LWZ型沉降過(guò)濾式離心機(jī)在應(yīng)用中的工藝優(yōu)化

李春樂(lè)

摘 要：介紹了LWZ型沉降過(guò)濾式離心機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)、工作原理和優(yōu)點(diǎn)；在大遠(yuǎn)洗煤廠使用過(guò)程中，為降低沉降過(guò)濾式離心機(jī)精煤產(chǎn)品水分而進(jìn)行的一系列工藝優(yōu)化；對(duì)工藝優(yōu)化前后的精煤水分進(jìn)行了對(duì)比。

關(guān)鍵詞：離心機(jī)；水分；工藝優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TB 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2018.06.084

0 引言

大遠(yuǎn)洗煤廠隸屬于冀中能源峰峰集團(tuán)山西大遠(yuǎn)煤業(yè)有限公司，位于山西省忻州市靜樂(lè)縣杜家村鎮(zhèn)，于2004年5月建成投產(chǎn)。大遠(yuǎn)洗煤廠自2013年起交由邯鄲洗選廠山西大遠(yuǎn)事業(yè)部管理運(yùn)營(yíng)，并先后于2014年3月和2015年12月進(jìn)行了兩次技術(shù)改造，最終形成了脫泥無(wú)壓三產(chǎn)品重介選、粗煤泥CSS分選機(jī)分選、煤泥二次浮選和尾煤壓濾回收的聯(lián)合生產(chǎn)工藝，處理能力達(dá)到120萬(wàn)t/a，主打產(chǎn)品為十級(jí)1/3焦精煤。大遠(yuǎn)洗煤廠入洗原煤中煤泥含量高達(dá)45%，總精煤產(chǎn)品中浮選精煤的比例將近50%，為降低浮選精煤水分，該部分物料采用LWZ（AII）型沉降過(guò)濾式離心機(jī)和快開(kāi)式隔膜壓濾機(jī)的二次脫水工藝，其中沉降離心機(jī)的脫水效果對(duì)總精煤產(chǎn)品水分起著決定性影響。

1 沉降過(guò)濾式離心機(jī)工作原理與優(yōu)點(diǎn)

1.1 工作原理

LWZ（AII）型離心機(jī)是一種連續(xù)處理物料的固液分離設(shè)備。煤漿通過(guò)入料管進(jìn)入螺旋體內(nèi)，再經(jīng)過(guò)螺旋體的出料口分配到轉(zhuǎn)鼓內(nèi)。在離心力作用下，煤漿中的固體顆粒迅速沉淀在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上，水和微細(xì)顆粒從轉(zhuǎn)鼓大端溢流口排出，即為離心液；沉降在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上的煤顆粒由螺旋輸送到過(guò)濾段，經(jīng)過(guò)濾段再次脫水后由轉(zhuǎn)鼓小端排料口排出，即為脫水產(chǎn)物。離心機(jī)連續(xù)生產(chǎn)兩種產(chǎn)品：脫水產(chǎn)物和離心液。透過(guò)篩網(wǎng)的過(guò)濾液可作為循環(huán)料重新進(jìn)入離心機(jī)處理。

1.2 離心機(jī)簡(jiǎn)圖及主要參數(shù)

1.2.1 離心機(jī)簡(jiǎn)圖

1.2.2 主要參數(shù)

型號(hào)：LWZ1100×1800AII；產(chǎn)品水分：14%～24%；

處 理 量：20t/h～40t/h；主動(dòng)電機(jī)：Y315L1-4 160kW；

入料濃度：20%～40%。

1.3 使用優(yōu)點(diǎn)

（1）產(chǎn)品水分更低、傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單、易磨損件使用壽命長(zhǎng)。

（2）入料更加連續(xù)穩(wěn)定，保證精煤產(chǎn)品水分的穩(wěn)定性。

（3）控制系統(tǒng)高智能化，減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)效率。

2 存在問(wèn)題與優(yōu)化措施

2.1 存在問(wèn)題

大遠(yuǎn)洗煤廠浮選精煤脫水工藝為沉降過(guò)濾式離心機(jī)和快開(kāi)式隔膜壓濾機(jī)的二次脫水工藝，如圖2所示。在生產(chǎn)中沉降離心機(jī)存在如下幾個(gè)問(wèn)題：

（1）沉降離心機(jī)是大遠(yuǎn)洗煤廠浮選系統(tǒng)改造期間的新增設(shè)備，由于廠房空間的局限性，其安裝位置在浮選機(jī)下層平面偏東位置。浮選機(jī)刮出的精礦直接自流入沉降離心機(jī)，總跌落高差僅為1.75米且連接管道角度較小，從而經(jīng)常出現(xiàn)自流下料不暢，浮選機(jī)精礦溜槽冒料的現(xiàn)象。

（2）沉降離心機(jī)對(duì)于入料的流量和濃度都有較高的要求，超出限制時(shí)脫水效果很難得到良好體現(xiàn)。在實(shí)際生產(chǎn)中，入洗不同性質(zhì)原煤時(shí)浮選精礦的流量、濃度都不十分穩(wěn)定，離心機(jī)產(chǎn)品水分也產(chǎn)生較大波動(dòng)。浮選精礦量大時(shí)，離心機(jī)扭矩可在600N·m以上，產(chǎn)品水分在18%以下，相對(duì)較低。精礦量小時(shí)，離心機(jī)扭矩?cái)?shù)值只有180～200N·m，此時(shí)離心機(jī)產(chǎn)品呈稀糊狀，水分高達(dá)28%—30%，非常不理想。

（3）大遠(yuǎn)洗煤廠煤泥，-320目部分在35%—40%之間，沉降離心機(jī)水分平均為20.4%，自身水分很難再有下降空間。并且離心液濃度一直很高，對(duì)下游壓濾機(jī)脫水效果也造成不小的影響。

2.2 優(yōu)化措施

針對(duì)存在的問(wèn)題，采取了如下優(yōu)化措施：

（1）增加沉降離心機(jī)入料緩沖系統(tǒng)。制作沉降離心機(jī)入料緩沖桶，桶頂密封并在一端制作溢流槽，生產(chǎn)中大量泡沫隨溢流進(jìn)入精煤壓濾機(jī)入料池，桶底高濃度物料通過(guò)兩臺(tái)渣漿泵給入沉降離心機(jī)。當(dāng)精礦量波動(dòng)時(shí)，通過(guò)控制緩沖桶液位使沉降離心機(jī)來(lái)料保持穩(wěn)定，在浮精量過(guò)大時(shí)，溢流進(jìn)入壓濾機(jī)系統(tǒng)確保了生產(chǎn)連續(xù)暢通，該緩沖系統(tǒng)兼緩沖存料、排氣消泡、穩(wěn)定入料為一體，很好的解決了因來(lái)料不穩(wěn)造成的離心機(jī)水分波動(dòng)問(wèn)題。

大遠(yuǎn)洗煤廠入洗量最高200t/h，其中煤泥含量（干重）約35%，計(jì)算精礦流量為130m3/h，再加入摻粗流量約30 m3/h，該緩沖桶在設(shè)計(jì)時(shí)考慮寸料時(shí)間為5分鐘，則其最小容積為（130+30）×5÷60=13.3m3。最終根據(jù)廠房層高及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況制作緩沖桶規(guī)格為高2.2m，直徑2.8m，體積13.5m3。

（2）對(duì)離心機(jī)的入料進(jìn)行摻粗。大遠(yuǎn)洗煤廠浮選精煤中極細(xì)粒級(jí)物料比例高，從表1中可看出，+40目不到1%，而-320目超過(guò)40%，極細(xì)粒度對(duì)沉降離心機(jī)造成很大影響。對(duì)此采取了將部分精煤磁選尾礦通過(guò)振動(dòng)弧形篩脫灰后摻入浮選精礦中的措施，以調(diào)整沉降離心機(jī)入料的粒度組成。精磁尾原工藝流程為通過(guò)0.35mm弧形篩后進(jìn)入煤泥離心機(jī)脫水，水分在12%左右。摻粗時(shí)主要考慮到精磁尾礦漿本身的灰分不高，約14%-15%，通過(guò)振動(dòng)擊打弧形篩脫水的同時(shí)起到脫灰作用，最終摻粗的粗粒級(jí)物料灰分僅為10.41，能夠達(dá)到摻粗的灰分要求。精磁尾摻粗部分粒度組成見(jiàn)表2。

生產(chǎn)中，經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)摻粗的流量，在不同摻粗比例時(shí)分析摻粗后沉降離心機(jī)水分和摻粗前兩產(chǎn)物各自脫水的計(jì)算水分得到表3。

從表3中可看出第3組數(shù)據(jù)是摻粗后水分降低且降幅最明顯的一組，即為摻粗的最佳比例，該組的摻粗流量在30 m3/h左右，此時(shí)沉降離心機(jī)入料的粒度組成見(jiàn)表4。

3 優(yōu)化效果

（1）緩沖系統(tǒng)投入使用后，收效顯著。在使用過(guò)程中，桶頂端的溢流槽僅有少量泡沫溢出，浮選量很大時(shí)浮選機(jī)溢流槽也沒(méi)有出現(xiàn)冒料現(xiàn)象。離心機(jī)改為渣漿泵給料后，入料流量得到保證，同時(shí)緩沖桶底部物料的濃度高、氣泡少，更有利于提高沉降離心機(jī)的脫水效率。

（2）摻粗環(huán)節(jié)使沉降離心機(jī)入料的粒度組成達(dá)到最佳，并且摻粗在調(diào)整到最佳比例后，扭矩持續(xù)穩(wěn)定在400～500N·m之間，沉降離心機(jī)精煤產(chǎn)品平均水分保持在16%左右。

通過(guò)計(jì)算可以得出，對(duì)離心機(jī)工藝優(yōu)化后，精煤水分大幅降低近2個(gè)百分點(diǎn)。我們對(duì)實(shí)際銷售的精煤進(jìn)行采樣，水分基本穩(wěn)定在12%左右，低于銷售合同要求，起到了工藝優(yōu)化的目標(biāo)。

（3）工藝優(yōu)化前，精煤產(chǎn)品水分較高，大遠(yuǎn)煤礦銷售每車精煤（40噸），需要額外抵加3噸精煤。改造后，降低了精煤產(chǎn)品水分，銷售每車精煤只需抵加2.5噸精煤。每車精煤為礦方帶來(lái)了0.5噸精煤的效益，約230元。

現(xiàn)大遠(yuǎn)礦洗煤廠原煤每月入洗量約為3萬(wàn)噸，按40%的回收率計(jì)算，每月生產(chǎn)精煤1.2萬(wàn)噸，每月銷售約280車精煤。通過(guò)計(jì)算每年帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益約為772800元。

在經(jīng)過(guò)增加緩沖系統(tǒng)、對(duì)沉降過(guò)濾式離心機(jī)入料進(jìn)行摻粗等一系列工藝優(yōu)化后，成功的降低了精煤產(chǎn)品的水分，提高了精煤質(zhì)量，每年都可為礦方帶來(lái)近80萬(wàn)元的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)束語(yǔ)

LWZ1100×1800AII型沉降過(guò)濾式離心機(jī)在大遠(yuǎn)洗煤廠投入使用的幾個(gè)月中，沒(méi)有出現(xiàn)大的故障，總體運(yùn)行情況較好。在進(jìn)一步采取工藝優(yōu)化后，保證了離心機(jī)入料的連續(xù)穩(wěn)定，提高了脫水效率，沉降離心機(jī)精煤產(chǎn)品水分穩(wěn)定在16%左右，總精煤水分較之前降低了2%，以微小的投入得到較大成果，為企業(yè)節(jié)約了開(kāi)支，提高了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，達(dá)到了以產(chǎn)促銷的目的，為同類型洗煤廠進(jìn)行工藝優(yōu)化提供了借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

[1]張寧，劉東紅.離心機(jī)在處理污泥上的應(yīng)用分析[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2013，（7）.