DZSN2431三質體高頻脫水篩在東曲選煤廠尾煤回收中的應用

王亞偉

（西山煤電 (集團)有限責任公司東曲選煤廠，山西 古交 030200）

東曲選煤廠地處西山煤電古交礦區，1994年11月正式投產，歷經改造后，核定入選能力為4.0 Mt/a，生產采用原煤預先脫泥無壓三產品重介旋流器分選+粗煤泥TBS分選+細煤泥浮選的聯合工藝流程，主要產品為12級瘦精煤和動力煤，主要銷往鋼鐵、焦化、電廠等企業。由于東曲選煤廠入選原煤中煤泥含量大 (平均在20%以上)、煤質易碎且易泥化 (＜0.045 mm粒級細泥含量高)，導致實際生產中浮選系統和尾煤回收系統工作不穩定，回收能力不足且回收率低，經常出現尾煤濃縮機運行電流高被迫停止洗選等待尾煤濃縮回收的情況。為保證選煤生產的正常進行，該廠尾煤回收系統亟待改造。

1 存在問題及分析

改造前東曲選煤廠尾煤回收系統工藝 (圖1)為:浮選尾煤首先進入尾煤一次濃縮機進行濃縮，一次濃縮溢流進入二次濃縮機，底流則打回主廠房，由主廠房內的濃縮旋流器+立式離心機 (高頻篩)回收;旋流器溢流、離心液、篩下水進入沉降離心液池，沉降離心液池物料一部分返回尾煤一次濃縮機，一部分由沉降離心機回收。現有回收設備存在的主要問題有:

圖1 改造前尾煤回收系統工藝流程圖Fig.1 The original flowsheet of tailings recovery system

(1)回收效果差。浮選尾煤采用煤泥離心機回收，然而煤泥離心機可以回收＞0.3 mm粒級的物料，對＜0.3 mm粒級物料回收效果極差，致使＜0.3 mm粒級物料基本全部進入離心液，對尾煤的回收率較低［1］;并且煤泥離心機篩籃使用壽命較短 (約45 d左右)，剛更換的篩籃在第1星期內篩籃縫隙較小，回收產品水分偏大;第2星期篩籃即發生磨損，導致回收率較低;在更換篩籃前后半個月，離心機的回收效果較差，基本起不到正常回收作用，停止洗煤時尾煤回收的效率更低。當采用高頻篩回收時，在濃縮機底流濃度較大時高頻篩能形成料層，尚可回收部分＜0.3 mm粒級物料，但當停止洗煤回收時，濃縮機底流濃度較低，高頻篩無法形成料層，根本無法回收＜0.3 mm粒級物料。系統中沉降離心機用于回收部分煤泥離心機的離心液和高頻篩的篩下水，沉降離心機雖原則上無回收下限，但由于該廠入選原煤和精煤產品種類較多，一個班進入尾煤系統的物料狀況變化較大，導致沉降離心機入料性質不穩定，沉降離心機對其適應性差，除造成設備故障以外，也致使其產品水分和處理量的波動較大，回收效果也不理想。

(2)回收能力不足。由于東曲選煤廠原煤易碎且易泥化，原煤中細泥含量大，導致尾煤回收系統負荷不斷增加，回收設備處理能力明顯不足。在生產中經常因尾煤回收不及時而造成尾煤一次濃縮機運行電流升高，被迫停止洗煤回收尾煤的情況。即使停止洗煤后，通常也需要回收3 h以上，從而使尾煤回收設備運轉時間過長，影響檢修。

2 技術調研與改造方案

2.1 技術調研

通過調研，目前浮選尾煤預脫水、脫水工藝主要有以下5種:

(1)濃縮旋流器預脫水+煤泥離心機脫水工藝。此工藝優點在于工藝簡單，初期設備投資低;缺點是濃縮旋流器底流濃度不穩定，溢流有跑粗現象，煤泥離心機脫水效果不穩定。

(2)振動弧形篩預脫水+煤泥離心機脫水工藝。此工藝優點在于工藝簡單，初期設備投資低;缺點是振動弧形篩脫水效果差，易跑水，不能保證煤泥離心機入料濃度，使煤泥離心機產品水分偏高。特別是為了提高回收率減小弧形篩篩縫時，跑水情況更為嚴重。另外，當振動弧形篩寬度較寬時，還易出現斷梁斷幫故障［3］。

(3)濃縮旋流器、振動弧形篩預脫水+煤泥離心機脫水工藝。此工藝優點在于初期設備投資較低，能除去一定的水分;缺點是工藝較復雜，脫水效果仍不穩定［4］。

(4)濃縮旋流器、三質體高頻脫水篩預脫水+煤泥離心機脫水工藝。此工藝優點是:工藝適用性強，不受入料濃度、粒度和入料壓力影響，濃縮旋流器和三質體高頻脫水篩能保證入料濃度，三質體高頻篩篩上水分一般在30%～40%，為煤泥離心機的最佳入料濃度;缺點是初期設備投資較高。

(5)濃縮旋流器預脫水+三質體復合高頻脫水篩脫水工藝。此工藝優點在于工藝簡單，設備投資和運行成本均較低，能保證篩上的水分;缺點是篩上物水分在20%～25%，比煤泥離心機產品水分 (一般在16%左右)要高。

以上幾種工藝中，后兩種是伴隨著三質體高頻脫水篩和三質體復合高頻脫水篩的成功研制和應用而于近兩年新興的預脫泥、脫水工藝。工藝核心設備是DZSN2431三質體高頻脫水篩 (主要技術指標見表1)，該篩技術特點為:①工藝適用性強。由于三質體高頻脫水篩入料不受入料濃度、入料壓力、入料粒度的影響，其工藝適用性和運行穩定性遠高于濃縮旋流器;②脫水效果好。由于三質體高頻脫水篩篩網開孔率高于振動弧形篩，物料在篩面上的脫水時間高于振動弧形篩，其振動頻率和振幅也高于振動弧形篩，而且有清網作用，所以三質體高頻脫水篩的脫水效果要遠高于振動弧形篩;③整機可靠性高。由于采用三質體振動原理設計，篩框振幅極小，篩網振幅較大，所以整機可靠性高，故障率低，平時不需維修和維護，僅需三個月左右更換一次篩網即可;④安裝方便。由于篩框幾乎不動，對地基要求不嚴，布局簡單，安裝方便;⑤整機節能。由于振動集中在篩網上，參振質量小，振動效率高，能耗僅為其他篩分設備的30%左右［5］。

表1 DZSN2431三質體脫水篩技術特征Table1 Technical characteristics of DZSN2431 three masses high frequency sieve

2.2 改造方案

根據東曲選煤廠近幾年生產實際狀況，結合國內三質體高頻脫水篩使用情況，本著充分利用現有系統，提高尾煤回收率和工藝靈活性的原則，決定采用濃縮旋流器、三質體高頻脫水篩預脫水+煤泥離心機脫水工藝。

具體實施為:在煤泥離心機之前增加一臺DZSN2431三質體高頻脫水篩;在脫水篩給料前安裝四組φ 300 mm的濃縮旋流器，以去除一定的水分;旋流器入料端安裝DN200管路，與尾煤一次濃縮機底流來料主管路相接，并安裝電動閥門;旋流器溢流和三質體高頻脫水篩篩下水經DN300管路進入沉降離心液池;三質體高頻脫水篩篩上物出料口與煤泥離心機給料管路通過軟管連接，以便于離心機更換篩籃等檢修工作。改造后的尾煤回收工藝流程見圖2。

圖2 改造后的尾煤回收工藝流程圖Fig.2 The modified flowsheet of tailings recovery system

3 改造效果

改造前，由于煤泥離心機入料濃度不能保證，回收效果不好。經過改造，在煤泥離心機前增加了三質體高頻脫水篩，保證了煤泥離心機的入料濃度，使煤泥離心機的處理能力和回收效果得到了很大改善，并減輕了高頻篩脫水的負荷。從表2可以看出，三質體高頻脫水篩和煤泥離心機基本上將＞0.125 mm粒級的煤泥全部回收，使生產中尾煤產品水分穩定在17.1%左右，并且脫水產品灰分比入料降低了14.56個百分點。可見，三質體高頻脫水篩和煤泥離心機組合不僅起到了預期的脫水作用，且具有良好的降灰效果。

表2 三質體高頻脫水篩和煤泥離心機產品小篩分試驗結果Table 2 The sieve analysis of products from three masses high frequency dewatering screen and coal slime centrifuge%

4 經濟效益

(1)通過對尾煤回收系統進行改造，尾煤回收系統的處理能力得到大幅提升，尾煤回收效率大大提高，避免了因尾煤濃縮機電流高而被迫停止洗煤回收尾煤而造成的影響生產的問題。改造前，每月需停煤回收10次，每次回收時間1.5 h，按小時帶煤量840 t計算，改造后每年可多入選原煤:840×1.5 ×10 ×12=151200 t。

(2)改造前煤泥離心機篩籃1個月左右即需更換一次，改進后3個月左右更換一次，三質體高頻脫水篩篩網可使用3個月，篩籃單價8000元，高頻篩篩網單價3000元，則每年可節約配件費用:8000× ［12－ (12/3)］ －3000×12/3=52000元。

(3)改造前，停車后尾煤回收時間為3 h，改造后只需回收1.5 h即可，回收設備裝機功率約1800 kW，每度電以0.5元計，則年可節約電費:0.5×1800×10×12× (3－1.5)=108000元。

綜上可見，通過尾煤回收系統的改造為企業創造了良好的經濟效益。

［1］張來祥，成翠仙.東曲礦選煤廠粗煤泥回收系統工藝優化 ［J］.山西焦煤科技，2007(1).

［2］楊建國，劉傳印，程曉峰，等.煤泥高效離心脫水機脫水效果的試驗研究［J］.礦山機械，2011(7).

［3］盧志明，王萬明.DZSN2825煤泥脫泥專用篩在友誼精煤公司選煤廠的應用 ［J］.煤炭加工與綜合利用，2011(6).

［4］曹義強，李 明，陳 飛，等.DZSN2425型煤泥脫泥篩在五溝選煤廠的應用 ［J］.礦山機械，2013(1).

［5］盧志明，梁金鋼，段海鵬，等.DZSN2830三質體高頻脫泥篩的研制［J］.選煤技術，2013(6).