選煤廠介質(zhì)回收系統(tǒng)改造優(yōu)化研究

賈寶龍

（山西焦煤西山煤電馬蘭礦選煤廠， 山西 古交 030200）

引言

山西某選煤廠經(jīng)過技術(shù)改造現(xiàn)洗選能力已達(dá)到120 萬t/年，主要洗選焦煤，洗選工藝為手選排矸+重介旋流器分選+煤泥浮選，主要洗選設(shè)備為重介旋流器（型號(hào)3NWX900/700）。現(xiàn)階段選煤廠生產(chǎn)時(shí)介質(zhì)消耗量平均在2.15 kg/t，在2019 年6 月介質(zhì)消耗量曾達(dá)到2.45 kg/t，介質(zhì)消耗過高從而直接增加選煤廠生產(chǎn)成本，因此應(yīng)對(duì)介質(zhì)回收系統(tǒng)進(jìn)行針對(duì)性改造。

1 介質(zhì)回收系統(tǒng)

具體選煤廠介質(zhì)回收系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)涉及到的設(shè)備有重介質(zhì)旋流器、弧形篩等，具體流程見圖1、設(shè)備規(guī)格見表1[1-3]。

弧形篩篩下物、直線篩合介段篩下物料為合格介質(zhì)直接進(jìn)入合介桶循環(huán)利用；直線篩下的稀介質(zhì)通過磁選機(jī)將介質(zhì)回收，其中精礦進(jìn)入合介桶、尾礦進(jìn)入中矸磁以及精磁尾桶；分流由精煤弧形篩下合介分流、精煤直線振動(dòng)篩合介段以及中煤弧形篩下合介段分流組成，分別進(jìn)入到1 號(hào)、2 號(hào)精煤磁選機(jī)及3 號(hào)中矸磁選機(jī)。

圖1 回收流程

表1 設(shè)備規(guī)格

2 介質(zhì)回收系統(tǒng)存在的問題

2.1 矸石帶介量大

選煤廠洗選的焦煤具有含矸量、含泥高，精煤產(chǎn)率低等特點(diǎn)，原煤中矸石含量一般在40%～46%、精煤產(chǎn)率在22%～30%。在正常洗選時(shí)原煤洗選量穩(wěn)定在240 t/h，洗選得到的精煤、中煤中介質(zhì)量分別為0.28 kg/t、0.56 kg/t，在允許范圍內(nèi)；由于脫介篩上矸石較厚、達(dá)到100 mm，矸石帶介量較高，達(dá)到2.53 kg/t，矸石帶介量率較高，約為50%，具體統(tǒng)計(jì)得到的各產(chǎn)品帶介情況見表2。

2.2 磁選機(jī)磁選效果不佳

選煤廠洗選的原煤較為破碎、末煤占比高，原煤中煤泥含量占比在20%～35%，煤泥含量較高。同時(shí)選煤廠精煤脫介弧形篩、直線篩篩縫在0.75 mm，部分煤泥通過篩縫進(jìn)入到合介桶內(nèi)。為了確保合介中磁性物含量，工作人員強(qiáng)化了介質(zhì)分流，并增加磁選機(jī)入料濃度。當(dāng)入料濃度大于30%時(shí)，磁選機(jī)分選效率有所降低，其中入料濃度為35%、40%時(shí)，磁選效率分別為99.88%、99.72%；入料濃度在20%～30%時(shí)，磁選效率可達(dá)99.9%。

表2 產(chǎn)品帶介情況 kg/t

2.3 跑介明顯

受合介桶空間限制分選系統(tǒng)采用人工加介，但存在加介效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大等問題。后采用受煤坑加介，但受到磁鐵粉結(jié)塊、加介速度過快等因素影響，存在一定的跑介問題[4]。

3 介質(zhì)回收系統(tǒng)的改進(jìn)措施

3.1 優(yōu)化配煤方式

原煤中矸石含量較大從而導(dǎo)致無法完全脫介，因此在原煤洗選時(shí)應(yīng)依據(jù)產(chǎn)品指標(biāo)需要，進(jìn)行多種原煤配合入選[5]。在進(jìn)行配煤時(shí)不僅需要考慮產(chǎn)品的指標(biāo)同時(shí)還應(yīng)考慮原煤矸石含量。通過合理配煤降低洗選原煤中矸石含量，降低脫介篩上矸石層厚度，從而使得矸石充分脫介，降低介質(zhì)消耗。

3.2 增加矸石篩噴淋水

對(duì)矸石篩噴淋水系統(tǒng)進(jìn)行改造，具體將原有的2 排噴淋水管路改成4 排，通過增加噴淋水量來達(dá)到降低介質(zhì)消耗的目的。改造完成后，矸石帶介量由2.53 kg/t 下降至 1.15 kg/t，效果顯著。

3.3 改造介質(zhì)分流系統(tǒng)

在介質(zhì)分流系統(tǒng)中僅在精煤弧形篩下有一道合介分流進(jìn)入到1 號(hào)精煤磁選機(jī)。合介桶內(nèi)的煤泥含量相對(duì)較高磁性物含量低，為確保合介中磁性物含量在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，分流閥開啟度達(dá)到90%，雖然合介中磁性物含量滿足要求，但是1 號(hào)磁選機(jī)入料濃度達(dá)到30%，從而在一定程度上降低磁選機(jī)回收率。因此，需要對(duì)介質(zhì)分流系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造。具體是在原煤分選系統(tǒng)中增加布置兩套分流系統(tǒng)將精煤直線振動(dòng)脫介篩篩下合介分流至2 號(hào)精煤磁選機(jī)、一套將中煤弧形篩篩下合介介質(zhì)分流至3 號(hào)中矸磁選機(jī)，通過增加分流系統(tǒng)從而降低1 號(hào)精煤磁選機(jī)壓力，提升介質(zhì)回收效果。

此外將磁選機(jī)的偏角減小2°～3°，角度調(diào)整后磁系弧面向尾礦側(cè)偏移，從而使得筒體吸附更多的磁性顆粒，增加介質(zhì)回收率。

3.4 改造脫介弧形篩板

由于洗選的原煤含泥量高，經(jīng)脫介篩處理后合介桶內(nèi)煤泥含量仍較大，分析主要是由于脫介篩篩縫過大（0.75 mm）?，F(xiàn)場(chǎng)試發(fā)現(xiàn)，將脫介篩篩縫由0.75 mm 縮小至 0.55 mm、0.40 mm 后，合介桶內(nèi)煤泥含量由44.58%分別降低至32.62%、28.54%，其中脫介篩篩縫縮小至0.40 mm 時(shí)效果較為明顯。隨著合介桶內(nèi)煤泥含量降低，合流閥開啟度由90%下降至40%～65%，精煤磁選機(jī)入料濃度也由30%下降至24%，磁選機(jī)磁選效率有所提升。

3.5 強(qiáng)化加介管理

3.5.1 介質(zhì)入庫管理

由于選煤廠洗選的原煤中煤泥（含原生及次生）含量一般在25%以上，在確保浮選液密度穩(wěn)定的前提下適當(dāng)放寬介質(zhì)粒度要求，增加粗粒度鐵磁粉使用量?，F(xiàn)場(chǎng)采用粗、細(xì)兩種鐵磁粉，細(xì)磁粉中粒徑在0.045 mm 以下的介質(zhì)占比在90%以上、粗磁粉中粒徑在0.045 mm 以上的介質(zhì)含量占比在75%以上[6-7]。

使用的介質(zhì)水分應(yīng)控制在8.5%～9.5%間，但實(shí)際采購(gòu)的介質(zhì)水分含量在10%～11%間、水分偏高，在后續(xù)采購(gòu)時(shí)應(yīng)對(duì)介質(zhì)水分進(jìn)行重點(diǎn)管控。

3.5.2 介質(zhì)添加管理

1）適當(dāng)增加合介桶容積，將合介桶高度由原本的4.5 m 增加至5.2 m，改造后合介桶容量提升8.8 m3，加介頻率也有原本的1～2 d/次縮小至2～3 d/次。

2）在冬季加介時(shí)，若發(fā)現(xiàn)磁鐵粉出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象時(shí)則應(yīng)先進(jìn)行破碎，確保粒度基礎(chǔ)上再添加。

3）在添加介質(zhì)時(shí)將原本的煤、介質(zhì)混合添加方式改為單加介質(zhì)方式，介質(zhì)添加速度由40 t/h 縮小至20 t/h，從而確保磁鐵粉可被介質(zhì)回收系統(tǒng)有效回收。

4 改造效果分析

對(duì)選煤廠介質(zhì)回收系統(tǒng)進(jìn)行改造后，選煤廠介質(zhì)消耗量降低至1.0 kg/t，介質(zhì)回收率增加約45%。選煤廠按照120 萬t/年的洗選能力計(jì)算，對(duì)介質(zhì)回收系統(tǒng)改造后每年可增加介質(zhì)回收量約1 380 t，介質(zhì)單價(jià)按照700 元/t 計(jì)算，年可降低生產(chǎn)成本約96.6 萬元。

5 結(jié)論

1）選煤廠分選系統(tǒng)中分選介質(zhì)消耗量過大不僅會(huì)增加煤炭洗選成本，而且在一定程度上會(huì)降低選煤廠分選系統(tǒng)運(yùn)行效率。在對(duì)選煤廠生產(chǎn)特點(diǎn)以及分選的原煤特點(diǎn)分析的基礎(chǔ)上，對(duì)分選系統(tǒng)介質(zhì)消耗量過大原因進(jìn)行分析，主要是由于分選原煤含泥量過高、磁選機(jī)運(yùn)行效率偏低、加介方式不合理等原因造成。

2）對(duì)選煤廠介質(zhì)回收系統(tǒng)進(jìn)行改造，具體改造措施為：優(yōu)化配煤降低洗選原煤含量量、矸石篩噴淋水降低矸石帶介量、增加分流系統(tǒng)、縮小脫介弧形篩板篩縫間距以及強(qiáng)化加介管理等。

3）改造完成后，介質(zhì)消耗量由改造前的2.15 kg/t縮小至1.0 kg/t，介質(zhì)消耗率降低幅度達(dá)到53.5%，可節(jié)省介質(zhì)消耗約1 380 t/年、節(jié)省投入約96.6 萬元，改造取得顯著成果。