東灘選煤廠浮選系統工藝改造及優化

焦士慶　韓文閣　孟旭　張峰

【摘 要】東灘礦選煤廠浮選系統中存在浮選機入料濃度不一致，藥劑添加方式不合理，二次浮選作業難以實現及浮選系統設備故障率高等問題。選煤廠對癥下藥，逐一完善浮選系統生產工藝，提高浮選精煤產品質量，保證浮選系統穩定，實現浮選精煤與重介精煤的混合銷售。

【關鍵詞】入料濃度；藥劑添加；二次浮選；設備故障率；工藝改造；優化效果

0 概述

東灘礦選煤廠隸屬兗州煤業股份有限公司，設計處理能力為400Mt/a。2008年選煤廠第一次技術改造，實現處理能力為500Mt/a。為響應集團公司號召，該廠秉承“全入洗、全重介、全分選”的宗旨，2014年選煤廠再次進行了擴能升級技術改造，成為處理能力為7.50 Mt/a的礦井型選煤廠。設計后的選煤工藝流程為大于50 mm粒級的斜輪重介分選，50～0 mm粒級全部入無壓三產品重介質旋流器分選。精煤磁尾經濃縮旋流器分級，1～0.25 mm粒級入TBS分選機分選，-0.25 mm粒級采用浮選工藝回收。中煤磁尾根據煤質情況可并入精煤磁尾中或單獨分級處理。

1 浮選系統存在的問題分析

1.1 兩組浮選機入料濃度、灰分不一致

浮選系統共布置有4臺5室XJM—S28A浮選機及4臺650m2快開隔膜壓濾機用于分選脫水回收-0.25mm細煤泥。現4臺浮選機的入料方式分兩種，其中A407、A408浮選機入料為精煤磁尾經濃縮旋流器組分級后的旋流器組溢流自流至浮選機；A409、A410浮選機為TBS精礦經粗煤泥脫水弧形篩脫水后的篩下水至浮選入料池緩沖后經泵輸送至浮選機。經過一段時間的運行生產，發現A407、A408兩臺浮選機入料濃度比A409、A410入料濃度高。現場崗位人員在操作浮選機時，人為忽略兩組浮選機入料濃度、灰分不一致這一因素，造成浮選藥劑添加量混亂，影響浮選精煤的質量。

1.2 浮選機藥劑添加方式不合理

技術改造期間，新廠房因資金、空間等因素的限制，將浮選藥劑罐布置在原廠房六層，浮選藥劑以自流的形式通過管路輸送至礦漿預處理器中。長距離輸送造成管路中藥劑殘留量較多，藥劑罐容積的有效利用率降低，管路中藥劑量流量偏小，難以實現浮選機的多點加藥，影響氣泡礦化的效果，距離最遠的A410浮選機藥劑量明顯不足。長距離輸送時管路堵塞的概率增大，尤其是春、秋季節更換浮選藥劑配方時，因管路中殘留藥劑過多，不同配方的藥劑反應形成絮狀固體堵塞管路，造成極大的工作量。礦漿預處理器藥劑添加漏斗內堵塞后，短時間內難以疏通，浮選藥劑只能直接添加在礦漿表面，難以實現礦漿與藥劑的充分混合，影響后續的浮選機整體工況。

1.3 浮選機二次浮選作業難以實現，精煤灰分偏高

因浮選精礦收集槽設計、安裝等問題，測量發現浮選精礦收集槽下料口較Ⅱ段浮選機入料口的高度差偏小，造成Ι段浮選精礦泡沫在收集槽中大量積聚，最終溢出收集槽。當開啟Ι段精礦收集槽排料閘閥時，Ⅱ段浮選槽內的礦漿會倒流，現場浮選機不能滿足正常生產需要，無法實現二次浮選作業。采用一次浮選作業時，浮選精煤灰分偏高，壓濾作業后的濾餅經過圓盤給料機后仍舊呈“團”狀或“餅”狀，不能滿足客戶的要求。

1.4 浮選系統設備故障率偏高，集中體現在浮選機攪拌電機與浮精壓濾機入料泵

浮選系統試運行期間，為降低浮選精煤灰分，過度降低各浮選槽攪拌裝置的進氣量，多次造成攪拌電機過載燒毀，浮選槽中礦箱堵塞，造成浮選系統紊亂而被迫停止使用。浮選系統的不穩定運行，造成浮選精礦池中液位變化過度頻繁，浮精壓濾機入料泵長時間處于空載狀態，同時入料泵采用冷卻水箱儲存循環水的方式冷卻，循環水濃度偏高且冷卻水箱使用不合理，多次造成入料泵機械密封損壞，影響浮精壓濾機的正常使用。

2 浮選系統工藝改造

選煤廠采取的應對措施：

2.1 改造浮選機的入料管路，完善浮選系統的生產工藝

在目前浮選系統生產工藝的基礎上，結合現有的浮選機入料管路，將A407、A408浮選機入料管從新、老廠房中間位置斷開并安裝液壓閘閥。將分級旋流器組溢流轉排至浮選入料池，將其與TBS精礦經粗煤泥脫水弧形篩分級后的篩下水混合，利用新增設的浮選入料泵（A402），將混合后濃度、灰分一致的煤泥水轉排至A407、A408兩臺浮選機。

將A402泵出料管路的三通繼續延伸，將其合并至A409、A410浮選機入料管的合適位置。在新敷設的浮選入料管的合適位置分別安裝液壓閘閥，將實現兩組浮選機的多種入料方式，同時減少系統獨生子設備的數量，避免因A401或A402入料泵故障時造成系統停機的問題。

2.2 完善浮選機的藥劑添加方式

將老廠房六層浮選藥劑罐移至新廠房樓頂，增大藥劑罐與礦漿預處理器的高度差，減小藥劑添加管路的管徑，縮短藥劑輸送的距離，提高藥劑罐的利用率。同時加強管理與監督檢查，減少藥劑管路與加藥漏斗堵塞的概率，采取多點加藥的方式，實現藥劑與礦漿的充分混合，提高浮選機的分選效果。

采用先進的現場總線技術，運用PLC編程控制器作為控制核心，由IPC主控機、模擬量輸入/輸出、開關量輸入/輸出模塊、濃度計、電磁流量計等檢測浮選機入料濃度與流量，根據浮選機入料礦漿的干煤量實時調節礦漿預處理器的藥劑添加量，降低藥劑損耗，保證浮選精煤質量。

2.3 改造浮選機Ⅱ段的入料管路，實現浮選機二次浮選作業

在目前浮選機精礦收集槽及出料管路的基礎上，重新測量核實收集槽出料口與Ⅱ段浮選機入料位置的高度差，在浮選機西側精礦收集槽的合適位置重新敷設安裝的出料管延伸至Ⅱ段浮選機入料收集槽，將原出料管的液壓閘閥徹底關閉。東側浮精收集槽的出料管路閘閥同樣關閉，利用原精礦收集槽的溢流口轉排至Ⅱ段浮選機入料收集槽。利用原敷設安裝的循環水管路，在浮選機各浮選精礦收集槽的上方位置安裝消泡水管路，保證收集槽內積聚的浮選精礦泡沫順利轉排至Ⅱ段浮選機收集槽，實現浮選機的二次浮選作業，降低浮選精煤的灰分。

在壓濾機濾餅下料溜槽內敷設安裝濾餅切割破碎裝置，進一步降低浮選精煤的粒度級。在重介精煤與浮選精煤輸送皮帶機機頭位置安裝混煤器，將經過圓盤給料機破損后的浮選精煤與重介精煤進一步混合，合理利用裝車倉上的配煤刮板，將浮選精煤均勻的摻配至各精煤產品倉中。同時改造浮精壓濾機入料泵的出料管路至沉降離心機，在入選原煤煤質變化較大的情況下降浮選精煤與洗混煤混合銷售，保證浮選作業的經濟效益。

2.4 降低浮選系統設備的故障率

針對浮選機各槽攪拌電機的故障原因，合理調整各槽攪拌裝置的充氣量，避免電流過高而毀壞電機。加強現場崗位人員的培訓管理，掌握浮選機藥劑量、充氣量、液位與浮選精礦質量間的動態平衡。加強現場人員的集控生產理念，及時根據浮選精礦池的液位變化調整浮選機、轉排泵及壓濾機間動態聯系。

在新廠房+18.3m位置安裝消防水緩沖箱，將冷卻水管路直接連接至泵冷卻水進口位置，將冷卻水出口通過特定的管路轉排至地坑。同時在消防水緩沖箱上安裝水位報警裝置，杜絕因冷卻水補充不及時造成的設備故障。

3 結語

選煤廠通過此次對浮選系統的生產工藝及設備的改造，提高了浮選系統的利用率，保證了浮選精煤產品質量，實現浮選精煤與重介精煤的混合銷售，創造了極大的經濟效益。

【參考文獻】

[1]謝廣元.選礦學[M].徐州：中國礦業大學出版社，2001.

[2]陳建中，沈麗娟，趙躍民.選礦機械才[M].徐州：中國礦業大學出版社，2012.

[責任編輯：楊玉潔]