洗煤廠降低重介質(zhì)損耗率的研究與實踐

摘 要：重介質(zhì)損耗率高是當(dāng)前重介選煤廠面臨的普遍問題，重介質(zhì)損耗率高不僅會影響產(chǎn)品質(zhì)量，降低分選系統(tǒng)的穩(wěn)定性，對于提高選煤廠經(jīng)濟(jì)效益也極為不利。以某選煤廠為研究對象，分析了重介質(zhì)損耗的主要原因，并有針對性的從設(shè)備改造、重介質(zhì)管理和優(yōu)化重介質(zhì)添加方式等方面給出了降低重介質(zhì)損耗率的措施。實踐證明，通過這些措施的實施，該選煤廠重介質(zhì)損耗率降低了42%，降耗效果顯著。

關(guān)鍵詞：選煤廠；重介質(zhì)；損耗率；措施

重介質(zhì)選煤技術(shù)因具有技術(shù)成熟、操作簡單、原煤適應(yīng)性強(qiáng)、分選效率高等優(yōu)點在我國選煤廠應(yīng)用比重逐漸加大[1-3]。但是，很多重介選煤廠存在重介質(zhì)損耗高等問題，重介質(zhì)損耗率高不僅影響產(chǎn)品質(zhì)量和分選系統(tǒng)的穩(wěn)定性，對于提高選煤廠的綜合經(jīng)濟(jì)效益和現(xiàn)代化管理水平也極為不利[4-5]，故如何降低重介質(zhì)損耗率一直是重介選煤廠技術(shù)人員的研究重點。在研究重介質(zhì)損耗時認(rèn)為，重介質(zhì)消耗主要原因是重介質(zhì)回收率低引起，同時在重介質(zhì)的運輸、儲存和管理過程中也會造成部分重介質(zhì)損耗。某重介選煤廠設(shè)計原煤處理能力為120萬噸/年，在投產(chǎn)初期重介質(zhì)消耗量僅為1.8kg/t，隨著井下原煤煤質(zhì)的改變及設(shè)備使用年限的增加，近期重介質(zhì)消耗量基本穩(wěn)定在3.1kg/t左右，有時甚至可達(dá)4kg/t，重介質(zhì)損耗率高已經(jīng)成為了影響該選煤廠節(jié)支降耗的重要因素，也不利于應(yīng)對當(dāng)前煤炭疲軟形式。鑒于此，決定組織技術(shù)人員對該選煤廠高重介質(zhì)消耗率進(jìn)行分析，并提出有效解決方案。

1 選煤廠概況

該選煤廠設(shè)計原煤處理能力為120萬噸/年，是一座動力煤礦井型選煤廠，入選產(chǎn)品主要為煙煤和貧煤。該選煤廠分選工藝較為常見：塊煤重介質(zhì)斜輪分選+末煤重介質(zhì)旋流器分選+粗煤泥TBS干擾床分選機(jī)分選+煤泥浮選+煤泥水離心、壓濾回收煤泥。其中，100～13mm粒度級原煤進(jìn)入斜輪分選機(jī)分選，13～2mm粒度級原煤進(jìn)入重介質(zhì)旋流器進(jìn)行分選，2～0.25mm粒度級物料進(jìn)入TBS分選機(jī)進(jìn)行分選，0.25～0mm粒度級物料進(jìn)入浮選機(jī)進(jìn)行分選，通過分選所得產(chǎn)品主要有80～10mm粒度級塊煤、13～0mm粒度級末精煤和10～0mm粒度級末原煤。該選煤廠在投產(chǎn)初期，重介質(zhì)損耗率僅為1.8kg/t左右，近年來隨著入選礦井原煤煤質(zhì)等因素的改變，重介質(zhì)損耗率持續(xù)增加，目前基本穩(wěn)定在3.1kg/t左右，偶爾會高達(dá)4.0kg/t，重介質(zhì)損耗率高已成了阻礙選煤廠節(jié)支降耗的重要因素。

2 高介質(zhì)消耗原因探析

為了掌握該選煤廠重介質(zhì)高損耗率的根本原因，技術(shù)人員對分選流程各個環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控和取樣分析，認(rèn)為引起該選煤廠分選過程中重介質(zhì)損耗率居高不下的主要原因有以下幾個方面。

2.1 入選原煤煤質(zhì)差

隨著礦井開采強(qiáng)度的不斷增加，原優(yōu)質(zhì)煤層已經(jīng)開采殆盡，礦井主要開采戰(zhàn)場已經(jīng)轉(zhuǎn)至賦存不穩(wěn)定的薄及中厚煤層區(qū)域，該區(qū)域煤層含矸量高。矸石含量較高的原煤難以適應(yīng)現(xiàn)有的選煤工藝，其原因是矸石的存在容易造成重介質(zhì)旋流器二段底流口出現(xiàn)經(jīng)常性的堵塞，造成重介質(zhì)旋流器分選異常，引起重介質(zhì)損耗率增加。

2.2 重介質(zhì)質(zhì)量和管理不達(dá)標(biāo)

分選實踐表明，重介質(zhì)選煤有效分選所需重介質(zhì)密度應(yīng)保證在4.25～4.50g/cm3，磁性物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)達(dá)到90%左右，0.074～0mm粒度級的磁性物質(zhì)應(yīng)不低于85%。為了掌握該選煤廠重介質(zhì)質(zhì)量，通過試驗分析可知所用重介質(zhì)磁性物質(zhì)含量為95.6%，0.074～0mm粒度級的磁性物質(zhì)含量僅為75.4%，由此可知0.074～0mm粒度級的磁性物質(zhì)含量不達(dá)標(biāo)；同時，重介質(zhì)含水量測試結(jié)果表明，重介質(zhì)水分Mad約為10.7%，水分含量較高，在貯存和使用時發(fā)現(xiàn)重介質(zhì)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象嚴(yán)重，不利于重介質(zhì)的添加和管理，也易造成分選過程的不穩(wěn)定。另外，重介質(zhì)在運輸過程中采用裝載機(jī)推運，在裝運過程中會因地表雜質(zhì)的存在造成重介質(zhì)污染，一定程度地降低了重介質(zhì)質(zhì)量。

2.3 脫介設(shè)備脫介效果差

該選煤廠脫介設(shè)備主要由弧形篩、振動脫介篩和磁選機(jī)。在設(shè)備脫介過程中發(fā)現(xiàn)，脫介篩脫介效果差的原因主要是噴水管位置、噴水壓力和水量設(shè)計不合理，篩板篩縫寬度設(shè)計不合理。磁選機(jī)在應(yīng)用初期磁性物質(zhì)回收率可達(dá)99.5%以上，但是目前磁選機(jī)磁性物質(zhì)回收率僅為95.2%左右，磁選效果較差。

2.4 介質(zhì)添加方式不合理

選煤廠介質(zhì)添加方式為人工添加、水管稀釋，這樣容易造成分選懸浮液重介質(zhì)密度不均勻，水管稀釋又容易造成重介質(zhì)濃度偏低，一定程度地致使合格介質(zhì)桶液位和分流量加大，最終造成磁選機(jī)處理量增加，在此過程中容易造成重介質(zhì)隨產(chǎn)品和尾礦流失，這也是造成該選煤重介質(zhì)損耗率偏高的主要因素。

3 降低介質(zhì)消耗的主要途徑

3.1 設(shè)備改造

考慮到礦井原煤煤質(zhì)的改變易造成重介質(zhì)旋流器二段底流口堵塞，故可通過適當(dāng)增加底流口寬度來避免底流口堵塞；現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)，脫介篩噴嘴位置較高，且水壓和水量偏小，不容易將附著于脫介篩的重介質(zhì)沖掉，故根據(jù)實際適當(dāng)降低噴嘴位置，降低噴嘴孔徑，增加篩網(wǎng)孔徑為0.75mm，布置篩面擋板，并保證水壓為0.2～0.3MPa，同時將原順煤流噴灑方向改為逆煤流噴灑方向以增加噴灑范圍。為了提高磁選機(jī)脫介效果，適當(dāng)改變磁選機(jī)磁偏角和磁選機(jī)槽體間間隙，同時根據(jù)煤泥含量合理控制磁選機(jī)入料濃度。

3.2 加強(qiáng)管理

鑒于重介質(zhì)質(zhì)量達(dá)標(biāo)是確保重介質(zhì)有效分選的基礎(chǔ)，故應(yīng)采購合格的重介質(zhì)，重點保證重介質(zhì)磁性物質(zhì)粒度組成、質(zhì)量分?jǐn)?shù)和重介質(zhì)含水量等指標(biāo)。積極改善重介質(zhì)儲存、運輸和管理環(huán)境，減少因管理原因引起的重介質(zhì)損耗。另外，應(yīng)加強(qiáng)管路的檢修和巡查，盡量避免管路出現(xiàn)“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象，加強(qiáng)重介質(zhì)管理考核。

3.3 優(yōu)化添加方式

鑒于原重介質(zhì)添加方式不合理，故決定采用磁選尾礦水回介質(zhì)庫進(jìn)行沖洗，這樣可以一定程度地改善重介質(zhì)懸浮液穩(wěn)定性，同時也有效保證了合格介質(zhì)通的液位，降低了分流量和磁選機(jī)處理負(fù)荷。另外，增加同位素密度計來監(jiān)測重介質(zhì)密度，這樣可實時掌握重介質(zhì)懸浮液密度以便于及時對密度進(jìn)行調(diào)整，這不僅有利于降低重介質(zhì)損耗，同時也可一定程度地增加分選效果。

4 效果分析

通過對選煤廠流程各個環(huán)節(jié)的監(jiān)測和采樣分析，掌握了引起該選煤廠重介質(zhì)消耗率高的主要因素，并提出通過設(shè)備改造、加強(qiáng)重介質(zhì)管理和優(yōu)化重介質(zhì)添加方式等措施來降低重介質(zhì)損耗率。通過這些措施的實施，選煤廠重介質(zhì)消耗已降低1.81kg/t，較措施實施前的3.1kg/t降低了約42%。重介質(zhì)消耗率的降低也有效地保證了重介分選流程的穩(wěn)定性，提高了產(chǎn)品各項指標(biāo)，對于提高選煤廠綜合經(jīng)濟(jì)效益奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]李彪.重介質(zhì)選煤廠降低介耗的探討[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2009（3）：109-111.

[2]陶東.不連溝選煤廠降低介耗的措施[J].潔凈煤技術(shù)，2012，18（2）：20-22.

[3]寧建軍.重介質(zhì)選煤廠降低介耗的措施[J].潔凈煤技術(shù)，2013，19（3）：30-33.

[4]衡玉華，劉占榮.公烏素洗煤廠降低介耗經(jīng)驗談[J].選煤技術(shù)，2009（1）：40-41.

[5]張云生，郝春建，吳林，等.城郊選煤廠超低介耗選煤研究與實踐[J].煤炭工程，2013（11）：69-71.

作者簡介：杜萬磊（1987，12-），男，河北邢臺人，碩士研究生，助理工程師，現(xiàn)從事煤炭管理工作。