安 泉，孔令超，車立潤(rùn)，杜建軍

(山東能源西北礦業(yè)公司山東博選礦物資源技術(shù)開發(fā)有限公司，山東 濟(jì)寧 272000)

唐口選煤廠為礦井型選煤廠，入洗唐口煤礦開采的原煤，核定生產(chǎn)能力6.00 Mt/a。其主要分選工藝為：塊末煤重介+粗煤泥重介+細(xì)煤泥壓濾回收。在礦井煤質(zhì)正常情況下，入洗原煤中的粗煤泥(0.20～0.75 mm)約占12%，該部分粗煤泥灰分較低，能夠滿足主精煤灰分指標(biāo)要求，若能將其進(jìn)行有效分選，并摻入到主精煤中銷售，可為企業(yè)帶來非?？捎^的經(jīng)濟(jì)效益。為此唐口選煤廠選用煤泥重介質(zhì)旋流器對(duì)粗煤泥進(jìn)行分選，但煤泥重介質(zhì)旋流器沒能起到較好的“截粗”效果，現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)中因高灰細(xì)泥含量(小于0.2 mm)沒有進(jìn)行有效控制，使得粗精煤泥產(chǎn)品灰分偏高，摻入到主精煤后影響精煤質(zhì)量。因此選煤廠針對(duì)粗煤泥中高灰細(xì)泥含量較高的問題進(jìn)行原因分析，經(jīng)過一系列改造，使精煤泥灰分得到了較好的控制，進(jìn)而保證了精煤泥質(zhì)量。

1 工藝現(xiàn)狀及存在問題

1.1 工藝現(xiàn)狀

唐口選煤廠粗煤泥回收系統(tǒng)由煤泥濃縮分級(jí)旋流器、煤泥重介旋流器、脫介弧形篩、煤泥磁選機(jī)、粗煤泥高頻篩、煤泥離心機(jī)組成。生產(chǎn)過程中主洗系統(tǒng)原煤脫泥篩(篩縫0.63 mm)篩下煤泥經(jīng)煤泥濃縮分級(jí)旋流器后，底流經(jīng)過預(yù)脫水脫泥弧形篩(篩縫0.35 mm)，篩上粗顆粒物料進(jìn)入煤泥重介桶，經(jīng)泵打入煤泥重介旋流器分選。分選后的溢流精煤泥經(jīng)脫介弧形篩、煤泥磁選機(jī)、脫水弧形篩、高頻篩脫介脫水，再經(jīng)精煤泥離心機(jī)脫水后摻入主精煤。在生產(chǎn)運(yùn)行過程中，粗精煤泥連續(xù)出現(xiàn)灰分超標(biāo)的情況，嚴(yán)重影響精煤產(chǎn)品質(zhì)量。選煤廠對(duì)粗精煤泥采樣進(jìn)行小篩分試驗(yàn)(受選煤廠試驗(yàn)條件限制，只能夠?qū)γ耗噙M(jìn)行小篩分試驗(yàn)，因此以小篩分試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析作為煤泥重介系統(tǒng)優(yōu)化數(shù)據(jù)支持)，試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。從表1數(shù)據(jù)分析可知，粗精煤泥中小于0.3 mm的極細(xì)粒煤泥占比為24.38%，累計(jì)灰分17.51%，其中小于0.2 mm的高灰細(xì)泥占比也達(dá)到了11.48%，累計(jì)灰分26.15%，由此可見，該部分煤泥是導(dǎo)致粗精煤泥灰分高的主要原因。

表1 粗精煤泥小篩分試驗(yàn)數(shù)據(jù)

1.2 存在問題

選煤廠經(jīng)過仔細(xì)排查和認(rèn)真分析，依據(jù)煤泥重介工藝及煤泥來源分析發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致粗精煤泥產(chǎn)品中高灰細(xì)泥含量高的原因主要有以下幾方面。

(1)煤泥濃縮分級(jí)旋流器分級(jí)效果差。選煤廠目前使用了2臺(tái)煤泥濃縮分級(jí)旋流器(型號(hào)FX800-GT，分級(jí)粒度為0.2 mm)。為探究煤泥濃縮分級(jí)旋流器分級(jí)效果，選煤廠對(duì)煤泥濃縮分級(jí)旋流器底流進(jìn)行篩分試驗(yàn)(如表2所示)。

表2 煤泥濃縮分級(jí)旋流器底流篩分試驗(yàn)數(shù)據(jù)

表2試驗(yàn)結(jié)果表明，煤泥濃縮分級(jí)旋流器底流中小于0.2 mm的高灰細(xì)泥占比高達(dá)31.88%，含量多且灰分高。以此推斷煤泥濃縮分級(jí)旋流器雖然起到了較好的“截粗”效果，但按粒度分級(jí)效果較差，使得高灰細(xì)泥進(jìn)入了煤泥重介系統(tǒng)，影響了煤泥重介系統(tǒng)分選效果和粗精煤泥產(chǎn)品灰分。

(2)煤泥重介系統(tǒng)入料中高灰細(xì)泥含量多。煤泥濃縮分級(jí)旋流器底流經(jīng)煤泥重介入料弧形篩(型號(hào)HS-F-282060，篩縫0.3 mm)脫水脫泥后進(jìn)入煤泥重介桶。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀察發(fā)現(xiàn)，弧形篩存在入料不均，篩上物料流速過快，篩上物料分布面積只占篩面面積的2/3，有效篩分面積小等問題。為探究煤泥重介入料在弧形篩上的脫水脫泥效果，選煤廠對(duì)煤泥重介入料，即弧形篩出料進(jìn)小行篩分試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

表3 煤泥重介入料小篩分試驗(yàn)結(jié)果

表3試驗(yàn)結(jié)果表明，煤泥重介入料中小于0.2 mm高灰細(xì)泥含量較高，占入料的29.43%，其灰分也較高，為44.53%。由此說明，通過煤泥濃縮分級(jí)旋流器、弧形篩兩段分級(jí)后分級(jí)效果仍不理想，仍有大量高灰細(xì)泥進(jìn)入煤泥重介系統(tǒng)，進(jìn)而造成粗精煤泥灰分較高。

(3)粗精煤泥高頻篩使用情況不佳。粗精煤泥高頻篩(型號(hào)H1-36-18，篩縫0.3 mm)對(duì)粗煤泥的產(chǎn)品質(zhì)量控制起到關(guān)鍵性作用，從表1可知，粗精煤泥高頻篩篩上物中小于0.3 mm的極細(xì)粒煤泥占比為24.38%，該部分煤泥的存在使得粗精煤泥高頻篩篩板篩縫極易堵塞，嚴(yán)重影響了高頻篩的脫水脫泥效果，同時(shí)造成粗精煤泥高頻篩篩前“跑水”，導(dǎo)致粗精煤泥產(chǎn)品灰分、水分均不符合產(chǎn)品指標(biāo)。

2 改進(jìn)措施及生產(chǎn)效果

針對(duì)以上分析的粗精煤泥灰分過高的原因及工藝設(shè)備問題，唐口選煤廠采取了以下措施進(jìn)行優(yōu)化。

2.1 優(yōu)化煤泥濃縮分級(jí)旋流器底流口直徑

原煤泥濃縮分級(jí)旋流器底流口直徑為130 mm，由選煤廠維修車間自行制作150 mm、180 mm直徑底流口，分別將底流口橫截面積增大0.3、0.9倍依次進(jìn)行更換，更換后分別采取的煤泥濃縮分級(jí)旋流器底流進(jìn)行煤泥篩分試驗(yàn)，分析其粒度組成，試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

表4 不同底流口條件下煤泥分級(jí)旋流器底流篩分試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)不同直徑的底流口煤泥濃縮分級(jí)旋流器底流篩分試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，直徑130 mm、150 mm、180 mm的底流口對(duì)應(yīng)旋流器底流中小于0.2 mm的高灰細(xì)泥產(chǎn)率分別為31.88%、13.53%、20.73%。試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)?shù)琢骺谥睆椒糯笾?50 mm時(shí)，煤泥濃縮分級(jí)旋流器底流中高灰細(xì)泥產(chǎn)率最低，煤泥濃縮分級(jí)旋流器分級(jí)效果最佳。

2.2 優(yōu)化煤泥重介入料弧形篩

通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)際觀察及篩分結(jié)果分析，選煤廠將原有篩縫0.3 mm弧形篩篩板更換為0.35 mm，同時(shí)在入料箱內(nèi)加設(shè)緩沖板，調(diào)整弧形篩上方隔板配重，使物料能夠均勻給料，并按切線方向給入弧形篩。優(yōu)化完成后，對(duì)弧形篩出料進(jìn)行小篩分試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表5所示。

表5 優(yōu)化后弧形篩出料小篩分試驗(yàn)結(jié)果

表5試驗(yàn)結(jié)果表明，優(yōu)化后的煤泥重介入料弧形篩篩上物中小于0.2 mm粒級(jí)的高灰細(xì)泥占比降至9.73%，煤泥重介入料灰分由改造前的34.61%降至30.75%，說明弧形篩優(yōu)化效果明顯。煤泥經(jīng)煤泥分級(jí)旋流器、弧形篩兩段分級(jí)后達(dá)到理想效果，僅有極小部分高灰細(xì)泥進(jìn)入到煤泥重介系統(tǒng)。降低物料流速，調(diào)整弧形篩上方隔板配重，使物料能夠在弧形篩寬度方向上給料均勻，并按切線方向給入弧形篩，促使物料與篩面夠充分有效接觸，提高物料與弧形篩的有效接觸面積，大大提高了弧形篩脫掉高灰細(xì)泥的效果。

2.3 優(yōu)化粗精煤泥高頻篩

當(dāng)前粗精煤泥高頻篩雖能滿足粗精煤泥脫水要求，但當(dāng)原煤煤質(zhì)變差時(shí)，極易出現(xiàn)粗精煤泥高頻篩篩前“跑水”現(xiàn)象，分析原因在于煤質(zhì)變差后，造成小于0.3 mm細(xì)粒級(jí)煤泥含量增加，造成高頻篩篩縫堵塞的問題，使得粗精煤泥在高頻篩上脫水效果變差，造成篩前“跑水”。針對(duì)該問題，選煤廠依據(jù)煤泥重介入料弧形篩優(yōu)化方式對(duì)粗精煤泥高頻篩入料弧形篩進(jìn)行優(yōu)化，即將粗精煤泥高頻篩原有0.3 mm篩縫篩板從入料端直段開始逐排進(jìn)行更換為0.35 mm篩縫篩板，觀察粗精煤泥高頻篩脫水效果。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用及觀察，將0.35 mm篩板更換至第3排時(shí)，粗精煤泥高頻篩篩前不再跑水，更換至第4排時(shí)，篩上水明顯減少。

優(yōu)化完成后，對(duì)粗精煤泥高頻篩篩上物進(jìn)行小篩分試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表6所示。

表6 粗精煤泥高頻篩篩上物小篩分試驗(yàn)結(jié)果

表6試驗(yàn)結(jié)果表明，粗精煤泥高頻篩篩上物中小于0.3 mm的細(xì)粒級(jí)煤泥占比降至11.62%，同時(shí)粗精煤泥灰分由優(yōu)化前的9.89%降至7.89%，不僅高灰細(xì)泥得到了有效脫除，而且保證了弧形篩及粗精煤泥高頻篩的脫水效果。

3 生產(chǎn)效果

在煤泥重介系統(tǒng)全部?jī)?yōu)化完成后，煤泥重介系統(tǒng)分選參數(shù)采用日常分選指標(biāo)，入料懸浮液密度控制在1.450 g/cm3左右，入料壓力為0.15 MPa左右。當(dāng)生產(chǎn)運(yùn)行穩(wěn)定時(shí)對(duì)粗精煤泥進(jìn)行采樣，檢測(cè)化驗(yàn)粗精煤泥灰分、水分指標(biāo)，如圖1所示。

圖1 優(yōu)化后粗精煤泥灰分/水分指標(biāo)情況

由圖1可知，在煤泥重介系統(tǒng)全部?jī)?yōu)化完成后，粗精煤泥灰分基本控制在7.0%～8.0%之間，水分穩(wěn)定在8.0%～10.0%之間，較好的滿足了主精煤產(chǎn)品(八級(jí)精煤)的指標(biāo)要求。

4 結(jié) 語

以唐口選煤廠煤泥重介系統(tǒng)粗精煤泥高灰細(xì)泥含量高為問題出發(fā)點(diǎn)，對(duì)煤泥濃縮分級(jí)旋流器底流口、煤泥重介旋流器入料端弧形篩及粗精煤泥高頻篩三個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了優(yōu)化改造。結(jié)果表明，采用直徑為150 mm的煤泥濃縮分級(jí)旋流器底流口可以明顯脫除其底流中高灰細(xì)泥，并使其達(dá)到較為理想的分級(jí)效果；優(yōu)化選擇篩縫為0.35 mm的煤泥重介旋流器入料端弧形篩極大地降低了煤泥重介入料中高灰細(xì)泥的占比(降低19.7%)，并保證了入料粒度組成，同時(shí)選用篩縫為0.35 mm篩板對(duì)粗精煤泥高頻篩的優(yōu)化較好的解決了粗精煤泥高頻篩篩前“跑水”的問題，在保證粗精煤泥中高灰細(xì)泥有效脫除的同時(shí)，確保了精煤泥水分符合指標(biāo)要求。