許志鵬

（華陽集團二礦選煤廠， 山西 陽泉 045000）

引言

近年來加壓過濾機是選煤廠較為廣泛應(yīng)用的浮選精煤脫水設(shè)備，其濾餅水分低于快開壓濾機和真空過濾機。在煤礦生產(chǎn)過程中，加壓過濾機濾液無法直接作為循環(huán)水利用，再加上濾布、濾扇等部件的磨損，導(dǎo)致部分煤泥進入濾液內(nèi)，引發(fā)濾液跑粗，不利于生產(chǎn)過程的順利進行。如果直接將濾液返回浮選入料，并形成閉環(huán)循環(huán)系統(tǒng)，則浮選入料粒度組成將變細，會增大過濾難度，濾液內(nèi)的細粒精煤也會損失掉，不利于浮選效果、精煤產(chǎn)率等的提升。

綜上，必須進行浮選精煤加壓過濾機濾液系統(tǒng)的改進優(yōu)化，提升濾液處理效率，避免濾液對煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)造成不利影響。

1 某選煤廠生產(chǎn)現(xiàn)狀

某選煤廠浮選精煤主要應(yīng)用加壓過濾機過濾，濾液返回礦漿預(yù)處理器內(nèi)后二次進入浮選機，導(dǎo)致加壓過濾機濾液濃度較高，濾液灰分也比浮選精煤灰分高，煤泥粒度過細，其中粒度在0.045 mm 以下的煤粒占比最高，如表1 所示。濾液二次進入浮選后成為加壓過濾機濾液的可能性相當大，部分低灰分細煤泥必將進入浮選尾礦而損失，未損失的細煤泥循環(huán)于浮選系統(tǒng)內(nèi)也會惡化分選效果和加壓過濾機過濾效果，增高浮選精煤水分。

表1 選煤廠加壓過濾機濾液中煤泥粒度

該選煤廠以細粒度且含有大量黏滯性泡沫的浮選精礦作為加壓過濾機入料，為保證運行效率，在其中摻加脫泥處理的粗精煤。通過分析其入料粒度可以看出，該加壓過濾機入料粒度較細，并包含粒度在0.5 mm 以上的粒料。如果遇加壓過濾布破碎，則濾液內(nèi)粒度在0.5 mm 以上粒料的含量便會增加。這種濾液進入循環(huán)水系統(tǒng)內(nèi)便會導(dǎo)致水池積煤，降低循環(huán)水質(zhì)量。若直接以其為浮選入料則粒度0.5 mm 以上的粒料無法充分回收，煤泥灰分無法保證。為此必須從設(shè)備和工藝兩個角度進行優(yōu)化。

2 濾液處理工藝優(yōu)化

根據(jù)浮選工藝特征及對該選煤廠浮選精煤加壓過濾濾液的分析，提出開路處理和閉路循環(huán)兩種工藝優(yōu)化方案：前者主要利用加壓過濾機濾液水清的優(yōu)勢，增設(shè)一套精煤壓濾機系統(tǒng)，進行濾液二次處理；后者則根據(jù)現(xiàn)有工藝，將濾液粒度控制后使其二次進入浮選系統(tǒng)，達到閉路循環(huán)的目的[1]。

開路處理方案必須增設(shè)一套精煤壓濾機處理系統(tǒng)，并且要與現(xiàn)有運輸系統(tǒng)良好銜接，投資成本高，占地空間大。而改造現(xiàn)有工藝流程使其閉路循環(huán)的方案雖然會使系統(tǒng)內(nèi)細粒煤泥含量增加，但經(jīng)濟性和占地空間方面均優(yōu)于前一方案。綜上，該選煤廠主要采用閉路循環(huán)方案進行濾液處理工藝優(yōu)化。

3 濾液處理系統(tǒng)優(yōu)化

3.1 工藝系統(tǒng)優(yōu)化

該選煤廠細粒脫水工藝主要包括粗煤泥脫水系統(tǒng)和加壓過濾機脫水系統(tǒng)兩個部分，此次改造主要針對以上兩個系統(tǒng)進行。從改造前的工藝流程圖中可以看出，加壓過濾機濾液走向主要有兩個：一是進入浮選入料桶，二是進入循環(huán)水池。過濾機濾液進入浮選入料桶后將引發(fā)浮選跑粗現(xiàn)象，而進入循環(huán)水池則會導(dǎo)致循環(huán)水污染。若將濾液直接打入粗精煤集料桶，經(jīng)粗精煤水力旋流器處理，則其入選入料粒度將很容易控制，也不會造成循環(huán)水污染。為此，應(yīng)遵循以上改進思路調(diào)整濾液走向，優(yōu)化粗煤泥脫水及加壓過濾機脫水工藝系統(tǒng)。

經(jīng)過以上措施改進后，雖然解決了加壓過濾機濾液所引發(fā)的跑煤、跑粗等問題，但也引發(fā)了粗精煤集料桶液位不穩(wěn)[2]、分級設(shè)備水力旋流器運行不穩(wěn)定等問題。為此，還必須增設(shè)液位自動控制裝置，達到粗精煤集料桶液位穩(wěn)定、水力旋流器運行效果改善等目的。

3.2 控制設(shè)備優(yōu)化

三臺加壓過濾機濾液與TBS 溢流共同構(gòu)成粗精煤集料桶入料，在加壓過濾機開啟臺數(shù)不確定情況下，濾液流量也極不穩(wěn)定。分選物料性質(zhì)對TBS 溢流量有較大影響，分選物料質(zhì)量較好時溢流量較大，反之則溢流量小。為保證旋流器入料過程的穩(wěn)定性，集料桶內(nèi)液位必須符合條件。但是在諸多不穩(wěn)定因素的綜合作用下，提高泵流量會導(dǎo)致抽空及旋流器性能失穩(wěn)，降低泵流量又會引發(fā)冒桶。為此，必須在粗精煤集料桶上增設(shè)液位控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由補水閥門、限位開關(guān)和液位計等部件組成。精煤磁尾桶內(nèi)所增設(shè)的液位計上、下限位分別為70%和30%[3]，一旦液位低至總液位的30%時液位計便會發(fā)出補水信號，閥門接收到該信號后自動開啟補水。而當液位超出總液位的70%時，液位計便發(fā)出關(guān)閉信號，閥門自動關(guān)閉。通過以上操作達到液位自動調(diào)整和穩(wěn)定的目的，集料桶液位自動控制系統(tǒng)簡圖，如圖1 所示。

圖1 集料桶液位控制系統(tǒng)設(shè)計圖

在此設(shè)計下，集料桶液位高低主要依靠入料泵開閉控制，當集料桶液位較低時，液位計會接觸到煤泥桶下部開關(guān)，信號會同時傳輸至遠程控制箱，在其控制下閥門開啟。相反，當集料桶液位升高時，液位計將隨之上升并接觸到煤泥桶上部開關(guān)，遠程控制箱接收到信號后將通過電動機控制以關(guān)閉閥門。通過以上自動操作，能有效避免集料桶液位抽空，并確保集料桶內(nèi)煤料入料量能與水力旋流器運行相匹配。

4 運行效果

按照本文所提出的設(shè)計思路進行該選煤廠加壓過濾機濾液系統(tǒng)優(yōu)化改進后，加壓過濾機因濾布破損引發(fā)濾液跑粗以及因浮選跑粗所造成煤泥灰分較低等問題得到了有效解決，煤泥灰分從改進前的55%提升至目前的62%。濾液中高灰細泥充分拋除，分選效果顯著改善。

按照該選煤廠2020 年煤泥產(chǎn)量64 000 t 計，若回收的精煤灰分按10%確定，則可從原煤泥中回收精煤6 400 t。按照煤泥180 元/t、精煤660 元/t 的市場價格統(tǒng)計，則當年可為該選煤廠多創(chuàng)造直接經(jīng)濟效益340 萬元。

5 結(jié)語

選煤廠結(jié)合自身工藝特點所進行的浮選精煤加壓過濾機濾液系統(tǒng)工藝及設(shè)備的改進優(yōu)化，保證了濾液閉路循環(huán)的實現(xiàn)，并有效消除了加壓過濾機濾液跑粗而對浮選效果的不利影響。通過引入入料液位自動控制系統(tǒng)，可達到液位自動調(diào)整和穩(wěn)定的目的，有效避免集料桶液位抽空。

本文所提出的優(yōu)化設(shè)計思路既適用于浮選精煤加壓過濾機濾液系統(tǒng)改進，對于礦用其他不平衡入料系統(tǒng)自動化改進也具有普遍適用性。