選煤廠降低介耗的措施及實踐

馬建鋼

（陽泉煤業集團新景礦洗煤廠， 山西 陽泉 045000）

1 概述

某選煤廠主要應用重介選煤技術，該技術具有分選精度高、操作簡單、應用廣泛的優點。其中重介選煤廠中的一項關鍵性的指標是介耗。選煤廠現在最需要解決的一項問題是在確保精煤產率以及質量的前提下如何降低介耗。

2 對介耗的分析

2.1 降低介耗的重要性

通過表1該選煤廠2016年前三個季度生產情況統計表可得出：當原煤灰分相近時，平均介質消耗的量為1.79 kg/t，與一些不脫泥入選的選煤廠相比介質消耗較高。由此可得出通過降低介耗能夠更好地提高產效，降低生產成本。

表1 2016年前三個季度生產情況統計

然而在生產過程中，介耗高不僅會提高選煤廠生產的成本，而且會對重介質精煤的產率有一定程度的影響。

重介精煤實際灰分λ：

式中：λ0為重介精煤要求灰分；λ1為重介質灰分；Y0為重介精煤產率；Y1為重介質產率。由式（1）可知：當 λ0、λ1、λ 這三個值固定不變時，若 Y1升高，則 Y0降低。通過該分析可知，介耗的增加會對洗選成本和精煤產率造成不利影響。即通過降低精煤灰分（一定會導致精煤產率的降低）來增加介質灰分。因此在解決介耗高問題時，要同時考慮生產成本和精煤產率二者間的關系。

2.2 介耗原因

在選煤廠生產的過程中，介耗的組成有兩部分，管理損失以及技術損失。

2.2.1 管理損失

介質在轉運過程中，先在介質庫門口進行卸料，然后通過鏟車以及工作人員運送到介質庫內，這樣就會或多或少的造成損失。然而因為介質庫的容量有限，會致使部分多出來的介質堆放在露天的地方，如果遇到雨雪天氣的話會導致一定的損失。還有因為原煤中矸石的量較大以及矸石塊硬度較高，會對設備及管路產生一定的磨損，若發生管路泄漏的情況，則會造成介質的管理損失。

2.2.2 技術損失

2.2.2.1 旋流器入料不均

洗選車間所選用的無壓給料三產品重介旋流器的原煤入洗能力為680～720 t/（h·臺），通過原煤皮帶給兩臺旋流器同時進行送料，并經分煤板將原煤給這兩臺機器中。

圖1是旋流器入料的斷面示意圖，其中圖1-1和圖1-3代表的是旋流器入料時未均勻分料的情況，若出現該種情況，則容易造成系統負荷過大，進而引起脫介篩、直線振動篩物料層厚度過大，致使產品脫介成效較差，產品攜帶著大量的介質；圖1-2是理想狀態下的原煤分料均勻，旋流器在一個平衡的情況。

圖1 旋流器入料斷面示意圖

表2 圖1-1條件下直線振動篩料層厚度統計表 mm

下頁表2是在圖1-1原煤分料不均勻情況下，各系統所對應的直線振動篩厚度統計表。由表2可知，在旋流器運行載荷不均衡的情況下，脫介篩篩上的物料層厚度會出現很大的差別。當厚度過大時，脫介效果也相對較差，造成產品中攜帶有一些介耗，其中產品中的介耗也因此增加，從而產品的質量也受到了一定的影響。

2.2.2.2 弧形篩分料不均

重介系統分料箱通過管道下料，受到排料口較大余壓的影響，物料能夠較快地進入弧形篩。通過圖2可以發現，因為弧形篩內入料速度太快，造成一些原料進入到弧形篩末端的透篩后又出現了飛出篩面的現象，通過圖2中的“顆粒運動的軌跡”可以看到其運動情況，導致脫介效果不佳；此外，由于入料速度過快造成入料點偏下，以致弧形篩的有效使用面積減小，最終導致了弧形篩脫介效率降低。

圖2 弧形篩改造前入料示意圖

3 解決方法

3.1 管理方法

通過制定一些相關的管理方法來進一步減少介質在進廠、存放、球磨以及生產過程中的損耗。介質運輸到選煤廠后先對其質量進行稱量，并抽取部分樣品進行采樣化驗，嚴把質量關。介質存放環境良好，防止風吹雨淋。在生產過程中要按照磨礦車間的有關操作流程執行。在生產過程中需對旋流器的易磨損部位進行不定時檢查，防止在生產過程中出現故障而造成停機。停機時嚴格按照規程進行操作，介質桶液位保持在合理位置。加強對管道的檢修維護。

3.2 技術改進

3.2.1 對機頭調煤板的改進

圖3 調煤板正視圖

圖4 調煤板側視圖

在現有重介旋流器來料原煤帶式輸送機機頭調煤板的基礎上設計輕便無級驅動機構-創新調煤板，如圖3、圖4所示。調煤板主要進行圓周運動，通過對其施加與其運動方向相垂直的力來進行調節。兩個轉動軸（圖4中A、B）與調煤板運動方向保持垂直關系，對手輪進行轉動即可實現調煤板自由轉動。通過翻煤板可將煤矸量較大側的煤矸石翻轉到反向側。

3.2.2 對弧形篩入料的改進以及增設導流板

經過長期對弧形篩結構以及運行情況的研究分析，對現有的弧形篩進行了改進，增加了弧形篩導流板。如圖5所示，在弧形篩上增加了上導流板及下導流板。

圖5 弧形篩改造后的入料示意圖

結合選煤廠生產實踐，對導流板的尺寸進行了不斷改進，最后確定了導流板采用普通碳素鋼板材質，長×寬×厚為4 200 mm×300 mm×5 mm。改進后的顆粒運動軌跡如圖5所示，通過該改進防止了原弧形篩篩下物易發生向上翻料和飛濺的情況。與改進前相比，改進后的方案入料點發生上移，弧形篩有效使用面積得到增加。通過相關計算，改進后弧形篩的有效使用面積增幅達到30%～35%。而導流板的使用使弧形篩入料更加均勻，防止了因為入料不均而造成弧形篩磨損相對嚴重的問題，最終使其使用壽命得到延長。通過該改進方案，將弧形篩篩面利用率低、竄料等情況得到改善，弧形篩脫泥脫介效果得到質的提升，實現了高效生產，介耗有效降低。

4 結果分析

4.1 改造效果

通過加強介質使用管理及對洗選設備從技術上進行改造，該選煤廠生產狀況得到有效改善，介耗得到顯著降低，表3為改進工藝后2017年前三季度生產情況統計表。

表3 2017年前三季度生產情況統計

表4為某選煤廠改進后2017和改進前2016年3個季度的介耗對比結果。改進后的平均煤介耗降低了0.55 kg/t，產品帶走介質現象得到明顯改善。

4.2 經濟效益

該礦全年入選原煤6.00 Mt，介質市場價為1 000元/t，一年可為選煤廠帶來330萬元的經濟收益。由此可發現改進后的選煤廠的生產成本下降了，經濟效益得到了顯著提高。

表4 2016年和2017年介耗對比表

5 結論

選煤廠中介質消耗是一項關鍵性的經濟技術指標，不但影響著生產成本以及重介精煤產率，而且也反應了選煤廠的技術管理水平。該選煤廠通過加強對介質的管理、改進重介旋流器入料帶式輸送機機頭，改造弧形篩結構等措施，介耗下降了，選煤廠的經濟效益得到了大幅提升。