石板選煤發電廠浮選藥劑的管控與成效

章永青，王永勝，林福錟

(1.重慶工程職業技術學院，重慶 江津 402260；2.四川達竹煤電(集團)有限責任公司 石板選煤發電廠，四川 達州 635015)

石板選煤發電廠浮選藥劑的管控與成效

章永青1，王永勝2，林福錟2

(1.重慶工程職業技術學院，重慶 江津 402260；2.四川達竹煤電(集團)有限責任公司 石板選煤發電廠，四川 達州 635015)

為解決石板選煤發電廠柴油用量偏高的問題，在對原因和生產現狀研究與分析的基礎上，采取了有針對性的措施：優化煤泥水處理系統結構，加強藥劑運輸管理，優化藥劑添加方式，改善循環水水質。經過工藝系統改造與優化，浮選入料粒度完全滿足要求，浮選稀釋水的水質達到要求，浮選藥劑耗量下降28個百分點，總精煤產率增加0.3個百分點，浮選精煤快灰穩定率增加9.33個百分點，取得了良好的經濟效益。

浮選藥劑；柴油；GF油；藥劑耗量

石板選煤發電廠(以下簡稱“石板廠”)重介分選系統于2007年10月改造完成，原煤洗選能力達到1.50 Mt/a。2009年石板廠對粗煤泥分選系統進行技術改造，采用干擾床分選機(TBS)分選脫除的1～0.25 mm粒級煤泥，使選煤工藝得到進一步完善。目前，石板廠原煤以預先脫泥方式入選，>0.5 mm粒級原煤采用雙供介無壓三產品重介質旋流器分選，1～0.25 mm粒級粗煤泥采用干擾床分選機分選，0.25～0 mm粒級細煤泥直接浮選，浮選尾煤濃縮壓濾脫水。

石板廠主要入選達竹公司下屬的金剛、斌郎與小河嘴煤礦原煤，同時外購部分可選性為易選的優質原煤，煤質具有低灰、低硫、低磷、粘結指數高等特點，主導產品為8-13級冶煉精煤，主要銷往武鋼、重鋼、達鋼等鋼鐵企業，中煤主要銷往華電、達州電廠等火力發電廠。石板廠入選原煤中高灰細粒含量在70%以上，浮選藥劑的選擇性相對較差，每年需消耗柴油250 t以上，GF油用量為17 t；與國內同類選煤廠相比，柴油用量偏高的問題尤為突出。在當前煤炭行業整體經濟效益大幅下滑的大環境下，為提高企業的生存與發展，需要大力開展節支降耗活動。為此，石板廠對降低浮選藥耗進行了深入研究，取得了一定的經濟效益。

1 藥耗偏高的原因

通過石板廠改造前的生產系統原則流程(圖1)可以看出：浮選入料由303#圓錐斜板沉淀池溢流、306#TBS分級旋流器溢流、328#濃縮旋流器組溢流、329#/330#精煤泥振動弧形脫泥篩篩下水及333#煤泥離心機離心液組成，浮選中的捕收劑、起泡劑分別為柴油和GF油。

圖1 改造前的生產系統原則流程Fig.1 Basic coal washing process flowsheet before renovation

研究分析發現，導致石板廠藥耗偏高的主要因素包括：浮選入料中的粗顆粒含量、浮選藥劑運輸與添加環節、循環水的水質。

1.1 浮選入料中粗顆粒含量的影響

在實際生產過程中，306#、328#兩組旋流器的溢流、329#/3303精煤泥振動弧形脫泥篩的篩下水、333#精煤泥離心機的離心液均存在間斷性“跑粗”的問題。當浮選入料中粗顆粒含量較多時，浮選司機必須加大浮選藥劑用量，以回收其中的粗精煤。這必然導致浮選藥耗偏高，同時部分粗顆粒損失在尾礦中，不但造成精煤損失，而且影響尾煤壓濾效果[1]。

1.2 浮選藥劑運輸環節的影響

自石板廠投產以來，浮選藥劑采用的運輸方式為：將浮選藥劑從油庫領出，并裝入50 L的塑料油桶內；采用人工將油桶運送到舊廠房底樓的提升孔，通過電動葫蘆將其提升到舊廠房頂樓；通過一個注油口分別將柴油、GF油添加到對應的藥劑桶內。由于從油庫到藥劑桶的距離在500 m以上，且途中運輸矸石、原煤、粉煤灰標磚的車輛較多，管理難度較大，存在一定的安全隱患；如果運輸管理環節稍有疏忽，則可能導致藥劑被盜；此外，通過一個注油口分別添加柴油和GF，存在藥劑混裝的風險，嚴重威脅浮選操作的正常進行[2]。

1.3 浮選藥劑添加環節的影響

浮選藥劑用量的控制對浮選效果的影響至關重要：如果藥劑用量過大，則浮選精煤中的雜質過多，導致精煤質量達不到要求；如果藥劑用量過小，則有部分精煤損失到尾煤中，導致精煤產量下降[3]。

石板廠浮選司機通過人工加藥方式將浮選藥劑加入礦漿準備器和浮選機內，并通過手動調節閥門開度來實現對藥劑用量的控制，但該方式存在諸多不利影響：①浮選司機依靠操作經驗添加藥劑，加藥時存在很大的隨意性和盲目性，藥劑用量難以有效控制；②無法根據入浮煤泥量的變化及時調整藥劑用量，存在一定的滯后性；③藥劑直接從藥劑箱給入浮選機，其與入浮煤泥混合不均勻，導致藥劑浪費嚴重；④藥劑添加存在很大的隨意性和盲目性，不能分班計量。

1.4 循環水水質的影響

生產實踐表明：浮選入料的最佳入浮濃度在80～100 g/L之間。在實際生產過程中，為了確保浮選入料的入浮濃度穩定在最佳值范圍內，通常通過增減循環水的用量來調節。當浮選入料的入浮濃度過高時，需要補充循環水來降低其濃度；由于601#濃縮池溢流攜帶的泡沫較多，補充的循環水中高灰細粒物較多，也會影響煤泥浮選效果。

2 浮選藥劑的管控

在石板廠其他工藝系統實現自動化控制的情況下，實現浮選工藝系統的自動化與精確控制，對于提高選煤自動化水平尤為重要。因此，需要對浮選工藝系統進行完善，以降低浮選藥劑用量，提高浮選精煤的數質量。

2.1 優化煤泥水處理系統結構

根據現場實際情況，將事故池底流通過泵打入341#高頻篩，以回收其中的粗顆粒；高頻篩的篩上物作為矸石，篩下水進入601#濃縮池，根據事故池內的煤泥量確定系統的運行方式。將306#TBS分級旋流器溢流、328#濃縮旋流器組溢流及329#/330#精煤泥振動弧形脫泥篩篩下水引入303#斜板沉淀池(生產系統不“跑粗”時，其直接進入浮選入料桶)，333#煤泥離心機離心液進入精煤磁選尾礦桶，具體原則流程圖如2所示。

圖2 改造后的生產系統原則流程

在工程實施過程中，為了解決303#斜板沉淀池流量過大而溢流“跑粗”到浮選系統的問題，借鑒沉淀塔的結構設計，在斜板沉淀池溢流堰的內側安裝了一個采用鐵板制作的周長為18 m、高度為0.4 m的圓形穩流板(圖3)，目的是減少液面波動，提高分級效果。

圖3 圓形穩流板安裝示意圖Fig.3 Sketch showing the installation of circular stabilizer plate

煤泥水處理系統優化后的浮選入料粒度組成見表1。由表1可知：浮選入料中>0.5 mm粒級產率由3.16%降到0.46%，下降了2.70個百分點，能夠滿足浮選入料對粒度的要求。

2.2 加強藥劑運輸管理

為了防止柴油與GF油裝混，新增一個注油口，柴油、GF油分別通過專用注油口加入對應的浮選藥劑桶，并為注油口加鎖。需要添加某種藥劑時，操作人員向選煤車間值班管理人員索要鑰匙，經值班管理人員現場核實后方可添加。此外，對浮選藥劑運輸方式進行優化，油庫的柴油通過管道采用WCB73型齒輪泵打入舊廠房+22.2 m層的柴油桶內。優化后的浮選藥劑桶結構示意圖見圖4。

表1 浮選入料粒度組成

2.3 優化藥劑添加方式

根據國內自動加藥技術的發展狀況，結合石板廠入浮煤泥量大、<0.074 mm粒級物料產率高(在60%以上)的特點，決定采用浮選藥劑自動添加、乳化系統對浮選加藥系統進行優化。通過分析與比較，確定選用FJR120浮選藥劑自動添加系統。該系統可以滿足兩臺浮選機的加藥需求，具有定量加藥、自動添加及乳化功能[4-9]。

該系統于2014年底投入試運行，實現了藥劑的自動添加，不僅節省了一定浮選藥劑，且使工人勞動強度大幅降低，精煤質量穩定且產量提高。加藥方式優化前后的現場數據對比結果(表2)說明：在保證浮選精煤和浮選尾煤質量的條件下，藥劑用量由50 L/h降到40 L/h，藥劑用量明顯降低。

圖4 優化后的浮選藥劑桶結構示意圖

表2 加藥方式優化前后的現場數據對比結果

為確保該系統運行正常，在藥劑儲存罐入口處增設除雜裝置，并增加乳化用水的液面自動穩定裝置，以確保乳化用水的壓力穩定。

2.4 改善循環水的水質

為了改善循環水的水質，一方面在沉淀塔周邊安裝鋸齒形的溢流堰，另一方面在601#濃縮池周邊安裝采用廢舊膠帶制成的攔泡裝置(圖5)。該裝置距離濃縮池內圈300 mm，水面以上高度為400 mm，水面以下尺寸為100 mm，并將電廠多余的熱水引入濃縮池，以提高消泡效果[10]。此外，為了確保循環水的水質滿足要求，在現場安裝了一臺濁度儀，洗煤工段長、集控員可以隨時通過集控電腦查看水質情況，有利于及時處理現場異常情況。

圖5 601#濃縮池攔泡裝置安裝圖

經此改造與優化后，確保了從601#濃縮池周邊溢流出來的循環水中不存在泡沫，且其濃度低于0.5 g/L，這為煤泥脫泥、產品脫介、浮選添加稀釋水提供了較好的物質保證。

3 管控成效

經過一系列改造與優化后，浮選入料粒度完全滿足要求，稀釋水水質可以達到要求的標準，浮選藥耗降低，浮選效果明顯提高。工藝系統優化前后的浮選技術指標對比結果見表3。

表3 工藝系統優化前后的浮選技術指標對比結果

由表3可知：與工藝系統優化前相比，浮選精煤灰分下降0.07個百分點，柴油用量下降29%，GF油用量下降17%，浮選藥劑總量下降28%；尾煤灰分增加1.57個百分點，總精煤產率增加0.3個百分點，浮選精煤快灰穩定率增加9.33個百分點。經粗略計算，每年產生的經濟效益總和在400萬元以上。

4 結語

在當前煤炭市場整體經濟效益欠佳的大環境下，企業的生存與發展必須依靠技術改造與工藝優化，進而實現企業經濟效益的提升，以提高企業抵抗市場風險的能力。石板廠工藝系統改造與優化工程投入近70萬元，使工人作業環境得到改善，勞動強度降低，生產效率提高，生產成本下降，成效顯著，每年可獲得400余萬元的經濟效益。

[1] 曾 凡.降低藥耗提高浮選效果的某些措施[J].選煤技術，1983(4)：32-33.

[2] 侯贊學，陳修奇.新巨龍選煤廠降低浮選藥耗的措施[J]. 潔凈煤技術，2013, 19(5):14-15.

[3] 張永坤.關于降低直接浮選藥耗的探討[J]. 黑龍江科技信息，2012(7):4.

[4] 李 密，劉振興，王 軍. 浮選自動加藥系統設計與實現[J]. 自動化應用，2015(6):52.

[5] 李 璐，董志勇，王然風.選煤廠浮選自動加藥專家系統的設計與實現[J].煤炭工程，2013, 45(11):16-18.

[6] 王曉坤，左 泉，張衛軍.浮選加藥操作自動控制系統在大屯選煤廠的應用[J].選煤技術，2013(4)：71-74.

[7] 呂文豹.望峰崗選煤廠浮選自動加藥系統的研究[D].淮南：安徽理工大學，2013：8,10.

[8] 鐘 剛，王 東，修德江. 浮選加藥自動控制系統[J]. 礦業工程，2012,10(2):37-38.

[9] 李巋然，趙永剛，王曉坤，等.浮選自動加藥控制系統在回坡底選煤廠的應用[J].選煤技術，2012(3):70,72.

[10] 劉永康. 選煤廠耙式濃縮機消泡系統的設計與實踐[J]. 山西焦煤科技，2006(9):45-46.

Practice of management and control of flotation reagents and achievements obtained at Shiban Coal Preparation Power Plant

ZHANG Yong-qing1, WANG Yong-sheng2, LIN Fu-tan2

(1. Chongqing Institute of Engineering Vocational Technology, Jiangjin 402260, Chongqing, China; 2. Shiban Coal Preparation Power Plant, Sichuan Dazhu Coal & Electricity (Group) Co., Ltd., Dazhu 635015, Sichuan, China)

Shiban Coal Preparation Power Plant is confronted with the trouble of operating with an excessively high consumption of diesel oil. Based on an analysis of the cause and the existing operation conditions, a series of specific countermeasures are adopted. These include, among others, optimization of slurry treatment system, tightening of management in handling of flotation reagents, optimization of reagent dosing mode and improvement of quality of circulating water. Practice shows that the renovation and optimization of the technological process has led to more consistent feed size, much improved quality of dilution water, reduction of total consumption of flotation reagents by 28 percentage points, an increase of total flotation concentrate ratio by 9.33percentage points, bringing forth, therefore, a favorable economic result for the plant.

flotation reagent; diesel oil; GF oil; consumption of reagent

1001-3571(2016)04-0041-04

TD943

B

2016-05-11

10.16447/j.cnki.cpt.2016.04.011

章永青(1964—)，男，浙江省新昌縣人，教授，從事選礦專業的教學與科研工作。

E-mail：278634027@qq.com Tel：13908374368

章永青，王永勝，林福錟. 石板選煤發電廠浮選藥劑的管控與成效[J]. 選煤技術，2016(4)：41-44,54.