東灘選煤廠浮選系統(tǒng)工藝改造及優(yōu)化

焦士慶　韓文閣　孟旭　張峰

【摘 要】東灘礦選煤廠浮選系統(tǒng)中存在浮選機入料濃度不一致，藥劑添加方式不合理，二次浮選作業(yè)難以實現(xiàn)及浮選系統(tǒng)設(shè)備故障率高等問題。選煤廠對癥下藥，逐一完善浮選系統(tǒng)生產(chǎn)工藝，提高浮選精煤產(chǎn)品質(zhì)量，保證浮選系統(tǒng)穩(wěn)定，實現(xiàn)浮選精煤與重介精煤的混合銷售。

【關(guān)鍵詞】入料濃度；藥劑添加；二次浮選；設(shè)備故障率；工藝改造；優(yōu)化效果

0 概述

東灘礦選煤廠隸屬兗州煤業(yè)股份有限公司，設(shè)計處理能力為400Mt/a。2008年選煤廠第一次技術(shù)改造，實現(xiàn)處理能力為500Mt/a。為響應(yīng)集團公司號召，該廠秉承“全入洗、全重介、全分選”的宗旨，2014年選煤廠再次進行了擴能升級技術(shù)改造，成為處理能力為7.50 Mt/a的礦井型選煤廠。設(shè)計后的選煤工藝流程為大于50 mm粒級的斜輪重介分選，50～0 mm粒級全部入無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選。精煤磁尾經(jīng)濃縮旋流器分級，1～0.25 mm粒級入TBS分選機分選，-0.25 mm粒級采用浮選工藝回收。中煤磁尾根據(jù)煤質(zhì)情況可并入精煤磁尾中或單獨分級處理。

1 浮選系統(tǒng)存在的問題分析

1.1 兩組浮選機入料濃度、灰分不一致

浮選系統(tǒng)共布置有4臺5室XJM—S28A浮選機及4臺650m2快開隔膜壓濾機用于分選脫水回收-0.25mm細煤泥。現(xiàn)4臺浮選機的入料方式分兩種，其中A407、A408浮選機入料為精煤磁尾經(jīng)濃縮旋流器組分級后的旋流器組溢流自流至浮選機；A409、A410浮選機為TBS精礦經(jīng)粗煤泥脫水弧形篩脫水后的篩下水至浮選入料池緩沖后經(jīng)泵輸送至浮選機。經(jīng)過一段時間的運行生產(chǎn)，發(fā)現(xiàn)A407、A408兩臺浮選機入料濃度比A409、A410入料濃度高。現(xiàn)場崗位人員在操作浮選機時，人為忽略兩組浮選機入料濃度、灰分不一致這一因素，造成浮選藥劑添加量混亂，影響浮選精煤的質(zhì)量。

1.2 浮選機藥劑添加方式不合理

技術(shù)改造期間，新廠房因資金、空間等因素的限制，將浮選藥劑罐布置在原廠房六層，浮選藥劑以自流的形式通過管路輸送至礦漿預(yù)處理器中。長距離輸送造成管路中藥劑殘留量較多，藥劑罐容積的有效利用率降低，管路中藥劑量流量偏小，難以實現(xiàn)浮選機的多點加藥，影響氣泡礦化的效果，距離最遠的A410浮選機藥劑量明顯不足。長距離輸送時管路堵塞的概率增大，尤其是春、秋季節(jié)更換浮選藥劑配方時，因管路中殘留藥劑過多，不同配方的藥劑反應(yīng)形成絮狀固體堵塞管路，造成極大的工作量。礦漿預(yù)處理器藥劑添加漏斗內(nèi)堵塞后，短時間內(nèi)難以疏通，浮選藥劑只能直接添加在礦漿表面，難以實現(xiàn)礦漿與藥劑的充分混合，影響后續(xù)的浮選機整體工況。

1.3 浮選機二次浮選作業(yè)難以實現(xiàn)，精煤灰分偏高

因浮選精礦收集槽設(shè)計、安裝等問題，測量發(fā)現(xiàn)浮選精礦收集槽下料口較Ⅱ段浮選機入料口的高度差偏小，造成Ι段浮選精礦泡沫在收集槽中大量積聚，最終溢出收集槽。當(dāng)開啟Ι段精礦收集槽排料閘閥時，Ⅱ段浮選槽內(nèi)的礦漿會倒流，現(xiàn)場浮選機不能滿足正常生產(chǎn)需要，無法實現(xiàn)二次浮選作業(yè)。采用一次浮選作業(yè)時，浮選精煤灰分偏高，壓濾作業(yè)后的濾餅經(jīng)過圓盤給料機后仍舊呈“團”狀或“餅”狀，不能滿足客戶的要求。

1.4 浮選系統(tǒng)設(shè)備故障率偏高，集中體現(xiàn)在浮選機攪拌電機與浮精壓濾機入料泵

浮選系統(tǒng)試運行期間，為降低浮選精煤灰分，過度降低各浮選槽攪拌裝置的進氣量，多次造成攪拌電機過載燒毀，浮選槽中礦箱堵塞，造成浮選系統(tǒng)紊亂而被迫停止使用。浮選系統(tǒng)的不穩(wěn)定運行，造成浮選精礦池中液位變化過度頻繁，浮精壓濾機入料泵長時間處于空載狀態(tài)，同時入料泵采用冷卻水箱儲存循環(huán)水的方式冷卻，循環(huán)水濃度偏高且冷卻水箱使用不合理，多次造成入料泵機械密封損壞，影響浮精壓濾機的正常使用。

2 浮選系統(tǒng)工藝改造

選煤廠采取的應(yīng)對措施：

2.1 改造浮選機的入料管路，完善浮選系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝

在目前浮選系統(tǒng)生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)有的浮選機入料管路，將A407、A408浮選機入料管從新、老廠房中間位置斷開并安裝液壓閘閥。將分級旋流器組溢流轉(zhuǎn)排至浮選入料池，將其與TBS精礦經(jīng)粗煤泥脫水弧形篩分級后的篩下水混合，利用新增設(shè)的浮選入料泵（A402），將混合后濃度、灰分一致的煤泥水轉(zhuǎn)排至A407、A408兩臺浮選機。

將A402泵出料管路的三通繼續(xù)延伸，將其合并至A409、A410浮選機入料管的合適位置。在新敷設(shè)的浮選入料管的合適位置分別安裝液壓閘閥，將實現(xiàn)兩組浮選機的多種入料方式，同時減少系統(tǒng)獨生子設(shè)備的數(shù)量，避免因A401或A402入料泵故障時造成系統(tǒng)停機的問題。

2.2 完善浮選機的藥劑添加方式

將老廠房六層浮選藥劑罐移至新廠房樓頂，增大藥劑罐與礦漿預(yù)處理器的高度差，減小藥劑添加管路的管徑，縮短藥劑輸送的距離，提高藥劑罐的利用率。同時加強管理與監(jiān)督檢查，減少藥劑管路與加藥漏斗堵塞的概率，采取多點加藥的方式，實現(xiàn)藥劑與礦漿的充分混合，提高浮選機的分選效果。

采用先進的現(xiàn)場總線技術(shù)，運用PLC編程控制器作為控制核心，由IPC主控機、模擬量輸入/輸出、開關(guān)量輸入/輸出模塊、濃度計、電磁流量計等檢測浮選機入料濃度與流量，根據(jù)浮選機入料礦漿的干煤量實時調(diào)節(jié)礦漿預(yù)處理器的藥劑添加量，降低藥劑損耗，保證浮選精煤質(zhì)量。

2.3 改造浮選機Ⅱ段的入料管路，實現(xiàn)浮選機二次浮選作業(yè)

在目前浮選機精礦收集槽及出料管路的基礎(chǔ)上，重新測量核實收集槽出料口與Ⅱ段浮選機入料位置的高度差，在浮選機西側(cè)精礦收集槽的合適位置重新敷設(shè)安裝的出料管延伸至Ⅱ段浮選機入料收集槽，將原出料管的液壓閘閥徹底關(guān)閉。東側(cè)浮精收集槽的出料管路閘閥同樣關(guān)閉，利用原精礦收集槽的溢流口轉(zhuǎn)排至Ⅱ段浮選機入料收集槽。利用原敷設(shè)安裝的循環(huán)水管路，在浮選機各浮選精礦收集槽的上方位置安裝消泡水管路，保證收集槽內(nèi)積聚的浮選精礦泡沫順利轉(zhuǎn)排至Ⅱ段浮選機收集槽，實現(xiàn)浮選機的二次浮選作業(yè)，降低浮選精煤的灰分。

在壓濾機濾餅下料溜槽內(nèi)敷設(shè)安裝濾餅切割破碎裝置，進一步降低浮選精煤的粒度級。在重介精煤與浮選精煤輸送皮帶機機頭位置安裝混煤器，將經(jīng)過圓盤給料機破損后的浮選精煤與重介精煤進一步混合，合理利用裝車倉上的配煤刮板，將浮選精煤均勻的摻配至各精煤產(chǎn)品倉中。同時改造浮精壓濾機入料泵的出料管路至沉降離心機，在入選原煤煤質(zhì)變化較大的情況下降浮選精煤與洗混煤混合銷售，保證浮選作業(yè)的經(jīng)濟效益。

2.4 降低浮選系統(tǒng)設(shè)備的故障率

針對浮選機各槽攪拌電機的故障原因，合理調(diào)整各槽攪拌裝置的充氣量，避免電流過高而毀壞電機。加強現(xiàn)場崗位人員的培訓(xùn)管理，掌握浮選機藥劑量、充氣量、液位與浮選精礦質(zhì)量間的動態(tài)平衡。加強現(xiàn)場人員的集控生產(chǎn)理念，及時根據(jù)浮選精礦池的液位變化調(diào)整浮選機、轉(zhuǎn)排泵及壓濾機間動態(tài)聯(lián)系。

在新廠房+18.3m位置安裝消防水緩沖箱，將冷卻水管路直接連接至泵冷卻水進口位置，將冷卻水出口通過特定的管路轉(zhuǎn)排至地坑。同時在消防水緩沖箱上安裝水位報警裝置，杜絕因冷卻水補充不及時造成的設(shè)備故障。

3 結(jié)語

選煤廠通過此次對浮選系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝及設(shè)備的改造，提高了浮選系統(tǒng)的利用率，保證了浮選精煤產(chǎn)品質(zhì)量，實現(xiàn)浮選精煤與重介精煤的混合銷售，創(chuàng)造了極大的經(jīng)濟效益。

【參考文獻】

[1]謝廣元.選礦學(xué)[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2001.

[2]陳建中，沈麗娟，趙躍民.選礦機械才[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2012.

[責(zé)任編輯：楊玉潔]