重介選煤問題的分析及解決措施

摘 要：煤炭是我國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要資源。原煤需要經(jīng)過分選后，進(jìn)入各個領(lǐng)域。我國主要采用重力選煤法，它是利用煤與矸石在同一篩選設(shè)備中的不同沉降速率來達(dá)到分選目的的一種選煤方法。本文通過對重介質(zhì)選煤工藝中設(shè)備選型、存在問題等方面進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：重介質(zhì)選煤；分選設(shè)備；分選精度；處理能力；介質(zhì)消耗；使用壽命；煤泥水處理

1 分選設(shè)備的選擇

高效重介質(zhì)選煤廠的主要分選設(shè)備是無壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器、有壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器、無壓給料兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器和有壓給料兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器。上述重介質(zhì)旋流器具有不同的特點(diǎn)，因此，應(yīng)從實(shí)際出發(fā)根據(jù)原煤的可選性、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、處理量以及用戶特殊要求進(jìn)行恰當(dāng)?shù)倪x擇。

有壓給料重介質(zhì)旋流器適用于難選煤或極難選煤，具有系統(tǒng)簡單、處理量大、分選精度高等特點(diǎn)，缺點(diǎn)是對原煤的二次破碎會增加系統(tǒng)中的煤泥量，加大煤泥的處理成本，尤其是易碎煤或遇水易泥化的煤。無壓給料重介質(zhì)旋流器采用有壓給介無壓給料的方式，煤直接進(jìn)入旋流器分選，避開了有壓給料渣漿泵高壓給料的環(huán)節(jié)，減少了煤的二次破碎，使系統(tǒng)進(jìn)一步簡化。兩產(chǎn)品或者三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的選擇主要取決于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及用戶的要求，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)要根據(jù)入選原煤的特點(diǎn)和市場情況進(jìn)行優(yōu)化，確定最合理的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品數(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，使企業(yè)的效益最大化。

2 旋流器的分選精度

旋流器經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行，其分選精度應(yīng)當(dāng)達(dá)到最佳值，通常，兩產(chǎn)品旋流器的Ep值應(yīng)當(dāng)在0.03左右，三產(chǎn)品旋流器一段應(yīng)當(dāng)在0.03左右，二段應(yīng)當(dāng)在0.06左右，這是對旋流器的基本要求。

旋流器的分選精度主要是三個控制因素：一是其本身的結(jié)構(gòu)參數(shù)；二是重介懸浮液密度；三是旋流器入口壓力。旋流器的結(jié)構(gòu)參數(shù)對分選精度起決定性作用，必須根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)專門設(shè)計(jì)，否則旋流器就達(dá)不到最佳的分行狀態(tài)，產(chǎn)品質(zhì)量也達(dá)不到設(shè)計(jì)的最佳優(yōu)化效果。

重介懸浮液的密度是旋流器分選精度的關(guān)鍵因素，一是必須選用符合重介系統(tǒng)要求的磁鐵礦粉；二是懸浮液中要含有一定量的煤泥，以保證懸浮液的穩(wěn)定性，采用人工控制很難達(dá)到上述要求，最有效的分選方法是使用重介質(zhì)密度控制系統(tǒng)。

旋流器入口壓力也是影響分選精度的因素之一，在確定旋流器入料壓力時(shí)，應(yīng)該抓住主要矛盾，把滿足整體分選效果達(dá)到最佳值放在首要位置去考慮。據(jù)了解，一些選煤廠在生產(chǎn)實(shí)踐中就是按照上述思路去調(diào)節(jié)入料壓頭的。例如，采用Φ1200/850大直徑無壓三產(chǎn)品重介旋流器的老屋基選煤廠和臨煥選煤廠的循環(huán)懸浮液入料壓頭多控制在0.16～0.18MPa之間；采用Φ1000/700無壓三產(chǎn)品重介旋流器的西曲選煤廠的懸浮液入料壓頭為0.15MPa，這些廠在上述壓力條件下的整體分選效果較好。

3 介質(zhì)消耗問題

重介選煤廠的介質(zhì)消耗是鑒別選煤廠設(shè)計(jì)是否成功的一大指標(biāo)，也是影響經(jīng)濟(jì)效益的重要因素。介耗過高不僅造成介質(zhì)的浪費(fèi)，更重要的是介質(zhì)污染精煤，增大精煤灰分。在這種情況下，要確保精煤產(chǎn)品質(zhì)量，就必須要低密度下分選，以減少精煤產(chǎn)率為代價(jià)，另外，由于介耗高，必然頻繁加介，造成介質(zhì)密度系統(tǒng)穩(wěn)定性差，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)，而且影響處理量，帶來的經(jīng)濟(jì)損失比介質(zhì)消耗本身還大。

影響介質(zhì)消耗的主要因素是：①弧形篩和脫介篩的脫介效率；②磁選機(jī)的磁選效率；③磁鐵礦粉的質(zhì)量；④循環(huán)水的濃度。

孤形篩和脫介篩的選型必須與旋流器的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和處理量相匹配，產(chǎn)品在通過篩子時(shí)必須保證將70%以上的介質(zhì)脫掉，最大限度地保證合格介質(zhì)在系統(tǒng)中短路循環(huán)，影響選煤最終產(chǎn)品帶介量的因素，除篩上物料的厚度外，噴水的質(zhì)量和壓力也非常重要，選煤最終產(chǎn)品帶介質(zhì)主要指末煤，這里就需要末煤離心機(jī)起作用了，影響脫介篩效率的主要是<3mm的物料，如果這部分物料不進(jìn)入主旋流器系統(tǒng)，則脫介篩篩縫就可以加大到3mm，不僅可以減少對篩子面積要求及設(shè)備投資，還可減少電耗，降低運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。

磁選機(jī)的磁選效率也是影響介耗的重要因素，據(jù)實(shí)踐表明，煤用磁選機(jī)的場強(qiáng)平均應(yīng)當(dāng)在220mt，掃選區(qū)250mt，合格磁選機(jī)有效場強(qiáng)的穩(wěn)定期應(yīng)不少于8年。 重介質(zhì)選煤廠的保證工藝設(shè)計(jì)合理，設(shè)備選型正確，介質(zhì)質(zhì)量合格，管理水平較高的前提下，正常工藝介質(zhì)消耗應(yīng)當(dāng)在3kg/t原煤左右。

4 重介質(zhì)旋流器的使用壽命

重介質(zhì)旋流器的使用壽命主要取決于以下因素：①、旋流器的材質(zhì)。旋流器的材質(zhì)在我國曾經(jīng)是制約重介質(zhì)選煤廠發(fā)展的一個因素，如果頻繁更換旋流器選煤廠就不能正常生產(chǎn)，現(xiàn)在非金屬耐磨材料燒結(jié)剛玉已經(jīng)成功用于重介質(zhì)旋流器，在全國得到了大面積推廣；②、旋流器的結(jié)構(gòu)。重介質(zhì)旋流器的使用壽命與其內(nèi)部結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系。因此，在不改變旋流器結(jié)構(gòu)的前提下按流體力學(xué)原理對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，在材質(zhì)相同的情況下可以使其壽命得到很大提高。③矸石的性質(zhì)和含量是影響旋流器使用壽命的重要因素，矸石越硬，含量越高對旋流器磨損越大，其壽命越短，旋流器的使用壽命只有在原煤煤質(zhì)相同的情況下才有可比性。④、生產(chǎn)管理，生產(chǎn)管理是確保旋流器使用壽命的關(guān)鍵，因?yàn)樾髌鲀?nèi)襯襯板脆性高，并且用膠直接粘在旋流器的內(nèi)壁上，因此，要嚴(yán)格禁止金屬異物和超限大物料進(jìn)入旋流器防止沖擊。

5 煤泥水問題

煤泥水處理問題一直是選煤廠頭疼的問題，特別是重介質(zhì)選煤廠，煤泥水處理不好，不但會損失大量的精煤泥，污染環(huán)境，而且會干擾整個重介系統(tǒng)，使之不能正常運(yùn)行，因此，重介質(zhì)選煤廠煤泥水系統(tǒng)設(shè)備處理量必須大于等于原煤煤泥量，同時(shí)要考慮重介系統(tǒng)次生煤泥問題。煤泥水處理系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，才能實(shí)現(xiàn)洗水閉路，使循環(huán)水接近清水，重介質(zhì)懸浮液才能穩(wěn)定，由此帶來的是產(chǎn)品穩(wěn)定，介耗低。

結(jié)論

重介旋流器分選工藝是一種先進(jìn)、高效的選煤方法。不同類型的重介旋流器配以不同的工藝條件，具有不同的優(yōu)點(diǎn)和弱點(diǎn)，故而適用范圍也不盡相同，不存在固定通用的工藝模式，因此，在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)應(yīng)用中，宜根據(jù)被選原煤的煤質(zhì)特征和對選后產(chǎn)品的質(zhì)量要求，具體分析，區(qū)別對待，綜合考慮，擇優(yōu)選用才是科學(xué)合理的設(shè)計(jì)思路。

參考文獻(xiàn)

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[2] 謝廣元.選礦學(xué)[M].北京：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2002年10月.

作者簡介：

劉騰龍（1988-），男，漢族，山西省聞喜縣人，助理工程師，主要從事選煤技術(shù)研究工作。