帖 呈

（晉能控股山西科學(xué)技術(shù)研究院設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司， 山西 大同 037000）

引言

選煤廠在原設(shè)計(jì)中運(yùn)用了跳汰粗選、末精煤重介質(zhì)旋流器等工藝流程，這種工藝流程主選設(shè)備的工作效率低下，需要投入的設(shè)備數(shù)量較多；工藝流程方面比較復(fù)雜，對(duì)于生產(chǎn)管理具有限制性；輸送懸浮液和煤泵消耗能量較高；產(chǎn)生的次煤泥量過大。因此，為了改善選煤廠傳統(tǒng)工藝中的不足，針對(duì)以上提供的幾點(diǎn)問題對(duì)重介質(zhì)分選工藝改造及應(yīng)用展開分析。

1 改造原系統(tǒng)技術(shù)的原因

目前，隨著社會(huì)對(duì)煤礦的需求越來越大，煤礦的生產(chǎn)能力也在不斷的加大，導(dǎo)致煤的質(zhì)量下降，而市場(chǎng)上對(duì)商品煤的質(zhì)量要求在不斷增加，競(jìng)爭(zhēng)也隨著市場(chǎng)的變化不斷加大，為了有效提高選煤廠處理煤質(zhì)的能力，促進(jìn)煤質(zhì)的不斷提高并達(dá)到市場(chǎng)的要求，因此有必要對(duì)選煤系統(tǒng)進(jìn)行生機(jī)和改造。選煤廠重介質(zhì)分選工藝具有以下缺陷：

1）處理煤質(zhì)的能力低下，某煤礦為了提高生產(chǎn)力，不但采用了高檔普采水運(yùn)生產(chǎn)工藝，還擴(kuò)大了煤井的建設(shè)，將綜采工藝運(yùn)用到生產(chǎn)當(dāng)中。煤礦的生產(chǎn)能力也得到了很大的提升，然而選煤廠的生產(chǎn)能力依舊保持在原本的基礎(chǔ)上，這就造成選煤的生產(chǎn)能力無(wú)法滿足煤礦的生產(chǎn)需求，有很大一部分原煤無(wú)法進(jìn)入選煤工藝中。

2）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)無(wú)法滿足市場(chǎng)的需求，利用跳汰分選工藝對(duì)13 mm 的粗精煤進(jìn)行破碎后，進(jìn)入旋流器工藝進(jìn)行精選，最終篩選出低灰精煤、高灰精煤、矸石等不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品。隨著市場(chǎng)客戶對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來越高，9%~10%的高灰結(jié)構(gòu)煤質(zhì)已經(jīng)無(wú)法滿足市場(chǎng)的需求，對(duì)于低于8%的低灰精煤其價(jià)格在不斷地增長(zhǎng)。所以選煤廠要不斷地改善產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，以此來滿足用戶的需求，增強(qiáng)煤廠的效益。

3）由于煤礦開采的深度不斷地增加，造成接觸斷層多發(fā)區(qū)的現(xiàn)象增多，煤的質(zhì)量越來越差，洗煤的難度增加導(dǎo)致跳汰分選的效果變得越來越差，經(jīng)濟(jì)效益也隨之下降，出現(xiàn)較為嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。

4）選煤設(shè)備有待提升。傳統(tǒng)末精煤重介質(zhì)旋流器精選工作只適合跳汰精煤的分選和加工，選煤設(shè)備無(wú)法滿足當(dāng)前煤礦的需求，并且選煤重介質(zhì)工藝復(fù)雜，無(wú)法對(duì)原煤進(jìn)行精細(xì)的篩選。此外，本設(shè)備迫切需要進(jìn)行工藝改造，全面實(shí)現(xiàn)重介質(zhì)選煤自動(dòng)化。

2 重介質(zhì)分選工藝改造及應(yīng)用

傳統(tǒng)的重介質(zhì)分選系統(tǒng)采用的是末精煤分選系統(tǒng)，將本原煤系統(tǒng)用重介質(zhì)旋流器分選系統(tǒng)代替，應(yīng)用的技術(shù)是不分離、不脫泥、無(wú)壓給料技術(shù)，充分地利用已經(jīng)購(gòu)買的設(shè)備和原廠房進(jìn)行技術(shù)改造和升級(jí)，改革成一種新穎的重介質(zhì)分選系統(tǒng)，如下頁(yè)圖1 所示。由膠帶輸送機(jī)將入選的原煤料輸送到廠房，刮板輸送機(jī)對(duì)原煤進(jìn)行濕潤(rùn)加工傳送到三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器[1]。從而分選出精煤、和中煤兩種煤質(zhì)，進(jìn)入弧形篩流程進(jìn)行一次脫介，之后傳送到直線震動(dòng)篩進(jìn)行第二次脫介、脫水，分選出的矸石在直線震動(dòng)篩中進(jìn)行一次脫介、脫水。并且在單層精煤振動(dòng)篩對(duì)煤進(jìn)行分級(jí)處理，將煤進(jìn)行分級(jí)，以13 mm 為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于小于13 mm 的粒級(jí)末煤可傳送到離心機(jī)進(jìn)行第三次脫水，離心液傳送至煤泥弧形篩。精煤弧形篩會(huì)分流出一部分濃懸浮液，精煤震動(dòng)脫介篩也會(huì)篩下一部分稀懸浮液，將兩種懸浮液一同進(jìn)入精煤磁選機(jī)中，剩余的一部分和中煤、矸石脫介篩下的懸浮液會(huì)一起傳送到合格的介質(zhì)桶。通過對(duì)中煤、矸石的震動(dòng)篩下的懸浮液分別與中煤和矸石進(jìn)入磁選機(jī)。每臺(tái)磁選機(jī)中的精煤可以作為合格的介質(zhì)循環(huán)性的使用。在精煤磁選機(jī)中的尾礦可由精煤泥弧形篩精進(jìn)行分級(jí)，在弧形篩上的煤泥可通過離心機(jī)進(jìn)行脫水分選到精煤中，之后離心液返回到煤泥弧形篩，篩下水進(jìn)入浮選系統(tǒng)。中煤和矸石磁選機(jī)中的尾礦可由尾煤弧形篩進(jìn)行篩選分級(jí)，篩上物質(zhì)可進(jìn)入到中煤直線震動(dòng)機(jī)進(jìn)行脫水。通過對(duì)原煤重介質(zhì)分選系統(tǒng)進(jìn)行改造，原煤重介質(zhì)分選系統(tǒng)和跳汰洗煤系統(tǒng)不但能夠獨(dú)立使用，還可以相互并聯(lián)共同使用。

圖1 技改后的重介分選工藝原則流程圖

3 三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的技改效果

3.1 主要優(yōu)點(diǎn)

重介質(zhì)技術(shù)改造后采用了國(guó)際先進(jìn)的大型無(wú)壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器作為選煤主要設(shè)備，加強(qiáng)了入選煤粒的速度，減少了設(shè)備的臺(tái)數(shù)，原煤料的準(zhǔn)備系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)化，能夠直接進(jìn)入不分級(jí)入選系統(tǒng)。采用無(wú)壓給料的方式精心地對(duì)原料煤篩選，提高了選煤的精度和效率，簡(jiǎn)化了選煤工藝流程。通過單一低密度懸浮液，能夠一次分選出精煤、中煤和矸石三種煤質(zhì)。在進(jìn)行原煤分選的過程中減少了脫泥和分級(jí)流程，生產(chǎn)環(huán)節(jié)的減少大大降低了故障率。選出的產(chǎn)品質(zhì)量高，并且結(jié)構(gòu)相對(duì)靈活。對(duì)于重介質(zhì)旋流器的兩段，具有靈活性和方便性的特點(diǎn)，保障了中煤和精煤的質(zhì)量，有效地分離出純矸石。本設(shè)備具有先進(jìn)、可靠和操作方便等特點(diǎn)，采用3GDMC1100/780A 型當(dāng)作主選設(shè)備其中采用了三產(chǎn)品無(wú)壓給料重介質(zhì)旋流器和無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，在旋流器內(nèi)部采用了剛玉材料，使用壽命可達(dá)到9 000 h 以上，并且可以長(zhǎng)時(shí)間地進(jìn)行高質(zhì)量的工作。

3.2 工作效果

通過對(duì)三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器經(jīng)營(yíng)實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)材料進(jìn)行分析，得出了三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的曲線圖，工藝評(píng)定結(jié)果具有高效性[2]。通過對(duì)評(píng)定結(jié)果分析可以看出，重介質(zhì)旋流器具有高精度的優(yōu)勢(shì)。通過在1.568 kg/L 的分配密度下第一段的E1值能夠達(dá)到0.031 kg/L，第二段的分配密度為1.918 kg/L，E2的值也可以達(dá)到0.046 kg/L，指標(biāo)達(dá)到了先進(jìn)化的階段，精煤的產(chǎn)量效率大大的增加，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了跳汰分選重介質(zhì)的精煤率。自從對(duì)重介質(zhì)分選工藝進(jìn)行改造后，精煤灰分和矸石的帶煤量明顯減少。通過對(duì)質(zhì)量指標(biāo)的分析，要想更好地提高精煤的生產(chǎn)率，就需要將跳汰分選的煤灰分提高到8.5%，保證其在易選煤的范圍內(nèi)。采用改造后的重介質(zhì)分選工藝，可以將精煤灰分的產(chǎn)生率控制在7%以下。如此可以將煤灰分的生產(chǎn)率控制到8%以內(nèi)，促使選煤廠的精煤生產(chǎn)率提高到2 個(gè)百分點(diǎn)以上。

3.3 經(jīng)濟(jì)效益

通過對(duì)重介質(zhì)分選系統(tǒng)進(jìn)行改造并投入使用中的數(shù)據(jù)分析，這項(xiàng)系統(tǒng)具有操作、流程簡(jiǎn)單，工作狀態(tài)穩(wěn)定，工藝流程靈活，可以隨著入選煤的變化及時(shí)地調(diào)整分選煤的密度，從而大大提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和效率。改造后的新系統(tǒng)可以和跳汰分選系統(tǒng)共同運(yùn)轉(zhuǎn)，又可以單獨(dú)使用，能夠結(jié)合煤礦企業(yè)銷售合同中的精煤質(zhì)量要求調(diào)整設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)，從而達(dá)到合同規(guī)定的選煤標(biāo)準(zhǔn)，并且可以單獨(dú)控制每個(gè)工藝流程。選煤廠的精煤灰分可達(dá)到7.39%，洗混煤灰分可以控制在35.12%內(nèi)，商品煤的質(zhì)量可以達(dá)到100%的合格率，也贏得了用戶的認(rèn)可。雖然這種新型重介質(zhì)分選工藝投入使用的時(shí)間不長(zhǎng)，然而消耗只有2.0 kg/t，隨著技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的不斷掌握和熟練，介耗還有可能進(jìn)一步的降低，改造后的重介質(zhì)系統(tǒng)管道加強(qiáng)了耐磨性，降低了磨損程度及設(shè)備零件更換的成本。通過對(duì)重介質(zhì)旋流器的改造傳送矸石的脫介篩螺旋溜槽鋪有鑄石板增強(qiáng)了耐磨性。改造后的生產(chǎn)精煤將要比改造工藝前每年的分選精煤量可增加20 萬(wàn)t 左右，將精煤量按照煤礦內(nèi)部的價(jià)格計(jì)算，每年能夠?yàn)槠髽I(yè)增加五六千萬(wàn)元，增加了煤礦廠的經(jīng)濟(jì)效益。

4 三產(chǎn)品無(wú)壓給料重介質(zhì)旋流器發(fā)展趨勢(shì)

從當(dāng)前煤礦企業(yè)的三產(chǎn)品無(wú)壓給料重介質(zhì)旋流器的發(fā)展趨勢(shì)分析，要想提高煤礦企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)能力和提高產(chǎn)品的質(zhì)量就需要引入先進(jìn)的分選煤質(zhì)的設(shè)備，采用高效的三產(chǎn)品無(wú)壓給料重介質(zhì)旋流器工藝可有效地降低煤礦企業(yè)的消耗，并且節(jié)約煤礦資源和成本。與我國(guó)提倡的綠色環(huán)保理念相結(jié)合[3]，達(dá)到高質(zhì)量、高要求的產(chǎn)品分選效果。選煤廠還需要建立遠(yuǎn)程監(jiān)控和自動(dòng)化選煤系統(tǒng)水平，可及時(shí)地觀察到分選設(shè)備的參數(shù)和工作情況，并且能夠?qū)z測(cè)的參數(shù)提供給分選煤相關(guān)的部門，為相關(guān)的部分作出相關(guān)的決策提供有利的參考條件。重介質(zhì)分選煤工藝在工作過程中出現(xiàn)故障可及時(shí)地向遠(yuǎn)程發(fā)出信號(hào)，方便選煤人員找出問題排除故障。重介質(zhì)分選工藝是選煤廠主要應(yīng)用的設(shè)備，重介質(zhì)分選煤工藝的運(yùn)行狀態(tài)與選煤廠的經(jīng)濟(jì)效益有著直接的關(guān)系，所以選煤廠要加強(qiáng)對(duì)重介質(zhì)分選工藝進(jìn)行改造和升級(jí)，從而提高煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益。

5 結(jié)語(yǔ)

從當(dāng)前對(duì)選煤廠的設(shè)備分析來看，重介質(zhì)的選煤廠要想提高選煤的質(zhì)量和效率，就需要對(duì)傳統(tǒng)的選煤工藝進(jìn)行改造，在最大程度上降低選煤廠的損耗，提高選煤廠的經(jīng)濟(jì)效益，相關(guān)研究人員要不斷地對(duì)重介質(zhì)選煤工藝進(jìn)行研究和分析，以求更好地滿足各種煤礦的生產(chǎn)需求。