李 濤

(霍州煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司 辛置煤礦選煤廠,山西 霍州 031412)

山西某選煤廠原洗選能力為30萬(wàn)t/a，后經(jīng)過(guò)技改，洗選能力增加至120萬(wàn)t/a。選煤廠入選的原煤主要來(lái)自3號(hào)煤層，洗選環(huán)節(jié)有手選預(yù)排矸、重介旋流器分選以及浮選等，重介旋流器為3NWX900/700型。生產(chǎn)過(guò)程中，重介旋流器浮選介質(zhì)消耗介于2.0～2.5 kg/t，均值為2.2 kg/t，存在浮選介質(zhì)消耗高的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，針對(duì)性地提出了洗選介質(zhì)優(yōu)化改造方案，并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，以期在一定程度提高選煤廠洗選介質(zhì)的回收效果。

1 介質(zhì)回收存在的問(wèn)題

1.1 入選原煤矸石含量大

3號(hào)煤層生產(chǎn)的原煤沉浮特征為：精煤產(chǎn)率低、煤泥及矸石含量高。精煤產(chǎn)率20%～28%，具體洗選的3號(hào)煤層快浮結(jié)果如表1所示。

表1 3號(hào)煤層快浮試驗(yàn)結(jié)果

在煤炭洗選過(guò)程中，首先采用分級(jí)篩篩分，篩上物通過(guò)手選、粉碎后與分級(jí)篩篩下物混合進(jìn)入重介旋流器分選。當(dāng)入選原煤量為200 t/h時(shí)，洗選中煤、精煤帶介量為0.06 t/h、0.30 t/h，均在正常范圍內(nèi)；矸石脫介篩上矸石層厚度接近或者超過(guò)100 mm時(shí)，矸石帶介量即可達(dá)到2.6 kg/t，矸石帶介量較大導(dǎo)致生產(chǎn)過(guò)程中介質(zhì)消耗過(guò)多。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，矸石帶介占介質(zhì)消耗的80%以上。表2為統(tǒng)計(jì)監(jiān)測(cè)得到的2019—2020年各產(chǎn)品帶介結(jié)果。

表2 產(chǎn)品帶介統(tǒng)計(jì)結(jié)果

1.2 磁選機(jī)回收效果差

洗選原煤具有破碎、原生及次生煤泥含量高、末煤占比大等特點(diǎn)，洗選時(shí)脫介弧形篩為0.75 mm，一定量的煤泥會(huì)混雜到低流并流入合介桶?？刂迫藛T通過(guò)加大介質(zhì)分流量、提升入料濃度等方式保持合介中磁選物含量穩(wěn)定。有關(guān)研究成果顯示，當(dāng)入料濃度超過(guò)30%時(shí)磁選機(jī)工作效率會(huì)降低，磁選尾礦介質(zhì)損失增大[1-3]。從現(xiàn)場(chǎng)看，入料濃度由35%增至40%時(shí)，磁選機(jī)生產(chǎn)效率會(huì)從99.88%降至99.72%；當(dāng)入料濃度為20%～30%時(shí)，磁選機(jī)工作效率超過(guò)99.9%.表3為入料濃度、尾礦介質(zhì)含量測(cè)定結(jié)果。

表3 磁選機(jī)入料濃度與尾礦介質(zhì)含量檢測(cè)結(jié)果

2 改造優(yōu)化措施及應(yīng)用效果

2.1 優(yōu)化配煤并改造矸石篩噴淋水系統(tǒng)

為滿足需要，洗選的原煤除3號(hào)煤外，還需進(jìn)行配煤，因此配煤時(shí)，在滿足產(chǎn)品品質(zhì)基礎(chǔ)上考慮原煤矸石量。將矸石篩噴淋水管由2排改為4排，增加噴淋水量。

2.2 改造介質(zhì)分流系統(tǒng)

受合介桶內(nèi)煤泥量大的影響，1號(hào)精煤磁選機(jī)入料濃度普遍超過(guò)30%，導(dǎo)致介質(zhì)回收率偏低。所以對(duì)介質(zhì)分流系統(tǒng)進(jìn)行了改造，改造理念為降低1號(hào)精煤磁選機(jī)流量。具體改造措施為[6-8]：將精煤振動(dòng)篩、中煤脫介篩篩下物分別合介分流至2號(hào)精煤磁選機(jī)、3號(hào)中矸磁選機(jī)。降低磁選機(jī)磁偏角2～3°，從而使得未能及時(shí)分選顆粒或者磁性較小顆粒吸附到滾筒上，增加介質(zhì)回收率。

2.3 改造脫介篩篩板

受到入選的原煤中煤泥含量較高的影響，洗選過(guò)程中經(jīng)脫介篩(包括弧形篩及直線振動(dòng)篩)進(jìn)入到合介桶內(nèi)的煤泥量較大。原有的脫介篩篩縫均為0.75 mm，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)將脫介篩篩縫由0.75 mm降至0.55 mm、0.40 mm時(shí)，可有效降低篩下物煤泥量。經(jīng)過(guò)對(duì)比分析，將篩縫由0.75 mm改為0.40 mm后，合介中煤泥占比由44.96%降至28.79%，應(yīng)用效果較好。隨著合介系統(tǒng)內(nèi)煤泥占比降低，合介分流閥開(kāi)啟度可由90%調(diào)整至40%～60%，同時(shí)可降低精煤磁選機(jī)入料濃度。

2.4 強(qiáng)化介質(zhì)管理

2.4.1 介質(zhì)品質(zhì)管理

選煤廠入選的煤炭中原生、次生煤泥總量在25%以上，在確保懸浮液穩(wěn)定的情況下可適當(dāng)降低對(duì)浮選介質(zhì)顆粒度的要求。選煤廠浮選介質(zhì)采用粗、細(xì)兩種磁鐵礦粉，其中細(xì)磁鐵礦粉(粒徑0.045 mm以內(nèi))含量占比超過(guò)90%、粗磁鐵礦粉(粒徑0.045 mm以上)含量占比在10%以內(nèi)。依據(jù)洗選浮選液性質(zhì)添加一定量的粗磁鐵礦有助于磁選機(jī)回收介質(zhì)。

2.4.2 介質(zhì)添加管理

針對(duì)洗選過(guò)程中介質(zhì)消耗量大的問(wèn)題，采取以下改造措施：

1) 適當(dāng)增加合介桶高度。將合介桶高度由4.5 m增加至5.2 m，改造后合介桶容量增加8.8 m3，生產(chǎn)過(guò)程中加介頻率增至2～3次/d。

2) 強(qiáng)化介質(zhì)中水分管理，特別是冬季，若介質(zhì)出現(xiàn)結(jié)塊冰凍情況時(shí)，應(yīng)進(jìn)行破碎，確保介質(zhì)粒度在合理范圍內(nèi)。

3) 改進(jìn)介質(zhì)添加方式。原有的介質(zhì)添加是鐵礦粉、煤混合后一并進(jìn)入洗選系統(tǒng)。對(duì)介質(zhì)添加方式進(jìn)行改進(jìn)，具體添加方式為：鐵礦粉單獨(dú)添加，同時(shí)將介質(zhì)添加速度由40 kg/h降至20 kg/h，確保介質(zhì)被磁選機(jī)充分回收。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

改造完成后的選煤廠介質(zhì)回收系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。對(duì)浮選場(chǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化后，特別是對(duì)優(yōu)化介質(zhì)回收系統(tǒng)，選煤廠洗選過(guò)程中介質(zhì)消耗量由2.2 kg/t下降至1.0 kg/t，介質(zhì)消耗量降幅為54%.選煤廠洗選能力為120萬(wàn)t/a，介質(zhì)成本約為700元/t，預(yù)計(jì)每年可減少介質(zhì)消耗投入1 400 t，節(jié)省介質(zhì)投入約100萬(wàn)元，優(yōu)化效果良好。

圖1 介質(zhì)回收流程(mm)

4 結(jié) 語(yǔ)

結(jié)合選煤廠生產(chǎn)特點(diǎn)，對(duì)選煤廠生產(chǎn)系統(tǒng)中面臨的介質(zhì)消耗過(guò)高問(wèn)題進(jìn)行了分析，并提出了針對(duì)性優(yōu)化措施，提高介質(zhì)回收設(shè)備整體性能、構(gòu)建高效回收系統(tǒng)并強(qiáng)化介質(zhì)管理等?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用后，選煤廠洗選系統(tǒng)介質(zhì)消耗過(guò)大的問(wèn)題得以緩解，介質(zhì)消耗由2.2 kg/t下降至1.0 kg/t，有效降低了洗選成本。