仝戰(zhàn)偉

(西山煤電集團(tuán) 鎮(zhèn)城底礦選煤廠， 山西 太原 030024)

鎮(zhèn)城底礦選煤廠位于山西省古交市鎮(zhèn)城底鎮(zhèn)，隸屬于山西焦煤西山煤電集團(tuán)，為年設(shè)計(jì)產(chǎn)能150萬(wàn)t的礦井型選煤廠，現(xiàn)有兩套全重介分選系統(tǒng)，系統(tǒng)工藝流程均為原煤不脫泥無(wú)壓三產(chǎn)品重介旋流器分選，-0.5 mm煤泥采用FJC16-6噴射式浮選機(jī)直接浮選。入洗原煤2#、3#及8#煤，產(chǎn)品為十級(jí)肥精煤。臺(tái)時(shí)處理量550 t/h左右，入浮煤泥量約占原煤量的25%，入浮礦漿濃度平均115 g/L，浮選精礦灰分10.5%左右，加藥方式為人工加藥。

1 現(xiàn)存問題分析

鎮(zhèn)城底礦選煤廠現(xiàn)精煤磁尾先經(jīng)過(guò)弧形篩脫水脫泥(弧形篩篩縫為0.5 mm),篩上物進(jìn)入煤泥離心機(jī)脫泥脫水，篩下物進(jìn)入浮選系統(tǒng)，其工藝流程見圖1.

圖1 現(xiàn)用工藝流程圖

1) 精煤磁尾篩分資料及情況分析。

該廠原弧形篩入料(精煤磁尾水)粒度組成情況見表1. 由表1可以看出，煤泥中主導(dǎo)粒度級(jí)為0.25～0.125 mm，占比為33.82%，灰分為15.01%，+0.25 mm粒級(jí)的物料累積灰分為8.51%，累積產(chǎn)率為37.40%，高灰細(xì)泥占比為28.78%，累積灰分為38.75%，隨著粒度的逐漸降低，各粒度級(jí)的灰分逐漸升高，其中-0.045 mm粒度級(jí)的灰分達(dá)到56.99%，占比為8.56%.

表1 弧形篩入料(精煤磁尾)粒度組成表

由上述篩分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出,目前重介旋流器分選下限基本為0.25 mm，若0.25～0.5 mm粒度級(jí)進(jìn)入浮選系統(tǒng)，存在重復(fù)分選問題。

2) 弧形篩篩下水篩分資料及情況分析。

精煤磁尾弧形篩篩下水直接進(jìn)入浮選，篩下水粒度組成見表2. 由表2可以看出，+0.5 mm粒度級(jí)的占比為3.83%，存在跑粗現(xiàn)象，不利于浮選操作，影響回收率，給洗水平衡增加了壓力。

表2 精煤磁尾弧形篩篩下水粒度組成表

2 解決問題思路

1) 選擇高效分級(jí)脫泥設(shè)備，實(shí)現(xiàn)高效脫泥分級(jí)。

2) 窄粒級(jí)入浮選，可充分發(fā)揮噴射式浮選機(jī)的細(xì)粒級(jí)分選優(yōu)勢(shì)，提高浮選效果。

3) 減少入浮煤泥量，減少藥耗能耗。

4) 實(shí)現(xiàn)浮選自動(dòng)加藥及尾礦灰分檢測(cè)，可提高加藥準(zhǔn)確性及浮選操作的指導(dǎo)性，降低藥耗，提高浮選抽出率。

5) 減少細(xì)泥積聚及跑粗，改善煤泥水系統(tǒng)回收效果。

3 工藝對(duì)比

3.1 高效分級(jí)脫泥篩分設(shè)備對(duì)比選擇

1) 旋流器+高頻疊篩。

受精煤磁尾流量(約900 m3/h)的影響，需選擇疊層高頻篩數(shù)量較多，因此需增加旋流器濃縮，重介一系統(tǒng)1300/920重介系統(tǒng)選型為1套FX500×3旋流器組+1臺(tái)ZKJ1408- D5疊篩高頻振動(dòng)細(xì)篩；重介二系統(tǒng)1100/780重介系統(tǒng)選型為1套FX500×2旋流器組+1臺(tái)ZKJ1208-D5疊篩高頻振動(dòng)細(xì)篩。

受廠房空間限制，旋流器無(wú)法布置，為保證疊篩的分級(jí)效率，需增加約100 m3/h的噴水，進(jìn)一步增加了洗水平衡壓力。

2) 電磁高頻細(xì)篩。

電磁高頻篩工藝布置簡(jiǎn)潔，工藝適應(yīng)性強(qiáng)，脫泥脫水效果優(yōu)異，為后續(xù)設(shè)備創(chuàng)造良好的入料條件，分級(jí)粒度下限低，分級(jí)選擇范圍大,改造工作量小，不影響生產(chǎn)，設(shè)備可靠性高，日常維護(hù)量小。

3) 弧形篩。

現(xiàn)工藝，精煤磁尾精截粗弧形篩(篩縫0.5 mm)截粗，篩上物進(jìn)立式煤泥離心機(jī)脫水，篩下物去浮選，弧形篩如出現(xiàn)倒角磨損情況，會(huì)導(dǎo)致分級(jí)粒度提高及分級(jí)效率降低，從而導(dǎo)致進(jìn)入浮選的粒度范圍增加，影響浮選效果。

3.2 細(xì)泥脫水設(shè)備對(duì)比選擇

1) 立式煤泥離心機(jī)。

產(chǎn)品水分7%～11%，入料粒度要求<1.5 mm，需要一定空間高度。

2) 臥式振動(dòng)煤泥離心機(jī)。

產(chǎn)品水分12%～16%，入料粒度要求>0.15 mm，入料濃度要求>60%，臥式振動(dòng)煤泥離心機(jī)相較于立式煤泥離心機(jī)脫水效果好，需要高度空間低，在水平方向極易實(shí)現(xiàn)磨損件更換，維修方便。

3) 臥式沉降過(guò)濾離心機(jī)。

產(chǎn)品水分14%～24%，入料粒度要求<0.5 mm,入料濃度要求20%～40%，但篩網(wǎng)、螺旋體易磨損，且檢修更換不方便，維修難度較大。

綜上該廠粗煤泥分級(jí)選擇電磁高頻細(xì)篩+臥式振動(dòng)煤泥離心機(jī)工藝。

4 方案設(shè)計(jì)

4.1 設(shè)計(jì)原則

依據(jù)該廠原煤資料及現(xiàn)場(chǎng)取樣的試驗(yàn)結(jié)果；國(guó)家現(xiàn)行的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。 改造設(shè)計(jì)本著技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、布置合理、節(jié)約投資的原則。

4.2 工藝流程

對(duì)2臺(tái)30-60-20精煤泥弧形篩(316、317)和2臺(tái)32-60-20精煤泥弧形篩(316 A、317 A)進(jìn)行改造，更換為篩縫為0.25 mm的高頻篩，降低浮選入料上限，+0.25 mm部分直接脫水后進(jìn)入產(chǎn)品倉(cāng)，-0.25 mm級(jí)進(jìn)入浮選系統(tǒng)，工藝流程見圖2.

圖2 改造后工藝流程圖

5 設(shè)備選型計(jì)算

目前，在粗煤泥脫泥脫水工藝環(huán)節(jié)中，應(yīng)用較好的有DZSN系列三質(zhì)體智能高頻脫泥篩，具有設(shè)備可靠性高，日常維護(hù)量小，細(xì)粒透篩率高，不跑粗，不跑水，篩網(wǎng)使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，因此建議選擇該設(shè)備。DZSN2833三質(zhì)體智能高頻脫泥篩技術(shù)特征見表3.

表3 DZSN2833三質(zhì)體智能高頻脫泥篩技術(shù)特征表

316、317精煤泥弧形篩入料煤泥水量500 m3/h，入料濃度150 g/L，入料煤泥量75 t/h，分級(jí)粒度0.25 mm.

316A、317A精煤泥弧形篩入料煤泥水量400 m3/h，入料濃度150 g/L，入料煤泥量60 t/h，分級(jí)粒度0.25 mm.

由DZSN2833三質(zhì)體智能高頻泥篩技術(shù)特征可知，每臺(tái)處理量為40 t/h，所以316、317兩臺(tái)弧形篩改造需要2臺(tái)；316A、317A兩臺(tái)弧形篩改造需要2臺(tái)，共需4臺(tái)。

另需要配套的臥式振動(dòng)煤泥離心機(jī)2臺(tái)。

6 投資概算

每臺(tái)DZSN2833三質(zhì)體智能高頻脫泥篩價(jià)格21.85萬(wàn)元，4臺(tái)合計(jì)87.4萬(wàn)元，基建+安裝費(fèi)共需6.8萬(wàn)元；2臺(tái)臥式振動(dòng)煤泥離心機(jī)共需104萬(wàn)元(含安裝費(fèi))。

故改造共需投資:87.4+6.8+104=198.2萬(wàn)元

7 經(jīng)濟(jì)效益分析

現(xiàn)精煤磁尾中煤泥(-0.5 mm)占原煤23%，精煤磁尾進(jìn)入浮選中+0.25 mm占33.77%，年入洗原煤按150萬(wàn)t，精煤按1 500元/t，煤泥按50元/t計(jì)：

1) 增加粗煤泥分選后，回收率得到提高，精煤磁尾-0.5 mm和-0.25 mm粒級(jí)小浮選試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比見表4.

表4 小浮選試驗(yàn)結(jié)果表

分級(jí)后篩分效率按90%計(jì)算，能減少浮選入料量33.77%×90%=30.39%，進(jìn)入浮選的量69.61%. 由表4可知，-0.25 mm粒級(jí)浮選精煤回收率為73.66%，則分級(jí)后浮精回收率為51.27%. 綜合回收率為30.39%+73.66%×69.61%=81.66%，較分級(jí)前81.25%提高約0.4%.

可提高經(jīng)濟(jì)效益：

150×23%×0.4%×(1 500-50)=200.1萬(wàn)元

2) 增加粗煤泥分選后，浮選煤泥量減少150×23%×30.39%=10.48萬(wàn)t，而仲辛醇及煤油按1∶4折合單價(jià)5 900元/t，干煤泥藥劑消耗0.9 kg/t，按減少煤泥量藥劑消耗的一半計(jì)算，則年節(jié)約藥劑費(fèi)用27.82萬(wàn)元。

3) 弧形篩篩板年更換32塊，單價(jià)6 325元，而每臺(tái)DZSN系列三質(zhì)體智能高頻脫泥篩篩網(wǎng)每年約2.4萬(wàn)元，因此節(jié)約配件費(fèi)用為10.64萬(wàn)元。合計(jì)年增收效益為238.56萬(wàn)元。投資回收期為9個(gè)月。

8 結(jié) 論

采用電磁高頻細(xì)篩+臥式振動(dòng)煤泥離心機(jī)對(duì)粗煤泥分選工藝進(jìn)行優(yōu)化：

1) 提高精煤磁尾的脫泥效率，避免粗煤泥重復(fù)分選。2) 減少浮選入料中粗粒級(jí)物料的含量，實(shí)現(xiàn)浮選減量化和窄粒級(jí)化，減少藥耗，優(yōu)化浮選效果。3) 因高頻篩篩網(wǎng)使用壽命較長(zhǎng)，在降低材料消耗的同時(shí)，有效降低檢修作業(yè)量。4) 減少細(xì)泥積聚及跑粗，改善煤泥水系統(tǒng)回收效果。5) 投資回收期僅為9個(gè)月，創(chuàng)造可觀經(jīng)濟(jì)效益。