劉 威

(山西焦煤汾西礦業(yè)集團(tuán) 水峪選煤廠，山西 孝義 032300)

1 選煤廠概述

水峪選煤廠二車間于2010年9月開始籌建，設(shè)計(jì)能力為3.0 Mt/a，采用不脫泥無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器+粗煤泥重介質(zhì)旋流器+細(xì)煤泥浮選的聯(lián)合工藝流程；產(chǎn)品屬中灰、高硫煉焦精煤，質(zhì)量指標(biāo)為：Ad不大于10.00%，St，d不大于2.50%，Vdaf為20.00%～24.00%，GR.I不小于80，Y值16～20 mm。2011年10月正式投入生產(chǎn)后，雖經(jīng)多次技術(shù)改造，介耗仍高達(dá)2.5 kg/t。因此，介質(zhì)回收系統(tǒng)急需改進(jìn)完善。

水峪選煤廠二車間工藝流程見圖1。其介質(zhì)回收系統(tǒng)為：合格介質(zhì)用泵打至無壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器作為分選介質(zhì)。精煤、中煤、矸石各自的脫介弧形篩首先脫除懸浮液，再經(jīng)脫介篩合格介質(zhì)段、稀介質(zhì)段脫除剩余懸浮液，精煤合格懸浮液一部分直接回收進(jìn)入合格介質(zhì)桶，另一部分分流至煤泥重介質(zhì)旋流器，分選后溢流入精煤磁選機(jī)，底流入中煤磁選機(jī)。精煤、中煤和矸石稀介質(zhì)系統(tǒng)彼此獨(dú)立，三部分稀介質(zhì)分別進(jìn)入各自的磁選機(jī)，選出的磁選精礦返回合格介質(zhì)桶，從而將重介質(zhì)磁鐵礦粉與其他非介質(zhì)物料分開，實(shí)現(xiàn)介質(zhì)回收作業(yè)。

2 存在問題及原因分析

為準(zhǔn)確查明重介質(zhì)系統(tǒng)介質(zhì)損失情況，對(duì)各部分產(chǎn)品帶介情況進(jìn)行了詳細(xì)排查，發(fā)現(xiàn)的主要問題如下。

(1)精煤磁選機(jī)尾礦產(chǎn)品帶介量高，平均磁性物含量達(dá)0.32%，磁選機(jī)翻花現(xiàn)象頻繁，翻花時(shí)跑介量大大增加。分析其原因?yàn)椋孩?精煤脫介噴水孔徑為10 mm，每個(gè)噴嘴流量6～7 m3/h，脫介篩(型號(hào)ABS3661)每排布置13～14個(gè)(共3排)噴嘴，則4臺(tái)脫介篩稀介質(zhì)段噴水流量為972～1 134 m3/h，噴嘴布局不盡合理；② 分流量控制不準(zhǔn)確，每臺(tái)脫介篩由2個(gè)分流閥門控制分流量，分流開度常大于50%；由于分流板經(jīng)常磨損，閥門故障率高，常導(dǎo)致生產(chǎn)過程中分流量增加，不易察覺；③ 三產(chǎn)品旋流器入介泵由型號(hào)350ZJ-I-A85(81)更換為型號(hào)TZJST350-1000，介質(zhì)循環(huán)量增至2 300～2 500 m3/h，懸浮液流量分布按合介質(zhì)段、稀介質(zhì)段9∶1分布，稀介質(zhì)段懸浮液分布增至230～250 m3/h(由于脫介弧形篩利用面積不足，稀介質(zhì)段懸浮液流量比此數(shù)據(jù)要大)，分流量按初設(shè)300 m3/h計(jì)算，合計(jì)稀介質(zhì)段流量達(dá)1 684 m3/h，接近磁選機(jī)(6臺(tái)型號(hào)HMDA-6，筒體尺寸914mm×2972mm)最大通過量1 770 m3/h。

圖1 水峪選煤廠二車間工藝流程示意

(2)重介質(zhì)精煤產(chǎn)品帶介量高，平均帶介量達(dá)1.15 kg/t。分析其原因?yàn)椋孩?弧形篩包角為45°，現(xiàn)場觀察篩面脫介利用面積僅1/2，出料點(diǎn)靠近篩面前端，出料不勻，脫介篩存在合格介質(zhì)段向稀介質(zhì)段“串料”、“串介”現(xiàn)象；② 生產(chǎn)過程中篩面噴水時(shí)無霧化現(xiàn)象，脫介篩噴水壓力不足，噴嘴距離篩面較遠(yuǎn)，落水點(diǎn)有直接沖擊擋水堰等問題，導(dǎo)致精煤產(chǎn)品脫介效果差。

(3)矸石產(chǎn)品帶介量高：平均帶介量達(dá)0.55 kg/t。分析其原因：重介質(zhì)矸石與懸浮液由2根φ350 mm出料管流入弧形篩入料箱，由于2根管出料位置結(jié)構(gòu)不合理，導(dǎo)致矸石脫介弧形篩入料箱出料不勻，矸石脫介篩入料偏移，矸石篩前個(gè)別位置產(chǎn)品帶介嚴(yán)重。

3 技術(shù)改造方案

3.1 提高精煤磁選機(jī)回收效率

將磁選機(jī)入料由箱體分配下料改為管道直接進(jìn)入磁選機(jī)入料箱結(jié)構(gòu)，以保證磁選機(jī)流道入料的均勻性，在磁選機(jī)進(jìn)塊煤時(shí)便于觀察和清理，提高了磁選機(jī)回收效率。

新增2臺(tái)精煤磁選機(jī)，以增加磁選機(jī)處理能力，避免分流量變化和脫介篩噴水增加造成的磁選機(jī)翻花問題，對(duì)精煤稀介質(zhì)進(jìn)行有效回收。

調(diào)整磁選機(jī)參數(shù)：將磁偏角調(diào)整至最后一個(gè)磁極中心水平高出溢流堰20 mm；一般磁選機(jī)正常工作間隙在 30～50 mm ，通過調(diào)整瓦座墊片，將工作間隙調(diào)整至40 mm；磁選機(jī)溢流量占入料約20%，此時(shí)回收效率較高。

經(jīng)以上技術(shù)改造，磁選機(jī)尾礦磁性物含量由0.32%降至0.11%，磁選效率由94.87%增至95.73%。其工藝效果比較見表1。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)MT/T 816—2011，將磁選效率作為磁選機(jī)工藝效果評(píng)定指標(biāo)，磁性物回收率作為輔助指標(biāo)，結(jié)合現(xiàn)場情況和工藝效果測試結(jié)果分析可知，水量增大會(huì)造成磁選機(jī)回收效率下降，但下降不多。入料濃度的要求實(shí)際上是入料中磁性物含量的要求，占主導(dǎo)因素，磁性物含量需達(dá)20%。磁選機(jī)回收介質(zhì)時(shí)，磁性介質(zhì)以搭橋作用方式回收，磁性物含量越高越好，介質(zhì)搭橋作用越強(qiáng)，回收效率越高。稀介質(zhì)中煤泥量增加時(shí)，搭橋作用會(huì)明顯下降，回收效率大大降低。

表1 改造前后磁選機(jī)工藝效果測試

3.2 安裝預(yù)脫介裝置

在2臺(tái)精煤弧形篩入料前安裝預(yù)脫介裝置。該裝置由兩個(gè)獨(dú)立篩箱體構(gòu)成，每個(gè)篩箱底部采用4塊篩縫0.75 mm、600mm×600mm的篩板固定，共增加脫介面積2.88 m2。篩箱下合格懸浮液直接進(jìn)入弧形篩下的合格介質(zhì)溜槽中，預(yù)先脫除部分懸浮液的篩上物再去弧形篩脫介。此項(xiàng)改造增加了合格介質(zhì)段的脫介能力，降低了物料流動(dòng)速度，減小了流體對(duì)弧形篩的沖擊力。

3.3 安裝弧形篩入料導(dǎo)流板

在4臺(tái)精煤脫介弧形篩入料布料箱內(nèi)全部安裝導(dǎo)流板。導(dǎo)流板選用22b型槽鋼(200mm×75mm×9mm)，安裝于布料箱擋板中段。當(dāng)物料沖擊導(dǎo)流板后，再落入弧形篩，這樣可使落料點(diǎn)后移約250 mm，有效提高了脫介弧形篩的利用面積，保證了合格介質(zhì)段脫介量，解決了合格介質(zhì)段向稀介質(zhì)段串料串介的問題，降低了產(chǎn)品帶介量。

安裝預(yù)脫介裝置和弧形篩入料導(dǎo)流板后，精煤產(chǎn)品帶介量減少約0.50 kg/t，弧形篩使用周期由7 d增至15 d。

3.4 改造分流裝置

對(duì)2臺(tái)精煤合介分流箱和控制閥門進(jìn)行設(shè)計(jì)制作和改造安裝。將弧形篩下分流箱分流管由2根(φ150 mm)改為1根(φ400 mm)，配套分流閥門由2個(gè)改為1個(gè)(型號(hào)D973-10-H，壓力1.0 MPa，通徑400 mm)，調(diào)試后開度控制為25%～35%。閥門開度在較小范圍內(nèi)控制，準(zhǔn)確控制了合格介質(zhì)分流進(jìn)入稀介質(zhì)的量，保證了磁選機(jī)入料流量的穩(wěn)定，提高了磁選機(jī)回收效率。

3.5 改造脫介噴水裝置

精煤脫介篩噴水嘴孔徑由10 mm改為8 mm，水壓達(dá)200～250 kPa，每個(gè)噴嘴流量約3.5 m3/h，噴水嘴布置間距300 mm，長短交錯(cuò)布置，噴嘴與篩面距離調(diào)至250 mm，安裝角度為垂直偏15°，落水點(diǎn)在擋水堰前100～130 mm，見圖2。脫介噴水裝置改造后，增強(qiáng)了精煤稀介質(zhì)段脫介、脫泥效果，降低了磁選機(jī)入料流量和精煤產(chǎn)品帶介量，提高了磁選機(jī)回收效率。

圖2 脫水噴水布置示意

3.6 改造矸石底流管、弧形篩入料箱

將重介質(zhì)矸石與懸浮液出料管由2根φ350 mm改成1根φ500 mm耐磨管(貼耐磨瓷片)，取消了弧形篩入料箱。出料管流入緩沖箱中間，緩沖箱中部安裝了高150 mm的分料板，緩沖箱下方安裝的布料箱使物料直接進(jìn)入弧形篩，布料箱內(nèi)兩側(cè)安裝3塊跌落板，垂直角度為30°，跌落板垂直高度為300 mm，跌落板與煤流接觸面貼耐磨陶瓷。物料經(jīng)過3次強(qiáng)制布料，實(shí)現(xiàn)了均勻分布，落料可分布于整個(gè)弧形篩面。此項(xiàng)改造保證了弧形篩入料的均勻，解決了脫介篩料偏的問題，有效減少了矸石產(chǎn)品帶介量。

4 經(jīng)濟(jì)效益

通過以上技術(shù)改造，二車間介耗由2.5 kg/t降至1.5 kg/t以下。按年入選原煤3.0 Mt/a計(jì)算，介質(zhì)成本按800元/t計(jì)算，年節(jié)約成本約240萬元。預(yù)脫介裝置和弧形篩入料導(dǎo)流板改造完成后，4臺(tái)精煤弧形篩每年節(jié)約3600×1660 的篩板28塊，按照每塊篩板9 200元計(jì)算，可節(jié)約篩板費(fèi)約26萬元。共計(jì)創(chuàng)造效益約266 萬元/a。

5 結(jié) 論

不同的選煤廠由于工藝、設(shè)備選型等情況不同，介耗高的原因及跑介情況不同，需準(zhǔn)確檢測跑介位置，認(rèn)真分析原因，對(duì)介耗高的工藝環(huán)節(jié)入料流量、濃度、煤泥含量、介質(zhì)含量等需準(zhǔn)確核對(duì)測量，為制定應(yīng)對(duì)措施提供依據(jù)。

弧形篩脫介能力要保證脫除60%～70%的懸浮液，合格介質(zhì)段懸浮液脫除量要達(dá)到85%以上；磁選機(jī)處理能力要滿足分流變化，其工況要調(diào)整良好，入料濃度和磁性物含量要滿足設(shè)備要求。這兩項(xiàng)是降低介耗的關(guān)鍵因素。