王志強(qiáng)

(冀中能源峰峰集團(tuán)有限公司 邯鄲洗選廠，河北 邯鄲 056000)

重介旋流器分選工藝是目前選煤廠的主流分選工藝，主要有兩產(chǎn)品分選和三產(chǎn)品分選。重介旋流器分選原理是利用調(diào)節(jié)成一定密度的重介質(zhì)懸浮液(即磁鐵礦粉與水混合形成的懸浮液)與煤在旋流器中混合，介質(zhì)與煤的混合物經(jīng)離心力作用分離分選出不同密度的產(chǎn)品，兩產(chǎn)品旋流器分選出精煤和矸石，三產(chǎn)品旋流器分選出精煤、中煤和矸石。

重介質(zhì)懸浮液循環(huán)系統(tǒng)簡(jiǎn)稱介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)，是重介旋流器分選工藝的配套系統(tǒng)，為提高重介系統(tǒng)的分選精度，降低介質(zhì)單耗，重介選煤廠不斷對(duì)介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)完善。

介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)包括懸浮液的循環(huán)、凈化和回收，其作用是保證懸浮液循環(huán)的連續(xù)穩(wěn)定、懸浮液密度穩(wěn)定可調(diào)、系統(tǒng)中煤泥量穩(wěn)定可控。作業(yè)環(huán)節(jié)包括：以篩分方式從產(chǎn)品中直接脫除合格懸浮液循環(huán)再用；在篩面加噴水脫出產(chǎn)品上黏附的殘余懸浮液成為稀介質(zhì)；稀介質(zhì)與從合格介質(zhì)中分流出的部分懸浮液一起經(jīng)磁選回收、凈化、脫除泥質(zhì)成為磁選精礦，與新制備的磁鐵礦粉共同作為補(bǔ)加的加重質(zhì)返回合介桶，供調(diào)節(jié)循環(huán)懸浮液密度使用[1].上述各環(huán)節(jié)在不同選煤廠的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行效果直接決定其循環(huán)系統(tǒng)的最終運(yùn)行效果以及重介分選效果和介質(zhì)消耗量。

1 重介質(zhì)懸浮液循環(huán)系統(tǒng)流程

1.1 重介質(zhì)分選產(chǎn)品脫介的典型流程

重介質(zhì)經(jīng)過(guò)旋流器分選后形成了不同濃度的懸浮液，混合不同產(chǎn)品進(jìn)入相應(yīng)的脫介設(shè)備內(nèi)，分選產(chǎn)品的典型流程基本都是兩次脫介，第一次脫介稱為預(yù)先脫介，第二次脫介為振動(dòng)脫介。

目前常見(jiàn)的預(yù)先脫介設(shè)備有弧形篩和固定溜槽篩，弧形篩脫介效果較好，但所占廠房空間要求高，固定溜槽篩脫介效果差但節(jié)省廠房高度。第二次脫介為預(yù)先脫介篩上物料進(jìn)入直線振動(dòng)篩或香蕉篩，振動(dòng)篩下分兩段，第一段長(zhǎng)度約占總篩長(zhǎng)的1/3或1/4，其篩下物與預(yù)先脫介篩篩下物作為合格懸浮液直接流入合格介質(zhì)桶；第二段長(zhǎng)度為剩余篩長(zhǎng)，其篩上一般設(shè)置2～3道噴淋水，其篩下物料為稀懸浮液，進(jìn)入磁選機(jī)進(jìn)行介質(zhì)回收。通常在預(yù)先脫介篩下設(shè)置分流裝置或在振動(dòng)篩下第一段收集槽開(kāi)孔加分流閘門(mén)控制，通過(guò)調(diào)節(jié)把部分濃介質(zhì)分流到二段篩下管中進(jìn)入對(duì)應(yīng)磁選機(jī)中，實(shí)現(xiàn)打分流、提密度與調(diào)節(jié)煤泥含量的作用。

特殊情況下也有不設(shè)計(jì)預(yù)先脫介環(huán)節(jié)的情況，比如邯鄲洗選廠由于老廠房改造空間受限，產(chǎn)品經(jīng)緩沖入料箱后直接進(jìn)入香蕉篩，其選用脫泥重介一定程度上互補(bǔ)了該流程的不足，同時(shí)利用各種改善措施，實(shí)現(xiàn)了介質(zhì)消耗達(dá)到國(guó)內(nèi)一流水平[2].

1.2 稀介質(zhì)凈化、回收的常見(jiàn)流程

稀介質(zhì)的凈化、回收主要是利用磁選機(jī)對(duì)稀介質(zhì)中的磁鐵礦粉進(jìn)行回收，磁精粉自流進(jìn)入合介桶中，起到重復(fù)回收利用介質(zhì)粉的作用，使循環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定連續(xù)，實(shí)現(xiàn)分選密度和煤泥量的可調(diào)可控。該環(huán)節(jié)隨著磁選機(jī)磁選效率的提高(目前磁選機(jī)的效率都不低于99.80%)，處理能力增大。目前，根據(jù)實(shí)際情況，常見(jiàn)的流程設(shè)計(jì)包括篩下直接磁選流程、稀介桶收集中轉(zhuǎn)磁選流程兩種。

1.2.1篩下直接磁選流程

該流程為當(dāng)前最常用的流程，流程直接、簡(jiǎn)單、環(huán)節(jié)少，懸浮液回收過(guò)程短，有利于懸浮液密度的穩(wěn)定。但因脫介篩下稀介質(zhì)需自流進(jìn)入磁選機(jī)，致使廠房高度比中轉(zhuǎn)磁選流程的廠房高一層，增加了基建費(fèi)用。同時(shí)，采用該流程同樣需要合理調(diào)節(jié)入磁選機(jī)的稀介濃度，滿足磁選機(jī)的要求(允許入料濃度為15%～25%)[1].

1.2.2稀介桶收集中轉(zhuǎn)磁選流程

該流程增加稀介桶環(huán)節(jié)，篩下物料進(jìn)入稀介桶后泵入磁選機(jī)，相比篩下直接磁選可以減少?gòu)S房高度，節(jié)約基建費(fèi)用。常見(jiàn)于使用兩產(chǎn)品旋流器的選煤廠，使用該流程應(yīng)防止系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)磁選機(jī)淤堵[3].

2 懸浮液循環(huán)系統(tǒng)不同狀態(tài)的探討

2.1 循環(huán)系統(tǒng)的理想狀態(tài)

理想狀態(tài)的懸浮液是連續(xù)穩(wěn)定循環(huán)的，是介質(zhì)消耗最低的。當(dāng)系統(tǒng)不加煤時(shí)，懸浮液在經(jīng)過(guò)預(yù)先脫介和合介段后能實(shí)現(xiàn)100%閉路循環(huán)。當(dāng)按標(biāo)準(zhǔn)加煤后，懸浮液系統(tǒng)的密度在不加稀釋水時(shí)，合介密度會(huì)隨之緩慢上漲，合介桶液位也隨之緩慢下降；當(dāng)適當(dāng)增加稀釋水后，密度保持較好的穩(wěn)定性，介質(zhì)消耗少；當(dāng)需要快速提高密度時(shí)，可以通過(guò)打分流的方式；當(dāng)循環(huán)系統(tǒng)中煤泥量增加時(shí)可以通過(guò)適當(dāng)打分流和加水方式維持懸浮液的穩(wěn)定性；當(dāng)密度調(diào)節(jié)到生產(chǎn)需要后，能基本實(shí)現(xiàn)在不打分流或少打分流的情況下煤泥含量穩(wěn)定在35%～45%[4]，且密度波動(dòng)較小。

若想達(dá)到理想狀態(tài)，旋流器分選出的各產(chǎn)品必須在預(yù)先脫介和合介段脫介率達(dá)到80%以上[5]，產(chǎn)品在稀介段能夠充分沖洗掉產(chǎn)品上的殘余介質(zhì)，產(chǎn)品帶介極低，同時(shí)稀介段的篩下水經(jīng)過(guò)磁選機(jī)回收后，99.8%以上的介質(zhì)能實(shí)現(xiàn)回收，這要求工藝設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)備硬件選型必須嚴(yán)格匹配或富裕。

現(xiàn)實(shí)選煤廠中，能達(dá)到理想狀態(tài)的循環(huán)系統(tǒng)較少或基本沒(méi)有，由于生產(chǎn)狀況的不同形成了下面常見(jiàn)的幾種循環(huán)狀態(tài)。

2.2 常見(jiàn)的幾種循環(huán)系統(tǒng)狀態(tài)及原因分析

2.2.1常打分流型

該類型的系統(tǒng)一種是由于第一段脫介占比過(guò)高，導(dǎo)致磁選機(jī)純介質(zhì)回收量不足或者副產(chǎn)品損失偏大，循環(huán)密度不斷下降，需要持續(xù)打分流，密度才可穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。另一種是由于循環(huán)系統(tǒng)中煤泥含量過(guò)高，需要持續(xù)打分流以維持理想的煤泥含量，保證系統(tǒng)分選精度。

形成該狀態(tài)的常見(jiàn)原因：預(yù)先脫介段篩板篩縫選用過(guò)大或合介段設(shè)計(jì)過(guò)長(zhǎng)，可采用換小篩縫或縮短脫介篩合介段的方法(由兩排變?yōu)橐慌?；由于入洗煤質(zhì)發(fā)生變化，入洗原煤煤泥含量增高，原設(shè)計(jì)時(shí)選用的設(shè)備或工藝不合適，導(dǎo)致合介中煤泥含量過(guò)高，需要持續(xù)打分流才能減少循環(huán)系統(tǒng)中的煤泥量，提高分選精度，若原煤煤泥含量高，煤質(zhì)不再發(fā)生變化，可以考慮改為脫泥重介工藝。

2.2.2常加稀釋水型

該類型的系統(tǒng)一般是由于預(yù)先脫介段效果差，未能及時(shí)脫介，使大量介質(zhì)進(jìn)入稀介段中，篩下磁選機(jī)回收濃介質(zhì)過(guò)多，密度提升快。另一種為設(shè)計(jì)缺陷，缺少預(yù)先脫介環(huán)節(jié)，分選后的產(chǎn)品直接進(jìn)入振動(dòng)篩(比如邯鄲洗選廠)。

第一種情況一般采取及時(shí)更換篩面或篩板調(diào)頭、弧形篩上掛擋皮、合介段篩板篩縫堵塞清理等措施；第二種由于老廠房改造空間受限等原因，無(wú)法安裝預(yù)先脫介弧形篩，如邯鄲洗洗廠采取特制脫介篩入料跌落箱減緩入料流速，延長(zhǎng)合介段(一般第一段為一排篩板，該廠變?yōu)?排)，同時(shí)在振動(dòng)篩的合介段上加蓋厚重皮子增加脫水效果，在合介段增加3道擋水壩，定期清理篩板堵塞等措施[2].

2.2.3頻繁加介質(zhì)型

該類型由于系統(tǒng)多環(huán)節(jié)出問(wèn)題，系統(tǒng)介質(zhì)損失過(guò)大，需頻繁加介質(zhì)才能保證分選密度和合介桶液位。

這種類型多發(fā)生在新廠試生產(chǎn)期間，首先需要排查循環(huán)系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，其次考慮介質(zhì)質(zhì)量。

2.2.4打分流與加水結(jié)合型

該類型較常見(jiàn)，打分流和加水量都控制在合理范圍內(nèi)，把密度和系統(tǒng)煤泥含量維持在穩(wěn)定狀態(tài)則能在保證低介耗情況下優(yōu)化指標(biāo)。

3 介質(zhì)消耗高常見(jiàn)原因及措施

3.1 預(yù)先脫介段效果差

預(yù)先脫介一般有弧形篩、固定溜槽篩兩種設(shè)備。

弧形篩效果差原因：1)入料箱分料不均，若是溜槽設(shè)計(jì)原因直接改動(dòng)溜槽結(jié)構(gòu)。若是煤料中雜物堵塞導(dǎo)致，及時(shí)清理雜物。2)弧形篩磨損導(dǎo)致需定期調(diào)頭，及時(shí)更換篩板。3)弧形篩選型不合理，脫水效果差，調(diào)整篩縫或重新選型，在弧形篩篩面上加擋皮[2,3,6].

固定溜槽篩效果差的原因通常為篩板被細(xì)絨毛等雜物堵塞，需要定期清理。

3.2 振動(dòng)篩合介段效果差

1)常見(jiàn)為振動(dòng)篩入料偏稀、速度過(guò)快越過(guò)合介段篩面，一般在弧形篩出料端加擋板或擋皮，增加合介段脫介有效量。2)弧形篩入料不均勻?qū)е抡駝?dòng)篩入料不均勻，需改善弧形篩入料情況。3)篩板篩縫被細(xì)絨毛等雜物堵塞，需要定期清理。若為兩排篩板，則可增加兩道擋水壩，增加其脫介效果；篩縫過(guò)小，如選用0.5 mm的篩板，建議改為0.75 mm或1 mm[2-7].

3.3 稀介段脫介效果差

1)篩上煤量過(guò)大，煤層厚，應(yīng)綜合考量是否采取減量措施。2)噴水水壓不夠，沖不透煤層或噴嘴經(jīng)常堵塞，需要加大噴水壓力，同時(shí)合理擺布噴嘴布置，建議同一排水嘴一短一長(zhǎng)，噴嘴間距適當(dāng)縮小。3)稀介段篩板篩縫偏小，可以根據(jù)后續(xù)工藝情況靈活選用0.5 mm、0.75 mm和1 mm的篩板；擋水壩偏少偏低或無(wú)擋水壩，根據(jù)情況增加擋水壩[2-7].

3.4 磁選機(jī)效果差

1)入料濃度過(guò)高或過(guò)低，調(diào)節(jié)噴水大小使入料濃度控制在15%～25%，特別是中轉(zhuǎn)磁選流程，系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)由于稀介桶沉淀濃度高導(dǎo)致磁選機(jī)入料箱堵塞，采取稀介桶上加風(fēng)管，啟動(dòng)前先鼓風(fēng)等措施。2)入料量過(guò)大，控制不超過(guò)100 m3h/m.3)磁選機(jī)入料粒度大，溢流翻花磁選效果差，導(dǎo)致介耗高，這種情況通常發(fā)生在矸石篩下磁選機(jī)，可采取每班停車(chē)后及時(shí)沖洗滾筒或在筒皮上加刮耙措施[1-2].

3.5 介質(zhì)分流量過(guò)大，導(dǎo)致磁選機(jī)負(fù)荷大

介質(zhì)分流量必須控制在合適范圍內(nèi)，一般不超過(guò)合格介質(zhì)量的25%～30%，或者以磁選機(jī)溢流不翻花為準(zhǔn)，磁選機(jī)液面平穩(wěn)；分流量越大，到磁選機(jī)凈化的介質(zhì)量越多，介質(zhì)消耗越高；若長(zhǎng)期打分流，才能保證循環(huán)系統(tǒng)煤泥含量合適，則需要通過(guò)改善預(yù)先脫介效果，或從工藝上改為脫泥重介。

4 結(jié) 語(yǔ)

在重介質(zhì)選煤過(guò)程中，懸浮液循環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性對(duì)分選效果有顯著的影響?？偨Y(jié)了重介選煤廠懸浮液循環(huán)系統(tǒng)常見(jiàn)的工藝流程及幾種常見(jiàn)的循環(huán)系統(tǒng)狀態(tài)，并對(duì)介耗高的常見(jiàn)原因進(jìn)行了分析提出了改進(jìn)措施。建議在選煤廠工藝設(shè)計(jì)時(shí)，盡可能地完善分選工藝，在生產(chǎn)實(shí)踐中，多采用自動(dòng)化、智能化手段控制懸浮液循環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定。