XJM-S系列浮選機(jī)的研發(fā)及展望

石 煥，程宏志，魏昌杰，劉春艷，鄧明瑞，楊茂青，許晨濤

(1.天地(唐山)礦業(yè)科技有限公司，河北 唐山 063012；2.中煤科工集團(tuán)唐山研究院有限公司，河北 唐山 063012；3.河北省煤炭洗選工程技術(shù)研究中心，河北 唐山 063012)

目前選煤廠所用浮選設(shè)備主要有機(jī)械攪拌式浮選機(jī)、浮選柱(床)、噴射式浮選機(jī)、微泡浮選機(jī)，以及國(guó)外引進(jìn)的IF浮選機(jī)、詹姆森浮選柱、威姆科浮選機(jī)和德國(guó)普浮樂(lè)微泡浮選機(jī)等。在各類浮選設(shè)備中，以機(jī)械攪拌式浮選機(jī)為主，約占80%[1]。機(jī)械攪拌式浮選機(jī)以XJM-S系列浮選機(jī)為代表，該機(jī)屬自吸空氣機(jī)械攪拌式浮選機(jī)，因其對(duì)不同煤種、可浮性、入料濃度和粒度變化適應(yīng)性強(qiáng)，約占我國(guó)選煤廠浮選設(shè)備總量的70%以上。文章對(duì)XJM-S系列浮選機(jī)的工作原理、研發(fā)手段、發(fā)展歷程、應(yīng)用效果進(jìn)行了逐一介紹，并展望了其發(fā)展趨勢(shì)。

1 概述

XJM-S系列浮選機(jī)屬自吸空氣式機(jī)械攪拌式浮選機(jī)，是以原煤炭科學(xué)研究總院唐山分院20世紀(jì)60年代中期研制成功的XJM-4型浮選機(jī)為基礎(chǔ)，經(jīng)對(duì)我國(guó)煤用浮選設(shè)備進(jìn)行充分調(diào)研，從浮選效果和經(jīng)濟(jì)效益等方面考慮，并吸取了生產(chǎn)實(shí)踐以及國(guó)內(nèi)外浮選機(jī)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)而開(kāi)發(fā)研制的，具有占地面積小、能耗低、便于維護(hù)和操作等優(yōu)點(diǎn)。隨著煤炭行業(yè)技術(shù)的進(jìn)步與需求，逐漸完成了系列浮選機(jī)的研究開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。XJM-S 系列浮選機(jī)的研發(fā)大致經(jīng)歷了小型機(jī)、中型機(jī)和大型機(jī)三個(gè)階段，單槽容積從4 m3發(fā)展到90 m3，已在除褐煤以外的各煤種煤泥的分選上得到應(yīng)用。

2 工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

XJM-S系列浮選機(jī)在原XJM型浮選機(jī)基礎(chǔ)上，重新開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，攪拌機(jī)構(gòu)核心區(qū)改進(jìn)內(nèi)容如圖1所示。由圖1可以看出，改進(jìn)后XJM-S型浮選機(jī)具有如下特點(diǎn)：

圖1 XJM浮選機(jī)攪拌機(jī)構(gòu)核心區(qū)改型前后對(duì)比圖

(1)用雙層傘形葉輪代替原有帶隔板的三層葉輪，配合流線型鎖緊螺母，減少了流體阻力，使動(dòng)力消耗降低，葉輪效率提高。

(2)采用分體式組合定子結(jié)構(gòu)。定子體分為定子體和定子蓋板兩部分，靠加工面配合，安裝攪拌機(jī)構(gòu)時(shí)自然對(duì)中；定子固定在假底上，檢修時(shí)可有效減輕起吊質(zhì)量，檢修方便。

(3)單氣道進(jìn)氣，系統(tǒng)簡(jiǎn)單。套管與軸之間的環(huán)形通道，既是空氣通道，也是藥劑通道，通過(guò)葉輪輪轂開(kāi)孔，空氣可被引入葉輪下層，使循環(huán)礦漿和空氣分別同向?qū)肴~輪，強(qiáng)化了循環(huán)礦漿對(duì)套筒內(nèi)空氣的抽吸作用，在上下兩層葉輪葉片間完成藥劑、空氣和礦漿的充分混合，解決了原結(jié)構(gòu)中套筒內(nèi)空氣流向與吸入的礦漿流向相垂直，套筒氣道堵塞問(wèn)題。

除以上結(jié)構(gòu)外，還在礦漿入料過(guò)流方式、充氣方式、槽體結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行了創(chuàng)新，浮選機(jī)槽內(nèi)流態(tài)示意如圖2所示。由圖2可以看出：

圖2 XJM-S系列浮選機(jī)槽內(nèi)流態(tài)示意圖

(1)“假底底吸、周邊串流”式入料方式，對(duì)礦漿量和煤泥可浮性的變化適應(yīng)性強(qiáng)。浮選機(jī)工作時(shí)，礦漿沿槽寬度斷面入料口給入假底和礦漿通道，通過(guò)葉輪的下吸口進(jìn)入葉輪，進(jìn)行礦漿、空氣和藥劑的混合。礦漿通過(guò)量大于葉輪下層吸漿能力時(shí)，多余礦漿通過(guò)假底周邊向上進(jìn)入假底上攪拌區(qū)，槽底不易存死角。槽內(nèi)部分礦漿可通過(guò)礦漿循環(huán)口吸入葉輪上層，再一次與氣泡接觸，完成槽內(nèi)礦漿的循環(huán)。

(2)浸沒(méi)式中礦箱，礦化氣泡和礦漿有效分離。浮選機(jī)通常由三四個(gè)槽串聯(lián)為一組，槽間設(shè)浸沒(méi)式中礦箱，中礦箱的入料口位于泡沫層以下的浮選分離區(qū)域，將前一室待處理的礦漿導(dǎo)入后一室的假底下，有效防止中礦和尾礦帶走已礦化的氣泡。與吸入式入料浮選機(jī)相比，此入料方式給料礦漿量不受葉輪吸漿能力的限制；與直流式入料相比，浸沒(méi)式中礦箱既可實(shí)現(xiàn)大的礦漿通過(guò)能力又不發(fā)生礦漿“短路”現(xiàn)象，既克服了“吸入式”入料礦漿通過(guò)量小的問(wèn)題，又解決了“直流式”入料礦漿易串料、槽內(nèi)液面穩(wěn)定性差的缺陷。

(3)雙層“傘”型葉輪，有效降低功耗；單氣道雙系統(tǒng)進(jìn)氣，槽內(nèi)“W型流態(tài)”，粗、細(xì)煤粒分離精度高。葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，空氣由套筒單氣道吸入，分別被引入葉輪上下兩層，使礦漿均得到與空氣接觸碰撞的機(jī)會(huì)，而且氣量可在線調(diào)節(jié)，方便靈活。礦漿經(jīng)葉輪甩出后，沿一定傾角向下流出與假底碰撞后向上折返，經(jīng)穩(wěn)流板葉片緩沖后向上進(jìn)入分離區(qū)，槽內(nèi)礦漿呈“W”循環(huán)，流態(tài)合理，粗細(xì)煤粒分離精度高。

(4)“分體式”定子，實(shí)現(xiàn)葉輪下吸口與下吸管自然對(duì)中，保證安裝精度，減輕了起吊質(zhì)量和安裝難度，且葉輪下吸口落入下吸管一定深度，與槽體下吸管采用負(fù)嵌套配合，可有效減少下吸環(huán)流量，提高下吸入料量。

(5)矩形斷面淺槽型，攪拌區(qū)域容積利用率高，能耗低，且占地面積小，可降低基建和生產(chǎn)費(fèi)用。

(6)單點(diǎn)調(diào)節(jié)整機(jī)內(nèi)礦漿液位，操作簡(jiǎn)單。在尾礦箱處設(shè)置尾礦排放電動(dòng)/手動(dòng)操作執(zhí)行機(jī)構(gòu)，單點(diǎn)控制調(diào)節(jié)整機(jī)液位，系統(tǒng)簡(jiǎn)單。

(7)分室多點(diǎn)加藥，操作靈活，適應(yīng)性強(qiáng)。浮選機(jī)每室均設(shè)加藥漏斗，可根據(jù)產(chǎn)品指標(biāo)要求和入料性質(zhì)變化，方便實(shí)現(xiàn)各種不同的加藥制度和加藥方式。

(8)浮選機(jī)通常由三四個(gè)槽串聯(lián)為一組，礦漿多次分選，浮選時(shí)間長(zhǎng)，利于保證浮選效果。

3 浮選機(jī)放大準(zhǔn)則

沿浮選槽高度從下向上,按流動(dòng)特性和浮選過(guò)程將其劃分為4個(gè)區(qū)域:①攪拌混合區(qū)；②分選區(qū)(或稱捕捉區(qū))；③分離區(qū)；④泡沫層(或稱精選區(qū))。這4個(gè)區(qū)域的總體高度決定了浮選槽的深度。浮選分離過(guò)程要求槽體下部強(qiáng)烈攪拌、上部平穩(wěn)。

XJM-S系列浮選機(jī)在大型化設(shè)計(jì)過(guò)程中制訂了相似放大準(zhǔn)則，除攪拌機(jī)構(gòu)遵從幾何相似外，運(yùn)用相似理論并結(jié)合浮選機(jī)的工作原理，提出了浮選機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)模擬放大計(jì)算公式；制訂了運(yùn)動(dòng)相似準(zhǔn)則——葉輪圓周速度恒定，保證相似的固-液懸浮狀態(tài)；制訂了動(dòng)力相似準(zhǔn)則——功率數(shù)不變和氣流數(shù)不變，保證相似的攪拌強(qiáng)度和充氣速率[2]。

3.1 結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)

幾何結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則如下：

(1)

式中：D為葉輪直徑，m；De為槽體當(dāng)量圓面積直徑，m；H為槽體深度，m；V為槽體容積，m3。式中常數(shù)為XJM-S型浮選機(jī)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。

3.2 動(dòng)力參數(shù)設(shè)計(jì)

運(yùn)動(dòng)相似和動(dòng)力相似準(zhǔn)則如下：

(2)

式中：U2為葉輪圓周線速度，m/s；NQa為氣流數(shù)，無(wú)因次；Qa為充氣量；N為葉輪轉(zhuǎn)速，r/s；Np為功率數(shù)，無(wú)因次；P為攪拌功率，kW；ρ為礦漿的密度，t/m3。式中常數(shù)為XJM-S型浮選機(jī)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。

參照以上準(zhǔn)則，進(jìn)行大型浮選機(jī)工藝與結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算，部分型號(hào)關(guān)鍵參數(shù)計(jì)算結(jié)果匯總見(jiàn)表2。根據(jù)XJM-(K)S型浮選機(jī)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，這些參數(shù)能夠滿足工業(yè)要求，表明設(shè)計(jì)方案是可行的[3-6]。目前各型號(hào)設(shè)備均已在選煤生產(chǎn)中得到推廣應(yīng)用，取得良好效果。

表1 部分型號(hào)浮選機(jī)關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)

4 浮選機(jī)流場(chǎng)模擬

為縮短研發(fā)周期、驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)手段對(duì)浮選槽內(nèi)礦漿流場(chǎng)進(jìn)行模擬。對(duì)5個(gè)不同容積浮選機(jī)槽內(nèi)流場(chǎng)模擬表明：葉輪吸漿能力是入料量的3～5倍，能夠滿足礦漿通過(guò)量的要求；工作過(guò)程中槽內(nèi)下部產(chǎn)生劇烈攪拌和高強(qiáng)度湍流運(yùn)動(dòng)，以彌散空氣、加速氣泡礦化；上部液面平穩(wěn)，可加強(qiáng)泡沫層的富集作用，且可避免粗煤粒從氣泡上脫落；槽內(nèi)礦漿產(chǎn)生循環(huán)運(yùn)動(dòng)，使待浮煤粒具有充分的浮選機(jī)會(huì)；穩(wěn)流板葉片對(duì)葉輪和定子外邊緣出口的礦漿起到了良好的穩(wěn)流作用，礦漿經(jīng)穩(wěn)流板上緣升速變緩，減少了對(duì)泡沫層的沖擊。此外，結(jié)合流場(chǎng)模擬，對(duì)葉輪和定子易受沖擊磨損部位提出了加強(qiáng)措施，并應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)，使易損件使用壽命提高了一倍以上，效果明顯[5-8]。

5 設(shè)備研發(fā)歷程

5.1 XJM-S12、S16浮選機(jī)的開(kāi)發(fā)

XJM-S型浮選機(jī)及其系列化的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)及多樣化都是選煤廠生產(chǎn)需求促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步的結(jié)果，XJM-S系列浮選機(jī)開(kāi)發(fā)分為三個(gè)階段：小型機(jī)(單槽容積16 m3以下)、中型機(jī)(單槽容積20～28 m3)和大型機(jī)(單槽容積36 m3及以上)。

首臺(tái)XJM-S12浮選機(jī)應(yīng)用于原焦作礦務(wù)局九里山選煤廠。該廠入選無(wú)煙煤，后增設(shè)浮選車(chē)間，原設(shè)計(jì)采用3臺(tái)XJX-Z8浮選機(jī)，由于當(dāng)時(shí)入選原煤量小，只安裝了兩臺(tái)，投產(chǎn)后不能滿足生產(chǎn)需要，故在原預(yù)留的XJX-Z8浮選機(jī)位置設(shè)計(jì)安裝了一臺(tái)單槽容積為12 m3的XJM-S12浮選機(jī)。生產(chǎn)實(shí)踐表明：XJM-S12浮選機(jī)單位容積礦漿處理能力可達(dá)11.48 m3/(m3·h)，平均礦漿處理能力為7.22 m3/(m3·h)，是XJX-Z8浮選機(jī)的3.31倍，生產(chǎn)中可獲得精煤平均灰分為8.19%，尾煤灰分平均為62.35%，精煤產(chǎn)率提高了10個(gè)百分點(diǎn)，噸煤電耗和油耗明顯降低[9]。該機(jī)于1993年4月通過(guò)部級(jí)鑒定。

XJM-S16浮選機(jī)的研制被列入“八五”煤炭行業(yè)重點(diǎn)課題之一，由原煤科總院唐山分院承擔(dān)。XJM-S16浮選機(jī)于1993年在八一礦投產(chǎn)，1994年3月通過(guò)部級(jí)鑒定，鑒定意見(jiàn)為：該機(jī)屬國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。該機(jī)在入料灰分為11.71%～22.73%、入料粒度組成中<0.074 mm含量高達(dá)76%、入料濃度為110～170 g/L條件下，精煤和尾煤灰分分別為7.60%～10.80%、55.95%～70.20%，礦漿和煤泥的單位容積處理能力分別為6.19～8.99、0.81～1.13 t/(m3·h)，噸煤電耗、油耗分別為1.64～1.74 kW·h、0.78～1.22 kg。一臺(tái)XJM-S16(3室)浮選機(jī)可代替一組XJQM-14型浮選機(jī)或一組JF-16(6室)浮選機(jī)并實(shí)現(xiàn)正常生產(chǎn)，電耗可降低26%，油耗降低24%[10]。

5.2 XJM-KS系列浮選機(jī)的開(kāi)發(fā)

常規(guī)浮選作業(yè)包括礦漿預(yù)處理和浮選分選兩個(gè)環(huán)節(jié)，礦漿預(yù)處理設(shè)備有礦漿準(zhǔn)備器、礦漿預(yù)處理器、攪拌桶、管道混合器、霧化跌落箱、BGT 系列新型表面改質(zhì)調(diào)漿機(jī)和表面改質(zhì)機(jī)等[11-12]。

預(yù)處理器和浮選機(jī)通常采用一對(duì)一配置，隨著設(shè)備大型化發(fā)展，也可采用一臺(tái)預(yù)處理器配兩臺(tái)浮選機(jī)，如φ3臺(tái)3 m的礦漿預(yù)處理器配置一兩臺(tái)16～20 m3的XJM-S型列浮選機(jī)，礦漿預(yù)處理器所占廠房面積或體積約為浮選系統(tǒng)的1/3～1/5，可見(jiàn)其占地面積較大，且要求廠房的高度較高。

XJM-KS型浮選機(jī)用礦化器代替常規(guī)預(yù)處理設(shè)備，利用高速射流，實(shí)現(xiàn)浮選劑的彌散，具有微泡預(yù)選功能，形成的礦化氣泡直接進(jìn)入浮選機(jī)精選，構(gòu)成簡(jiǎn)化浮選流程和強(qiáng)化分選機(jī)制，改善了浮選效果。將礦漿預(yù)處理與分選結(jié)合在一起，不僅簡(jiǎn)化了浮選系統(tǒng)，而且減少了設(shè)備占地面積1/3～1/5，降低了廠房高度，節(jié)省建設(shè)投資。尤其在老廠改造補(bǔ)套浮選、浮選擴(kuò)能中優(yōu)勢(shì)明顯。

首臺(tái)研發(fā)的XJM-KS20(3室)浮選機(jī)應(yīng)用于黃陵礦業(yè)集團(tuán)一號(hào)煤礦選煤廠，在<0.074 mm粒級(jí)含量達(dá)67%，在平均入料灰分為30%，入料濃度為100～120 g/L的情況下，精煤灰分為10%，尾煤灰分為60%，處理能力為600～700 m3/h[3,13]。

XJM-KS45浮選機(jī)應(yīng)用于山東新巨龍選煤廠代替原德國(guó)進(jìn)口K-FV50NS浮選機(jī)。在浮選入料中<0.075 mm粒級(jí)增加、入料灰分較改造前增加的情況下，浮選精煤灰分為8.58%，較先前降低0.87個(gè)百分點(diǎn)，浮精產(chǎn)率為66.34%；浮選入料濃度可以由原來(lái)的60 g/L提高到90 g/L，有效釋放了主選系統(tǒng)生產(chǎn)能力，使重介精煤不再“背灰”，全廠精煤產(chǎn)率提高3.02個(gè)百分點(diǎn)[14]。

目前XJM-KS系列浮選機(jī)礦化技術(shù)已應(yīng)用到XJM-S系列浮選機(jī)全部設(shè)備型號(hào)，根據(jù)設(shè)備型號(hào)大小和處理量，礦化器的個(gè)數(shù)和結(jié)構(gòu)可進(jìn)行相應(yīng)匹配設(shè)計(jì)。需要說(shuō)明的是，礦化器需要穩(wěn)定的入料壓力，一般為0.04～0.1 MPa不等，也有自流給料情況，因此生產(chǎn)中需要穩(wěn)定入料壓力。

2018年開(kāi)發(fā)的XJM-YS系列浮選機(jī)，在浮選機(jī)前面增加攪拌槽，槽內(nèi)設(shè)攪拌機(jī)構(gòu)，體積較常規(guī)預(yù)處理器小但比礦化器大，可緩解礦化器由于入料壓力不穩(wěn)定導(dǎo)致的浮選機(jī)一室入料不穩(wěn)的缺點(diǎn)。

5.3 “3+2”系列浮選機(jī)的開(kāi)發(fā)

隨著選煤廠入選原煤日益向貧、雜、細(xì)發(fā)展，加之同一礦井不同煤層性質(zhì)變化極大，矸石泥化程度不等，對(duì)整個(gè)煤泥水處理環(huán)節(jié)的處理能力和適應(yīng)性提出了更高要求。浮選作為煤泥水處理的源頭，其效果好壞直接關(guān)系到選煤廠的運(yùn)行效果。

入浮煤泥中細(xì)顆粒含量大、灰分高，中間密度級(jí)產(chǎn)物含量大，會(huì)導(dǎo)致煤泥可浮性難度增加，常規(guī)一次浮選工藝常達(dá)不到產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)要求。

目前大多新建廠多采用一次精選工藝?！?+2”系列浮選機(jī)是針對(duì)選煤廠入浮煤種多、煤泥可浮性變化大開(kāi)發(fā)出來(lái)的，單機(jī)可實(shí)現(xiàn)一次浮選或者一次精選，大大提高了設(shè)備的工藝靈活性，滿足了不同可浮性煤泥的需要。一臺(tái)5室浮選機(jī)，采用前3槽、后2槽階梯布置，中間為特殊設(shè)計(jì)的可實(shí)現(xiàn)工藝切換的中礦箱，前3槽和后2槽尾礦均可單獨(dú)排放，簡(jiǎn)稱“3+2”浮選機(jī)。煤泥易浮時(shí)，根據(jù)礦漿量大小，前3槽可單獨(dú)使用(后兩槽停用以節(jié)省電耗)，或者前后5槽串聯(lián)使用，最大限度提高精煤產(chǎn)率；對(duì)于難浮煤泥，采用一次浮選工藝，前3槽精礦通過(guò)中礦箱進(jìn)入后2槽精選，以降低精煤灰分，同時(shí)節(jié)省了精礦轉(zhuǎn)排泵，降低電耗。

首臺(tái)XJM-S28(3+2)浮選機(jī)應(yīng)用于霍州煤電集團(tuán)呂梁山煤電公司洗煤廠(原煤處理能力為3.75 Mt/a)，生產(chǎn)實(shí)踐表明：采用一臺(tái)“3+2”浮選機(jī)，可滿足該廠入選易浮煤和難浮煤的生產(chǎn)需要，具有浮選效果好、適應(yīng)能力強(qiáng)、處理能力大、能耗低等特點(diǎn)。由表2可知：對(duì)于易浮煤，與原用WPF型微泡浮選機(jī)相比，精煤灰分降低1.28個(gè)百分點(diǎn)，產(chǎn)率提高14.40個(gè)百分點(diǎn)，浮選完善指標(biāo)提高9.74個(gè)百分點(diǎn)；對(duì)于原來(lái)WPF型微泡浮選機(jī)不能浮選的難浮煤，XJM-S28(3+2)浮選機(jī)采用一次精選工藝(即二次浮選)，可獲得灰分10.78%、產(chǎn)率30.88%的合格精煤產(chǎn)品[15]。

表2 浮選機(jī)與微泡浮選機(jī)生產(chǎn)指標(biāo)比較

“3+2”系列浮選機(jī)目前已有單槽容積為12～45 m3機(jī)型應(yīng)用于選煤生產(chǎn)。在采用的配置中，后2槽也可用于精選臥式沉降離心機(jī)的濾液。

5.4 低階煤浮選應(yīng)用

由于低階煤含氧官能團(tuán)多，疏水性差，煤泥浮選困難，全粒級(jí)洗選時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量難于處理的煤泥，因此在低階動(dòng)力煤選煤廠煤泥一般不入選或者盡量減少進(jìn)入系統(tǒng)分選的煤泥量。因此，近年來(lái)行業(yè)大都采用深度篩分技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)動(dòng)力煤煤泥減量化生產(chǎn)。但是針對(duì)低階煤水分高、熱值低、矸石易泥化等特性，研究適于低階煤泥的浮選提質(zhì)技術(shù)與大型裝備，提高煤炭利用效率，也是形勢(shì)所需。低階煤的浮選技術(shù)一直是實(shí)現(xiàn)動(dòng)力煤全粒級(jí)洗選的技術(shù)瓶頸[16]。

鄭云婷[17]進(jìn)行了長(zhǎng)焰煤、不黏煤和氣煤的表面性質(zhì)的研究，對(duì)比了不同浮選試驗(yàn)條件和5種捕收劑對(duì)長(zhǎng)焰煤的浮選效果，發(fā)現(xiàn)常規(guī)煉焦煤藥劑不適合長(zhǎng)焰煤的浮選。結(jié)合試驗(yàn)研究，合理選擇了長(zhǎng)焰煤浮選捕收劑，通過(guò)工藝探索，最終實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)焰煤、不黏煤煤泥浮選。

開(kāi)發(fā)的國(guó)內(nèi)最大的XJM-KS90(4室)型浮選機(jī)于2015年9月應(yīng)用于朔州中煤平朔能源有限公司1.10 Mt/a動(dòng)力煤選煤廠長(zhǎng)焰煤泥浮選，一次帶料試運(yùn)行成功，一次獲得合格產(chǎn)品，礦漿處理量達(dá)2 400～3 000 m3/h。在浮選入料濃度在20～70 g/L之間波動(dòng)，平均入料灰分為26.44%的情況下，取得了精煤平均灰分為14.16%、尾煤灰分為47.04%、精煤產(chǎn)率為62.64%、可燃體回收率為72.81%的浮選效果，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，且設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，對(duì)礦漿濃度和入料粒度均有較好的適應(yīng)性，達(dá)到了預(yù)期技術(shù)指標(biāo)[6,18]。

XJM-KS28(4室)浮選機(jī)應(yīng)用于燕家河選煤廠分選不黏煤，在煤泥含量高(占入選原煤25%)，矸石易泥化，灰分高達(dá)40%以上，入料中<0.045 mm粒級(jí)含量為51.90%、灰分為47.15%情況下，浮選精煤灰分為16.00%，產(chǎn)率為55.56%，尾煤灰分高達(dá)75%，使產(chǎn)品發(fā)熱量由原來(lái)的13.81 MJ/kg提高到22.63 MJ/kg，很好地滿足了生產(chǎn)需要，經(jīng)濟(jì)效益顯著[19]。

6 發(fā)展趨勢(shì)

截止目前，原有XJM-S系列浮選機(jī)已發(fā)展成為XJM-S、XJM-KS、“3+2”和XJM-YS四大系列，單槽容積4～90 m3的60余種規(guī)格的系列化產(chǎn)品，也可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)要求定制化設(shè)計(jì)不同槽體容積的浮選機(jī)。在使用過(guò)程中對(duì)入料濃度(范圍為30～120 g/L)、粒度(<0.5 mm粒級(jí)煤泥水)、可浮性(易浮到極難浮)適應(yīng)性強(qiáng)，已用于除褐煤外各煤種的煤泥浮選，深受行業(yè)用戶所青睞，并出口到哥倫比亞、澳大利亞、俄羅斯等國(guó)，極大地提高了我國(guó)浮選設(shè)備的國(guó)際影響力。隨著國(guó)家環(huán)保政策日益嚴(yán)格，選煤廠精細(xì)化管理水平穩(wěn)步提高，充分利用資源意識(shí)的增強(qiáng)，對(duì)煤泥水處理技術(shù)提出了新要求，未來(lái)浮選環(huán)節(jié)將出現(xiàn)以下新的變化：

(1)工藝流程靈活化。入浮煤泥性質(zhì)變化大，產(chǎn)品質(zhì)量要求高，浮選環(huán)節(jié)產(chǎn)出低灰精煤、中/高灰精煤和高灰尾煤已是選煤行業(yè)的努力方向。原有一次選工藝、或者一次精選工藝已不能滿足生產(chǎn)的需求，一些新建廠、現(xiàn)有廠浮選改造均力求實(shí)現(xiàn)工藝的靈活化和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)多樣化，雖然投資高，但經(jīng)濟(jì)環(huán)境效益好，是今后發(fā)展的方向。根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)要求和煤泥單元浮選試驗(yàn)結(jié)果，除原有的一次浮選工藝和一次精選工藝外，出現(xiàn)的另一新變化，即一次浮選工藝出高灰尾煤+部分高灰精煤再選或者一次選出高灰尾煤+粗精煤精選。

(2)槽數(shù)配置多樣化。為適應(yīng)浮選工藝靈活變化的要求，浮選機(jī)槽數(shù)配置也呈現(xiàn)多樣化。常規(guī)三四槽配置開(kāi)始向5槽型發(fā)展，如此分室、分段匯集精礦精選利于精煤灰分指標(biāo)控制和流程的變換；原有“3+2”型浮選機(jī)配置也出現(xiàn)了“2+2”、“4+2”、“4+3”型配置；部分廠也有分別設(shè)置粗選浮選機(jī)和精選浮選機(jī)的情況。

(3)設(shè)備運(yùn)行可靠化。設(shè)備可靠性是運(yùn)行的基礎(chǔ)，運(yùn)行時(shí)間和選煤廠智能化建設(shè)對(duì)設(shè)備可靠性和自動(dòng)化控制提出了更高的要求，槽體耐磨防腐、長(zhǎng)壽命葉輪等易損件是設(shè)備運(yùn)行的保障；電機(jī)預(yù)埋測(cè)溫電極可便于為選煤廠后續(xù)智能化建設(shè)預(yù)留端口；旋轉(zhuǎn)部件不外露為操作工人提供安全防護(hù)；攪拌機(jī)構(gòu)和刮泡機(jī)構(gòu)潤(rùn)滑系統(tǒng)極大減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

(4)控制系統(tǒng)自動(dòng)化。浮選控制系統(tǒng)主要受浮選精煤灰分在線檢測(cè)儀表的限制，目前尚未實(shí)現(xiàn)浮選系統(tǒng)根據(jù)精煤灰分要求和煤質(zhì)變化真正的閉環(huán)控制。但在浮選藥劑計(jì)量、藥劑乳化和藥劑添加方面，較先前在檢測(cè)和控制精度上有了一定的進(jìn)步。浮選精煤泡沫圖像和尾礦圖像測(cè)灰一定程度上實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用，助力了浮選自動(dòng)化發(fā)展。

未來(lái)的浮選生產(chǎn)將以設(shè)備運(yùn)行可靠化為基礎(chǔ)，通過(guò)槽數(shù)多樣化配置，控制系統(tǒng)自動(dòng)化提升，實(shí)現(xiàn)根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)要求的浮選工藝流程靈活化生產(chǎn)，進(jìn)而最終實(shí)現(xiàn)煤泥精細(xì)化智能分選。