孫愛軍

（西山煤電（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，山西 太原 030053）

1 馬蘭選煤廠概述

馬蘭選煤廠是西山煤電集團(tuán)馬蘭礦配套建設(shè)的礦井型選煤廠，設(shè)計(jì)入洗能力為400萬t/年，入洗原煤來自馬蘭礦開采的2號、8號原煤，為優(yōu)質(zhì)肥煤。原采用跳汰浮選的洗選工藝流程，2003年采用無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器替換跳汰機(jī)升級為無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器+浮選的洗選工藝流程。隨著馬蘭礦采掘深度的不斷延伸，礦井開采逐步向深部含泥量較高的煤層推進(jìn)，現(xiàn)階段開采的太原組2號煤層的鋁土泥巖及8號煤層的炭質(zhì)泥巖含泥量達(dá)到15%左右，洗選煤泥含量的增加直接導(dǎo)致馬蘭選煤廠的重介質(zhì)消耗居高不下，噸煤介質(zhì)消耗2.75 kg，較行業(yè)平均水平1.25 kg高出1.5 kg，增加了原煤洗選成本。加強(qiáng)介質(zhì)消耗管理成為生產(chǎn)過程中的重中之重[1]。

2 介質(zhì)消耗過高的原因分析

2.1 工藝原因

重介質(zhì)消耗水平是衡量重介質(zhì)選煤廠洗選工藝和管理水平的重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，介質(zhì)消耗高嚴(yán)重增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本。針對馬蘭選煤廠重介系統(tǒng)介質(zhì)消耗高存在的問題進(jìn)行分析，主要是重介洗選工藝和生產(chǎn)管理存在的問題，確定了介質(zhì)消耗高的主要原因。

1）脫介篩的脫介效果差是造成介質(zhì)消耗高的主要原因，馬蘭選煤廠采用的具有磁性的不銹鋼脫介弧形篩的物料過厚篩孔小，使介質(zhì)在篩上積累較多，易跑介，重介質(zhì)隨煤流被帶走，導(dǎo)致精煤帶介嚴(yán)重，直接增加了生產(chǎn)成本，影響后續(xù)產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)。

2）懸浮液密度不穩(wěn)定增加脫介難度。懸浮液密度較高時使較多的介質(zhì)粉黏附在煤粒上，不易脫介，增加了脫介篩合格介質(zhì)段的脫介難度，較多的介質(zhì)進(jìn)入到磁選機(jī)中，導(dǎo)致磁選機(jī)的工作負(fù)荷加大。

3）磁選機(jī)作為介質(zhì)凈化回收的主要設(shè)備，磁選效率的高低直接影響介質(zhì)的損耗。由于馬蘭選煤廠原煤煤質(zhì)的不穩(wěn)定、煤泥含量較大，進(jìn)入稀介磁選機(jī)的分流量大、煤泥含量多，直接影響介質(zhì)的回收率。

4）洗選工藝和現(xiàn)場管理不規(guī)范、檢修不到位，也在一定程度上造成介質(zhì)的“人為流失”。

2.2 設(shè)備原因

通過現(xiàn)場觀測分析，脫介弧形篩技術(shù)參數(shù)不合理是導(dǎo)致介質(zhì)消耗高的主要原因，而后續(xù)的磁選機(jī)未能有效回收介質(zhì)也增加了介質(zhì)的損耗。針對弧形篩和磁選機(jī)兩個關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行分析。

2.2.1 弧形脫介篩技術(shù)參數(shù)不合理

1）脫介篩噴水的壓力、水量較小。懸浮液密度較大時介質(zhì)易與原煤粘連成團(tuán)，在脫介篩噴水壓力≤0.3 MPa、水量較小時，不能有效噴透篩上物，洗選效果不佳造成跑介，介質(zhì)隨原煤流失。

2）脫介篩噴頭的選用和安裝角度不合理。噴頭選用較小易堵塞，無法噴沖堵塞區(qū)域的物料，增加介質(zhì)消耗。應(yīng)合理安裝脫介篩噴頭的角度，如安裝角度過低，會使噴灑面積較小；如安裝角度過高，則會降低噴灑力度，不能有效沖洗掉介質(zhì)。

3）入料原煤的顆粒度較細(xì)。入洗原煤的顆粒度較細(xì)時，會使其總體表面積增加，加大與介質(zhì)的混合率，直接導(dǎo)致介質(zhì)消耗加大，在處理相同噸數(shù)的原煤消耗時的介質(zhì)增加。

4）脫介篩超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。主洗車間應(yīng)根據(jù)洗選能力嚴(yán)格控制生產(chǎn)能力，避免脫介篩超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，降低其使用壽命，增加動能的損耗，間接導(dǎo)致原煤帶介量增加。

2.2.2 磁選機(jī)未能有效回收介質(zhì)

為合理調(diào)節(jié)重介懸浮液的密度，馬蘭選煤廠在生產(chǎn)調(diào)試過程中，往往采用增加分流量來提高懸浮液的密度。如果分流控制不合理，分流量過大時會增加物料的介質(zhì)附著量，直接增加后續(xù)稀介質(zhì)系統(tǒng)中的懸浮液濃度與黏度，影響磁選機(jī)的回收效率。

同時，磁選機(jī)采用自行卸料方式，往往會使較多的介質(zhì)黏附在滾筒上，直接降低磁選機(jī)對介質(zhì)的回收率[2]。

3 優(yōu)化改造方案

3.1 重介系統(tǒng)

采用重介工藝系統(tǒng)介質(zhì)消耗較大的主因是入洗原煤的含泥量大。為此，馬蘭礦選煤廠對原有洗選工藝流程進(jìn)行技術(shù)改造，采用脫泥篩+無壓三產(chǎn)品旋流器+粗煤泥TBS分選+浮選的聯(lián)合工藝（見圖1），采用脫泥篩對原煤予以脫泥，采用三臺1.2 m重介旋流器替代6臺1.0 m重介旋流器提高分選效果，加裝單獨(dú)TBS粗煤泥分選機(jī)使粗煤泥通過重選和浮選得到有效分離，然后采用高頻振動篩對粗精煤進(jìn)行篩分，用浮選處理細(xì)粒煤泥。

圖1 馬蘭選煤廠改造后重介系統(tǒng)工藝流程

3.2 弧形篩

1）通過對弧形篩進(jìn)行優(yōu)化改造，對物料進(jìn)行預(yù)先脫泥，降低細(xì)顆粒的入料。同時，針對原弧形篩噴頭及噴水壓力不足，將噴水壓力控制在0.3~0.4 MPa左右；具體噴水量結(jié)合弧形篩的處理能力、物料量和粒度綜合設(shè)定，噴頭采用加壓分散性好的噴嘴。并嚴(yán)格控制用水量，降低生產(chǎn)成本。

2）現(xiàn)在操作時，應(yīng)根據(jù)重介質(zhì)密度來調(diào)整入料。避免弧形篩超負(fù)荷運(yùn)行。馬蘭選煤廠實(shí)際生產(chǎn)情況的處理量為600 t/h；在煤質(zhì)不穩(wěn)定，煤泥含量較高時，應(yīng)控制在400 t/h以下，特殊情況下停車調(diào)整入料。同時，采用沒有磁性、自清潔能力較好的聚氨酯篩板替換不銹鋼篩板，提高脫介效果。

3）為避免弧形篩入料處懸浮液外溢噴濺，使用隔板將給料箱分割開，降低物料進(jìn)入給料箱的速度；同時結(jié)合物料進(jìn)弧形篩的速度與切線防線，通過增加引流裝置，調(diào)節(jié)入料角度改變物料的運(yùn)動方向，避免懸浮液的外濺，提高弧形篩的脫介效果。

4）弧形篩的噴頭常規(guī)控制在150~200 mm左右較適宜，為增加噴灑面積和沖洗效果。馬蘭選煤廠對弧形篩的噴頭高度進(jìn)行調(diào)整逆煤流安裝，提高噴沖效果，并加裝稀介質(zhì)回收沖水環(huán)節(jié)，有效解決稀介回收效率低的問題。將精煤脫介篩的噴嘴高度調(diào)節(jié)至175 mm，中矸脫介篩噴嘴的高度調(diào)節(jié)至165 mm，提高脫介效果。安裝的噴頭間距控制200 mm左右，提高噴沖范圍的物料脫介效果。同時各脫介環(huán)節(jié)的噴嘴進(jìn)行交叉安裝，充分保證原煤脫介[3]。

3.3 磁選機(jī)

1）磁選機(jī)分流量的調(diào)整。磁選效率高低直接影響介質(zhì)損耗。優(yōu)化調(diào)整磁選機(jī)底部的流口調(diào)節(jié)板，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際適當(dāng)調(diào)節(jié)增大分流量，使介質(zhì)與物料在滾筒內(nèi)充分接觸，提高介質(zhì)回收效率；同時避免因分流量加大而導(dǎo)致磁選機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行，降低使用壽命。

2）磁選機(jī)磁偏角調(diào)整。磁偏角的角度較小，雖提高了精礦品位，帶料減少，但是尾礦純度降低，降低了介質(zhì)回收率。應(yīng)將磁偏角調(diào)整在15°~20°左右，使磁選機(jī)的入料濃度保持穩(wěn)定，溢流量始終控制在20%左右，既不影響精礦的質(zhì)量，又提高了介質(zhì)回收效率[4]。

3.4 規(guī)范現(xiàn)場管理

1）加強(qiáng)現(xiàn)場管理，降低介質(zhì)消耗。對原有的磁選機(jī)裝載系統(tǒng)進(jìn)行自動化改造，提高控制精度。馬蘭選煤廠原有的介質(zhì)添加采用人工控制，精度低，造成介質(zhì)的損耗。通過改造后系統(tǒng)會自動監(jiān)測介質(zhì)桶的介質(zhì)密度，合理添加介質(zhì)，避免過度添加的損耗。

2）提高生產(chǎn)設(shè)備的科學(xué)維護(hù)管理?；诂F(xiàn)代化的設(shè)備管理理論，結(jié)合洗選設(shè)備的使用壽命年限，及時更換使用壽命超期的溜槽等設(shè)備，從源頭上預(yù)防和減少生產(chǎn)過程中跑、冒、滴、漏等的情況[5]。

4 改造效果分析

為檢驗(yàn)技改效果，馬蘭選煤廠對改造前后噸煤介耗進(jìn)行監(jiān)測對比，整改前后噸煤介耗比較表見表1。

由表1分析可知，馬蘭選煤廠通過對原有洗選工藝流程優(yōu)化改造后，噸煤的介質(zhì)消耗2.15 kg,較改造前的3.56 kg降低了1.41 kg。同時，規(guī)范洗選工藝流程，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。按馬蘭選煤廠年入洗能力400萬t計(jì)，年節(jié)約重介質(zhì)消耗約564 t，重介質(zhì)價格按每噸960元計(jì)算，節(jié)約生產(chǎn)成本達(dá)54萬元，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

表1 整改前后噸煤介耗比較

5 結(jié)論

馬蘭選煤廠針對介質(zhì)消耗高的問題，通過對介質(zhì)循環(huán)回收系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造，噸煤介耗由3.56 kg降低到2.15 kg，達(dá)到節(jié)能降耗的目標(biāo)，體現(xiàn)出了顯著的社會與經(jīng)濟(jì)效益。采取改進(jìn)脫介弧形篩結(jié)構(gòu)、調(diào)整弧形篩沖水壓力及沖水噴頭、管控磁選機(jī)生產(chǎn)過程、加強(qiáng)生產(chǎn)現(xiàn)場管理等措施，也為情況類似的選煤廠降低介耗改造提供了參考。