劉 威 王子揚 侯 英，3

（1.山西焦煤汾西礦業(yè)集團水峪煤業(yè)公司選煤廠；2.遼寧科技大學礦業(yè)工程學院；3.遼寧省金屬礦產資源高效采選與利用工程技術研究中心）

重介洗煤現(xiàn)已成為眾多洗煤廠普遍的作業(yè)模式，如何有效地降低介耗，引起了人們的高度關注和思考。因此，現(xiàn)代化工廠必須放棄以前的粗放式、高耗能的成本管理模式，轉而采用更加科學化、節(jié)能化、高效化的成本管理方法來鞏固和提升工廠的競爭力。介耗指標是重介質選煤廠的主要技術經濟指標之一，介耗高低不僅關系到原材料消耗量的大小，而且還影響重介生產系統(tǒng)能否保持正常和穩(wěn)定［1-2］，重介洗煤廠降低介耗能否順利實施，具有重要的實際意義［3-4］。

水峪洗煤廠二車間設計能力3.0 Mt/a，采用不脫泥、不分級、無壓給料三產品重介旋流器選煤工藝，+0.25 mm煤泥由重介系統(tǒng)分選回收，-0.25 mm煤泥浮選，精煤產品屬中灰、高硫焦精煤，原煤介質粉耗量約1.50 kg/t，這與國內先進水平還有較大差距［5-7］。水峪選煤廠管理模式先進，生產過程中并無跑、冒、滴、漏現(xiàn)象，采購的磁鐵礦粉品質較好，該廠非技術損耗已降到最低水平［8-10］。因此，本次檢測主要考查該廠介質在生產過程中的技術損耗。

1 檢測方法及存在的問題

試樣取自水峪選煤廠二車間，為排查重介系統(tǒng)介質損失，對各部分產品帶介情況進行了檢測。試驗采用XCGS-50磁選管進行檢測，首先調制礦漿，將10 g試樣（粒度0.5 mm）倒入燒杯中，加入30 mL水后用玻璃棒攪拌均勻。將磁選管中的水位保持在分選區(qū)之上，調整激磁電流，使其達到預定的150～220 mT磁場強度，打開磁選管調節(jié)排水量的下部夾子和入水量的上部夾子，使試驗中的水位保持不變，把礦漿全部倒入磁選管中，打開磁選管的振動開關。在磁選管運動的過程中，非磁性或弱磁性礦物隨著水流流出，直到排出管外，強磁性礦物將在分選區(qū)吸附于管子內壁，當整個磁選管中的水清澈時，關閉下部夾子和上部夾子，關閉振動開關，關閉激磁電流，然后打開下部夾子和上部夾子，此時排出磁選精礦。

存在問題：①精煤磁選機尾礦產品帶介量高（平均磁性物含量達0.31%）；②重介精煤產品帶介量高（平均帶介量達1.16 kg/t）；③矸石產品帶介量高（平均帶介量達0.56 kg/t），總體介耗高，為技術損耗。

2 試驗檢測及分析

選煤生產過程中的介耗分為脫介篩篩上產品介耗和磁選機介耗兩方面。

2.1 脫介篩篩上產品介耗檢測

脫介篩篩上產品介耗是指黏附在煤粒表面的介質粉，在脫介篩振動和噴水沖洗作用下仍未能脫除透篩，滯留在篩上產品表面的介質粉。脫介篩篩上產品介耗量用產品含介率表示，選煤廠生產介耗要求小于1.2 kg/t，其中，精煤、中煤、矸石脫介篩篩上產品含介率分別小于0.5‰，0.4‰，0.3‰。

選煤試驗檢測過程中選取脫介篩篩上產品含介率作為試驗指標。首先將脫介篩篩上產品按國標要求采樣、制樣后，計算脫介篩篩上產品含介比例，然后將實測值與上述各產品脫介篩篩上含量的經驗值進行比較，即可判斷脫介篩介耗的高低。

水峪選煤廠二車間為不脫泥重介質分選工藝，選用4臺精煤脫介篩，1臺中煤脫介篩，1臺矸石脫介篩，篩子規(guī)格均為3661。脫介篩篩上產品含介率情況見表1。

?

由表1可知，精煤篩篩上產品含介率分別為0.42‰，3.43‰，2.01‰，2.56‰，其中僅有314#精煤脫介篩篩上產品含介率屬于控制范圍，315#、316#、317#精煤脫介篩篩上產品含介率均已嚴重超出控制范圍，跑介較嚴重。中煤脫介篩篩上產品含介率為0.63‰，與精煤脫介篩相比，已大幅降低，但仍超出控制要求的0.4‰，輕微跑介。矸石篩脫介篩篩上產品含介率為0.52‰，同樣存在輕微跑介。

2.2 磁選機工藝性能檢測

水峪選煤廠二車間共有10臺磁選機，其中8臺精煤磁選機均為背靠背布置，型號HMDA914×2972，編號為331#～338#；中煤磁選機1臺，型號HMDA914×2972，編號339#；矸石磁選機1臺，型號HMDA914×2972，編號340#?？疾榇胚x機工藝性能主要有磁性物回收率和煤泥脫除率2個指標。磁性物回收率按式（1）計算，煤泥脫除率按式（2）計算［11］。

式中，ε為磁性回收率，%；Mα為磁選入料中的磁性物含量，以占磁選入料的質量分數(shù)表示，%；Mβ為磁選精礦中的磁性物含量，以占磁選入料的質量分數(shù)表示，%；Mθ為磁選尾礦中的磁性物含量，以占磁選入料質量的分數(shù)表示，%。

式中，εο為非磁性物回收率，%。

磁性物回收率是衡量磁選機回收磁鐵礦介質粉的能力。選煤廠正常情況下單筒磁選機磁性物回收率≥99.8%，根據(jù)該值進行對比，水峪選煤廠精煤磁選機型號均為HMDA914×2972，其中331#、332#、333#、338#精煤磁選機符合要求，而334#、335#、336#、337#精煤磁選機有輕微跑介現(xiàn)象。精煤磁選機工藝性能效果見表2。

煤泥脫除率是尾礦中煤泥占入料中煤泥的百分比，提高磁選機煤泥脫除率有利于懸浮液中煤泥的排出，具有降低懸浮液中煤泥含量，提高分選精度的作用。選煤廠單筒磁選機煤泥脫除率要求≥85%，水峪選煤廠精煤磁選機煤泥脫除率均達到此要求。

磁選機入料中磁性物含量要求≥30%。本次檢測發(fā)現(xiàn)，精煤磁選機入料中磁性物含量均低于此值，說明入料中煤泥含量過高，容易裹攜部分磁性物從尾礦排出，導致輕微跑介現(xiàn)象。另一方面，磁選機精礦中磁性物含量約80%，明顯低于正常值，即使磁選機的煤泥脫除率達標，但入料中所含煤泥量過高，導致一部分煤泥滯留在精礦中，重新進入系統(tǒng)循環(huán)、積聚，中煤磁選機339#工藝性能指標見表3。

?

?

由表3可知，339#中煤磁選機磁性物回收率達99.98%，具有較高的磁性物回收率，不存在跑介現(xiàn)象。中煤磁選機脫泥率83.77%，略低于要求值。針對煤泥脫除率這一指標分析，因中煤磁選機入料中煤泥含量較低，即使極少煤泥進入磁選精礦，也對煤泥脫除率影響較大，導致煤泥脫除率較低，該現(xiàn)象恰恰與精煤磁選機相反。矸石磁選機工藝性能指標見表4。

?

由表4可知，矸石磁選機的磁性物回收率和煤泥脫除率均達到了設備要求。

為排查重介系統(tǒng)介質損失，對各部分產品帶介情況進行了檢測，發(fā)現(xiàn)問題：①精煤磁選機尾礦產品帶介量高，平均磁性物含量達0.31%；②重介精煤產品帶介量高，平均帶介量達1.06 kg/t；③矸石產品帶介量高，平均帶介量達0.56 kg/t，總體介耗高。

3 優(yōu)化措施

根據(jù)試驗數(shù)據(jù)可知，二車間的介耗主要由脫介篩篩上產品介耗大導致，因此降低脫介篩篩上產品介耗是第一要務。

3.1 脫介篩篩上產品降介耗措施

（1）優(yōu)化脫介篩篩面的噴水結構、安裝位置和擋堰篩板分布。脫介篩篩面噴嘴設計成長短交錯的布置如圖1（a）所示，噴嘴間距要滿足相鄰2個同等長度的噴嘴所形成的扇形水簾在篩面料層上方重合，利用單道噴水形成雙幕水簾如圖1（b）虛線所示，不僅可以保障篩面噴水壓力，還在降低噴水量的同時增加噴水沖洗次數(shù)，較低的用水量達到最佳的脫介效果。脫介篩篩面噴水安裝位置必須保障噴水與篩面的交叉點在篩板擋堰后側（圖1（b）），因為物料越過篩面擋堰后料層松散且厚度均勻，下面空間較大，此時噴水沖洗最易于介質透篩，能夠獲得更加充分的脫介效果。篩面擋堰2塊篩板布置1道擋堰，此時效果最佳，即可保證料層沿篩寬方向均勻布料，又可保障篩面物料的流暢性。

（2）脫介篩篩面噴水壓力較低，優(yōu)化篩面噴嘴個數(shù)、濾水器結構、系統(tǒng)用水量，增大篩面噴水壓力。

（3）現(xiàn)有脫介弧形篩篩板背寬2.40 mm，在同規(guī)格弧形篩條件下，背寬大則切割次數(shù)少，建議更換為窄背寬弧形篩篩板（背寬1.70 mm），脫介能力提高約1.26倍，提升泄介能力。

（4）針對一車間脫介弧形篩篩面積料導致介耗增加的情況，可考慮定制弧形篩，適當增加弧形篩的角度，實現(xiàn)物料的順暢通過。

3.2 降磁選機介耗措施

磁選機單機檢測的異常值為入料中煤泥含量偏高，經工藝梳理發(fā)現(xiàn)生產系統(tǒng)中存在煤泥循環(huán)現(xiàn)象，該煤泥循環(huán)工藝為粗精煤泥離心機離心液返回精煤稀介桶（磁選機入料桶），導致磁選機入料中煤泥含量增大，應增加轉排桶，將粗精煤泥離心機離心液轉排至煤泥分級旋流器入料桶，減少磁選機入料中的煤泥含量。

通過脫介篩篩面安裝位置、噴水結構、噴水壓力、擋堰篩板布置優(yōu)化后，預計介耗將降至1.2 kg/t以內，其余措施實施完畢，預計介耗可降至1.0 kg/t左右。

4 結語

（1）水峪洗煤廠改進二車間的工藝流程是降介耗的關鍵。脫介篩篩上產品檢測結果表明，精煤篩篩上產品跑介較嚴重，中煤篩篩上產品和矸石篩篩上產品存在輕微跑介，降低脫介篩篩上產品介耗是降介的關鍵。磁選機工藝性能檢測結果表明，由于入料中煤泥含量偏高，334#、335#、336#、337#精煤磁選機有輕微跑介現(xiàn)象，減少磁選機入料中的煤泥含量，將會改善磁選機輕微跑介現(xiàn)象。

（2）通過優(yōu)化脫介篩篩面噴水結構、安裝位置、擋堰篩板分布和脫介弧形篩篩板可以減少脫介篩篩上產品的介耗，通過增加轉排桶將粗精煤泥離心機離心液轉排至煤泥分級旋流器入料桶，可以改善磁選機的輕微跑介情況。