王文昊

（西山煤電馬蘭礦選煤廠，山西 太原 030205）

1 工程概況

馬蘭礦選煤廠是一座年入洗原煤能力為400萬t的礦井型選煤廠，工藝流程為無壓三產(chǎn)品重介旋流器分選+煤泥浮選聯(lián)合流程。隨著馬蘭礦原煤02#和2#煤質不斷變差，原煤中細粒級物料含量增加。入洗原煤中1～0.5mm細粒物料達14%的高比例，造成重介分選精度下降等問題。因此，馬蘭礦選煤廠于2017年購買了兩臺XGR-3600型粗煤泥干擾床分選機，采用無壓三產(chǎn)品重介質旋流器+XGR（干擾床分選）+浮選工藝，對選煤廠的原煤煤泥可選性進行了研究，解決了該選煤廠1～0.5mm粒級的分選難題。

2 粗煤泥干擾床分選機簡介

2.1 粗煤泥干擾床分選機

本次選購的XGR-3600型粗煤泥干擾床分選機結構如圖1所示，主要由入料口、給料井、執(zhí)行器、密度傳感器、紊流板、水箱、控制系統(tǒng)等組成。

該XGR-3600型干擾床分選機在國外TBS干擾床分選機技術的基礎上，通過對密度傳感器、執(zhí)行機構和控制系統(tǒng)的改進設計研制而成。密度傳感器可以探測出干擾床分選機紊流床層的密度，轉換成電信號輸入可編程序控制器（PLC）控制執(zhí)行機構，從而實現(xiàn)分選床層密度的自動控制，使分選效果達到最佳。分選密度可在1.35～1.90g/cm3之間調節(jié)。

圖1 XGR-3600型粗煤泥干擾床分選機結構示意圖

XGR-3600型干擾床分選機的技術參數(shù)：箱體直徑3600mm，處理量150t/h，入料粒度0.25～1mm，入料濃度45%～50%，上升水量100～110m3/h，上升水壓 80～100kPa，床層密度 1.35～1.90g/cm3，執(zhí)行器形式為電液動，執(zhí)行器形式功率0.55×4kW。

2.2 XGR干擾床分選機工作原理

XGR干擾床分選機的工作原理很簡單，它是一種利用物料在分選機體內在上升水流作用下產(chǎn)生的干擾床中，不同密度、不同粒度的顆粒有著不同的沉降速度而進行分選設備。工作原理：XGR粗煤泥干擾床分選機是利用上升水流在柱形槽體內產(chǎn)生紊流的干擾沉降分選設備。由于入料顆粒的密度、粒度不同，顆粒的沉降速度產(chǎn)生了差別。上升水流的作用為顆粒的分選提供了條件。當入料顆粒的下降速度等于上升水流速度的情況下，顆粒在分選設備中呈懸浮狀態(tài)形成分選床層；當入料顆粒沉降速度小于上升水流速度時，顆粒在上升水流的作用下被攜帶至溢流，成為精煤；當入料顆粒沉降速度大于上升水流速度時，顆粒向下運動，穿過分選床層，成為尾礦，從底流口排出，從而實現(xiàn)了精礦與尾礦的有效分離。經(jīng)過脫泥后的粗粒煤泥，粒度范圍控制在0.25～3mm之間，較為理想的粒度范圍是0.25～1mm，從入料管進入分選機，分選機下面有水管提供上升水流，為物料分選創(chuàng)造條件，使物料顆粒處于懸浮狀態(tài)，形成干擾沉降分選床層。

2.3 粗煤泥干擾床分選機特點

XGR干擾床分選機擁有強大的處理能力，對入料原煤的煤質質量及變化有較強的適應能力，在重介質流程中使用干擾床分選機可以明顯降低介耗。該設備能夠處理3～0.1mm粒度范圍內的來料，其有效分選密度在1.4～1.9g/cm3，因此在低密度分選時依然可以穩(wěn)定工作。干擾床分選機設有自動檢測和控制系統(tǒng)，無需人工操作，并且設備占地面積小，使用壽命較長。其不足之處在于，由于該設備依托上升水流來形成干擾床層，分選的效果好壞直接受上升水流的影響，而對底流的控制又直接影響到上升水流流速，因此干擾床分選機的分選效果間接取決于對底流的控制。

3 實踐應用分析

馬蘭選煤廠為礦井型煉焦煤選煤廠，生產(chǎn)能力400萬t/a，主要是對馬蘭礦02#、2#和8#肥煤進行配洗，煤泥含量33%，1～0.25mm粗煤泥灰分為20.00%，屬于極難選煤種。2018年XGR -3600干擾床分選機投入使用。

工藝流程：無壓三產(chǎn)品重介質旋流器+XGR（干擾床分選）+浮選工藝。流程為：物料進三產(chǎn)品重介質旋流器分選，1～0.25 mm粗粒級煤泥入XGR分選，細粒級煤泥進浮選機分選（見圖2所示）。

圖2 重介質旋流器+XGR+浮選工藝流程圖

采用XGR -3600干擾床分選機分選1～0.25mm的粗煤泥，能夠分選出合格的精煤產(chǎn)品，尾礦灰分達到65.00%，數(shù)量效率在90%以上。1～0.25mm的粗煤泥浮沉試驗結果如表1所示。

入料和產(chǎn)品的密度分析結果如表2所示。

根據(jù)表1和表2的試驗分析結果，繪制粗煤泥的可選性曲線（圖3）和分配曲線（圖4）。

由圖中可知，當溢流灰分處于10.85%時，精煤產(chǎn)率理論值為80.50 %，試驗測得數(shù)值為71.25%，比例為88.51%。從分配曲線圖可知，當產(chǎn)率為25%時密度為1.47g /cm3，當產(chǎn)率為50%時密度為1.53g /cm3，當產(chǎn)率為75%時密度為1.75g/cm3，不完善度I=0.256。從數(shù)據(jù)效率和不完善度可以判定，該XGR干擾床分選機分選粗煤泥的效果理想。

4 結語

干擾床分選機的應用使重介質分選、浮選工藝系統(tǒng)得到極大改善，提高了重介質旋流器的入料下限，降低了分選中細煤泥量的比例，可以有效地提高精煤的產(chǎn)率。當前采購增加一臺XGR干擾床分選機及其配套設備的資金不高，但可以為企業(yè)創(chuàng)造較好的經(jīng)濟和社會效益。

當前重介質選煤是選煤技術和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向，國外先進國家重介質選煤率已經(jīng)達到60%以上。干擾床分選機是優(yōu)化重介質選煤廠工藝流程的重要途徑，將具有廣闊的應用前景。

表1 煤泥浮沉試驗結果表

表2 入料和產(chǎn)品的密度分析結果表

圖3 粗煤泥可選性曲線圖

圖4 粗煤泥分配曲線圖