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(xué)礦業(yè)工程學(xué)院；3.遼寧省金屬礦產(chǎn)資源高效采選與利用工程技術(shù)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(guān)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(zhuǎn)而采用更加科學(xué)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(biāo)是重介質(zhì)選煤廠的主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)之一，介耗高低不僅關(guān)系到原材料消耗量的大小，而且還影響重介生產(chǎn)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(shè)計能力3.0 Mt/a，采用不脫泥、不分級、無壓給料三產(chǎn)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(chǎn)品屬中灰、高硫焦精煤，原煤介質(zhì)粉耗量約1.50 kg/t，這與國內(nèi)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(chǎn)過程中并無跑、冒、滴、漏現(xiàn)象，采購的磁鐵礦粉品質(zhì)較好，該廠非技術(shù)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(zhì)在生產(chǎn)過程中的技術(shù)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(zhì)損失，對各部分產(chǎn)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(diào)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(diào)整激磁電流，使其達到預(yù)定的150～220 mT磁場強度，打開磁選管調(diào)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(guān)。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(nèi)壁，當(dāng)整個磁選管中的水清澈時，關(guān)閉下部夾子和上部夾子，關(guān)閉振動開關(guān)，關(guān)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(chǎn)品帶介量高（平均磁性物含量達0.31%）；②重介精煤產(chǎn)品帶介量高（平均帶介量達1.16 kg/t）；③矸石產(chǎn)品帶介量高（平均帶介量達0.56 kg/t），總體介耗高，為技術(shù)損耗。

2 試驗檢測及分析

選煤生產(chǎn)過程中的介耗分為脫介篩篩上產(chǎn)品介耗和磁選機介耗兩方面。

2.1 脫介篩篩上產(chǎn)品介耗檢測

脫介篩篩上產(chǎn)品介耗是指黏附在煤粒表面的介質(zhì)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(chǎn)品表面的介質(zhì)粉。脫介篩篩上產(chǎn)品介耗量用產(chǎn)品含介率表示，選煤廠生產(chǎn)介耗要求小于1.2 kg/t，其中，精煤、中煤、矸石脫介篩篩上產(chǎn)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(chǎn)品含介率作為試驗指標(biāo)。首先將脫介篩篩上產(chǎn)品按國標(biāo)要求采樣、制樣后，計算脫介篩篩上產(chǎn)品含介比例，然后將實測值與上述各產(chǎn)品脫介篩篩上含量的經(jīng)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(zhì)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(chǎn)品含介率情況見表1。

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由表1可知，精煤篩篩上產(chǎn)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(chǎn)品含介率屬于控制范圍，315#、316#、317#精煤脫介篩篩上產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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#。考查磁選機工藝性能主要有磁性物回收率和煤泥脫除率2個指標(biāo)。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(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)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(dǎo)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(biāo)，但入料中所含煤泥量過高，導(dǎo)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(biāo)見表3。

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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(biāo)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(dǎo)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(biāo)見表4。

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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(shè)備要求。

為排查重介系統(tǒng)介質(zhì)損失，對各部分產(chǎn)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(chǎn)品帶介量高，平均磁性物含量達0.31%；②重介精煤產(chǎn)品帶介量高，平均帶介量達1.06 kg/t；③矸石產(chǎn)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(chǎn)品介耗大導(dǎo)致，因此降低脫介篩篩上產(chǎn)品介耗是第一要務(wù)。

3.1 脫介篩篩上產(chǎn)品降介耗措施

（1）優(yōu)化脫介篩篩面的噴水結(jié)構(gòu)、安裝位置和擋堰篩板分布。脫介篩篩面噴嘴設(shè)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(cè)（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(zhì)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(jié)構(gòu)、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(dǎo)致介耗增加的情況，可考慮定制弧形篩，適當(dāng)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(jīng)工藝梳理發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)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(dǎo)致磁選機入料中煤泥含量增大，應(yīng)增加轉(zhuǎn)排桶，將粗精煤泥離心機離心液轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)、噴水壓力、擋堰篩板布置優(yōu)化后，預(yù)計介耗將降至1.2 kg/t以內(nèi)，其余措施實施完畢，預(yù)計介耗可降至1.0 kg/t左右。

4 結(jié)語

（1）水峪洗煤廠改進二車間的工藝流程是降介耗的關(guān)鍵。脫介篩篩上產(chǎn)品檢測結(jié)果表明，精煤篩篩上產(chǎn)品跑介較嚴重，中煤篩篩上產(chǎn)品和矸石篩篩上產(chǎn)品存在輕微跑介，降低脫介篩篩上產(chǎn)品介耗是降介的關(guān)鍵。磁選機工藝性能檢測結(jié)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(jié)構(gòu)、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(chǎn)品的介耗，通過增加轉(zhuǎn)排桶將粗精煤泥離心機離心液轉(zhuǎn)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。