XJM-20與JMS24×6500浮選工藝效果對比分析

王瑞卿，石后盛

(1.山西焦煤集團 投資有限公司， 山西 太原 030021；2.山西焦煤集團煤焦銷售有限公司 汾西銷售公司， 山西 介休 032000)

新陽選煤廠主洗該礦生產(chǎn)的下組9#、10#、11#優(yōu)質(zhì)主焦煤。一期工程洗選能力4.0 Mt/a，采用原煤預(yù)脫泥(篩縫0.75 mm)+雙系統(tǒng)有壓兩產(chǎn)品重介旋流器主、再選+粗煤泥分選+浮選聯(lián)合工藝。二期工程于2010年8月建成投產(chǎn)，洗選原煤能力2.0 Mt/a，采用預(yù)脫泥(篩縫1 mm)+有壓三產(chǎn)品重介旋流器分選+TBS煤泥分選機分選(1～0.25 mm粗煤泥)+浮選(-0.25 mm)聯(lián)合工藝。二期工程在設(shè)計上參考了一期工程工藝上的優(yōu)、缺點，考慮了煤泥水的處理能力，預(yù)脫泥有壓三產(chǎn)品重介旋流器代替了主、再選有壓兩產(chǎn)品重介旋流器，1～0.25 mm粗煤泥采用TBS煤泥分選機分選替代了RC煤泥分選機,選用了XJM-S20機械攪拌式浮選機替代JMS24×6500詹姆森浮選柱。

1 浮選機結(jié)構(gòu)及工作參數(shù)

1.1 JMS24×6500 浮選柱

詹姆森浮選機結(jié)構(gòu)見圖1，其工作過程為礦漿由變頻入料泵進入分配器再分別流入每個下導(dǎo)管，浮選所需的空氣進入分配器的底部并以同樣的方式進入下導(dǎo)管內(nèi)，礦漿與空氣在下導(dǎo)管內(nèi)接觸。礦漿向下通過嵌入下導(dǎo)管頂部的礦漿透鏡前，以一定的壓力到達下導(dǎo)管的頂部，形成一個靜壓區(qū)域。礦漿穿過透鏡孔沿著下導(dǎo)管的軸向垂直向下以高速噴射。空氣從下導(dǎo)管的頂部吸入并以微細泡的形態(tài)卷入礦漿中。下導(dǎo)管內(nèi)局部充填礦漿與氣泡的混合體，噴射流中所含的能量引起強烈的紊流，使目的礦物與氣泡接觸并被捕捉。在下導(dǎo)管的底部開口處流進浮選槽，攜帶目的礦物的氣泡上升至礦漿表面形成泡沫。浮選泡沫排入泡沫槽，尾礦從槽底部出口排出。

圖1 JMS24×6500浮選機示意圖

JMS24×6500浮選機是典型的浮選柱，變頻入料泵入料壓力可達到140～150 kPa，輸出流量約1 950 m3/h，具有足夠的調(diào)節(jié)能力；帶遠程控制的氣動循環(huán)控制調(diào)節(jié)閥可將部分尾礦返回入料桶以保持桶位，最大循環(huán)量約為20%，大于設(shè)計6%的循環(huán)量；空氣流量與真空調(diào)節(jié)閥采用遠程手動調(diào)節(jié)方式控制。當閥的開度在50%～60%時，即可達到預(yù)計的空氣流量；起泡劑通過霧化器霧化并通過進氣通道直接向氣泡表面添加起泡劑，以達到增強浮選性能、節(jié)省起泡劑用量的效果。

1.2 XJM-S20浮選機

XJM-S20浮選機屬自吸式機械攪拌式浮選機，具有運轉(zhuǎn)可靠、操作維修方便、浮選效果好等優(yōu)點，采用矩形槽體、雙層傘形葉輪、自吸式的吸氣方式混合的入料方式，采用直接浮選，礦漿由泵打入隨設(shè)備配置的噴射式預(yù)處理機構(gòu)，空氣通過葉輪中心產(chǎn)生的負壓，通過吸氣管和套筒吸入空氣，藥劑通過各室藥杯按需加入?？諝夂偷V漿在葉輪腔內(nèi)混合，并在葉片和液流的剪切作用下分散成微細氣泡，礦化氣泡上升隨刮泡器刮出。4個室從前到后可以分別調(diào)節(jié)藥劑、空氣量，并按照精煤粒度不同由細到粗分別選出。XJM-S20單槽容積20 m3，處理干煤泥12～20 t/h，煤漿標稱通過量850 m3/h，充氣速度0.6～1.2 m3/m2·min.

2 浮選工藝的生產(chǎn)實踐

2.1 一期工藝的生產(chǎn)實踐

原設(shè)計工藝采用兩段浮選，一、二段都采用一臺JMS24×6500 浮選機，浮選精礦加壓過濾機脫水后進入精煤系統(tǒng)，浮選尾礦自流入廠外濃縮機，濃縮機底流泵送至壓濾機攪拌桶，通過壓濾機回收細煤泥。加壓過濾機濾液進入浮選一段入料桶循環(huán)。2009年,針對浮選效率低，精煤損失嚴重的情況，對浮選系統(tǒng)進行了技術(shù)改造，在新建的浮選車間增加2臺XJM-S20浮選機并聯(lián)作為二段JMS24×6500浮選尾礦再選浮選機，另新增1臺加壓過濾機。浮選精煤進入精礦桶，與一、二段浮精混合后，由3臺加壓過濾機同時處理。浮選改造后浮選尾礦灰分由25%提高到55%左右，精煤產(chǎn)率由45%提高到85%左右，可燃體回收率由55%提高到90%左右，數(shù)量效率達到95%以上，有效地改善了原有工藝的不足[1].

2.2 二期工藝的生產(chǎn)實踐

二期浮選機采用2臺XJM-S20 4槽機械攪拌式浮選機并列布置，直接浮選，礦漿由泵打入隨設(shè)備配置的噴射式預(yù)處理機構(gòu)。浮選精礦采用加壓過濾機脫水后進入精煤系統(tǒng)，浮選尾礦自流入廠外濃縮機，濃縮機底流泵送至壓濾機攪拌桶，通過壓濾機回收細煤泥。壓濾煤泥落地晾干后地銷。壓濾機及加壓過濾機濾液即可直接進入濃縮機，濃縮機溢流水循環(huán)使用。各分級濃縮旋流器組的溢流、弧型篩篩下水、煤泥離心脫水機離心液都進入浮選系統(tǒng)。二期浮選效果比一期相對要差些，尾礦濃度較高，由該選煤廠《生產(chǎn)技術(shù)檢查臺帳》統(tǒng)計可知，其尾礦灰分基本能達到50%以上，分析其原因就是礦漿通過時間較短，由于不配備有效的礦漿預(yù)處理設(shè)備，使得浮選機第一室起不到有效的作用，從第二室才開始刮出泡沫，則第四室掃選粗顆粒的功能弱化。

3 XJM-S20浮選機與JMS24×6500對比分析

3.1 兩種浮選機優(yōu)缺點

XJM-S20浮選機屬自吸式機械攪拌式浮選機，技術(shù)非常成熟。適用于<0.5 mm級煤泥的分選，尤其對較粗粒級(0.5～0.2 mm)，浮選效果好于浮選柱(一般<0.2 mm級所含細泥較多，灰分較高)。XJM-S20獨特的礦漿入料方式，礦漿流態(tài)合理，處理能力大；運轉(zhuǎn)可靠性高，操作維護方便，礦漿液位單點控制。針對煤種、粒度、濃度不同，XJM-S20優(yōu)化設(shè)計流體動力學(xué)參數(shù)，使高密度和粗、細粒度煤也獲得理想的分選效果；其充氣效能高，可調(diào)范圍廣，浮選速度快；開機狀態(tài)下，可隨意調(diào)節(jié)進氣量；能耗和藥耗低；礦漿液位實現(xiàn)單點控制，即可自動調(diào)節(jié)，也可手動調(diào)節(jié)。

3.2 浮選效果

采用可燃體回收率對浮選效果進行評價，由下式計算而得：

Ec=rc(100-Ad精)/(100-Ad入)

rc=(Ad尾-Ad入)/(Ad尾-Ad精)×100%

式中：

Ec—可燃體回收率，%；

rc—浮選精煤產(chǎn)率，%；

Ad入—浮選入料灰分，%；

Ad精—浮選精礦灰分，%；

Ad尾——浮選尾礦灰分，%.

一、二期系統(tǒng)浮選指標分別見表1，表2. 由表1，表2數(shù)據(jù)計算一、二期系統(tǒng)的浮選精煤產(chǎn)率rc和可燃體回收率Ec，見表3.

表1 一期系統(tǒng)浮選指標表

表2 二期系統(tǒng)浮選指標表

表3 一、二期浮選效果比較表

由表3可知，XJM-S20在應(yīng)用實際中比JMS24×6500浮選效果要好；一期系統(tǒng)采用三段浮選與二期系統(tǒng)采用XJM-S20一段浮選效果接近，所以用XJM-S20一段浮選基本能滿足該廠生產(chǎn)需要。生產(chǎn)實踐發(fā)現(xiàn)XJM-S20對JMS24×6500尾礦中粗顆粒的回收效果特別明顯，尤其是對+45μm粒級的分選。

由于一期、二期浮選入料粒度組成、濃度、通過量、各級設(shè)備的差異、工藝流程的搭配有很大差異，不能在并列的條件下詳細比較XJM-S20、JMS24×6500的使用效果，只能說JMS24×6500在新陽選煤廠的運用不是太成功，但是通過分析還是可以發(fā)現(xiàn)兩種浮選機各自的優(yōu)點，以通過改造，改善浮選效果。

4 浮選工藝的優(yōu)化方案

1) 一期JMS24×6500兩段浮選流程對入料量的適應(yīng)性不強，應(yīng)充分發(fā)揮其單臺處理量大的優(yōu)點，將兩臺JMS24×6500改為并列使用，礦漿一分為二地進入2臺浮選機，不但能滿足其入料量限制的要求，還能發(fā)揮其底流分出補足桶位后再次進入浮選機二次浮選的效果，并且延長了礦漿在JMS24×6500中的通過時間，為下一段XJM-S20 4槽機械攪拌式起到充分礦漿準備作用。

2) 可通過更換脫泥篩篩板或者控制帶煤量控制煤泥量及入料粒度上限，從源頭控制入浮濃度及防止入料“跑粗”。

3) 有效利用JMS24×6500霧化器的優(yōu)勢功能，改善藥劑制度。為避免霧化器堵塞，可通過購買性質(zhì)穩(wěn)定、供貨可靠的國產(chǎn)起泡劑，并在藥劑罐加裝過濾裝置。

4) 二期浮選工藝流程應(yīng)考慮加裝礦漿準備器或者預(yù)處理器，改善調(diào)漿能力的不足。

5) 可考慮分一部分礦漿到一期系統(tǒng)，減少二期礦漿通過量，達到延長礦漿通過時間的目的，提高浮選效率。