B

2016-09-11

10.16447/j.cnki.cpt.2016.05.017

鄧建軍(1973—), 男, 江西省樂安縣人,副教授, 從事礦物加工工程的教學(xué)與研究工作。

E-mail：djjlc@163.com Tel：0516-83883530

鄧建軍，郭崇濤，王傳真.基于射流原理的風(fēng)力射流乳化器在渦北選煤廠的應(yīng)用實(shí)踐[J]. 選煤技術(shù)，2016(5)：63-66.