斜溝煤礦選煤廠控制介耗的措施

劉小會

(山西西山晉興能源有限責任公司 斜溝煤礦選煤廠，山西 興縣 033602)

斜溝煤礦選煤廠隸屬于西山晉興能源有限責任公司，位于山西省呂梁地區興縣縣城以北50 km的魏家灘鎮，是一座處理能力15 Mt/a的現代化礦井型煉焦煤選煤廠，分兩期建設安裝，現一二期系統均已投入生產運行。主要分選工藝流程為：150～50 mm塊煤重介質淺槽排矸，50～1.2 mm末煤有壓兩產品重介質旋流器粗精選，1.2～0.2 mm粗煤泥(分級旋流器底流)進入TCS分選機分選，0.2～0.045 mm細煤泥(濃縮旋流器底流)沉降離心機脫水回收，小于0.045 mm極細煤泥快開壓濾機脫水回收。

斜溝煤礦選煤廠共有末煤粗精選重介質旋流器介質系統及塊煤淺槽介質系統共14套。介質循環和凈化主要流程為：溢流脫介篩下的合格介質，分流后部分進入稀介質桶，絕大部分與底流脫介篩下的合格介質一起返回到合格介質桶，繼續循環使用；稀介質桶的稀介質經泵打到磁選機磁選回收，磁選精礦進入合格介質桶中循環使用。合格介質泵上料管上設有密度計，介質桶設有液位計，通過PLC形成PID回路，自動調節補水閥和分流機構，實現分選密度的自動調節，確保分選密度穩定并便于調節[1]。

1 介質系統存在的問題

1.1 固定篩預脫介系統串介嚴重

斜溝選煤廠末煤采用有壓兩產品重介質旋流器粗精選工藝，50 mm以下原煤經過脫泥篩脫泥后進入混料桶，經混料泵打入重介質旋流器進行分選。分選后，高密度物經底流口排出，低密度物經溢流管排出，其中溢流循環懸浮液占總懸浮液的70%～80%，這部分懸浮液在進入脫介篩前首先要經過固定篩板進行預先脫介，固定篩板脫介占總介質量的70%[2]。通過現場調研，粗選旋流器溢流流速過快，物料流經固定篩面時脫介時間短，有效脫介面積小，預脫介效果不理想，致使粗選精煤帶有大量介質進入精選混料桶，從而導致粗選合格介質桶的桶位降低(必須通過添加介質來保持桶位的穩定)。精選合格介質桶的桶位和密度持續升高，直接導致精選密度失調和精煤灰分超標，制約了選煤廠的正常生產。

1.2 合格懸浮液分流量過大

介質分流系統是重介質選煤生產過程中不可缺少的工藝，其主要作用是增加合格懸浮液的密度或降低合格懸浮液中的煤泥量，將一部分濃懸浮液通過分流裝置分流到稀懸浮液系統，經磁選機回收后排除稀懸浮液中的煤泥和水分，使合格懸浮液中的煤泥量控制在一定范圍內，以保證合格懸浮液的密度和粘度，確保重介質分選系統的分選效果。因此能否按照生產需要及時分流煤泥，對重介質選煤系統能否正常工作起著舉足輕重的作用[3]。斜溝選煤廠使用的分流管直徑220 mm，并與脫介篩篩下漏斗一體，位于合格介質段前，其結構如圖1所示。

圖1 介質分流機構示意

在生產過程中，經常出現稀介質桶桶位過高，磁選機回收效果差、跑介嚴重，粗選合格介質密度無法提高的現象。經分析發現，由于分流管直徑大，閥門開度不能控制，打分流時間長短難以把控，使得大量的合格介質進入稀介質桶，磁選機超負荷運行，入料濃度過大而導致磁選機回收效果差[4]，直接影響了懸浮液密度的穩定，引起產品質量的波動，嚴重制約了選煤廠的正常生產。

1.3 粗選系統磁選機尾礦帶介

在生產中，末煤粗選系統要求分選密度在1.7 kg/m3左右，末煤精選系統分選密度在1.45 kg/m3左右。為保證粗選系統有較高的分選密度，集控室打分流較多，分流到稀介質桶的介質濃度高，分流時間過長，造成粗選磁選機入料濃度大，磁選機回收效果差，介質進入磁選尾礦，出現跑介現象[5]。經統計，日常添加總介質量的75%在粗選系統。斜溝煤礦選煤廠粗精選系統懸浮液凈化回收系統流程如圖2所示。

圖2 斜溝選煤廠粗精選系統懸浮液凈化回收工藝示意

2 對介質系統進行的改造

2.1 調整固定篩預脫介系統出料端篩板傾角

將精煤和粗精煤固定脫介篩出料端篩板傾角由0°提高到8°，使得混料中的合格介質流速減慢，增加了懸浮液在固定篩預脫介系統的停留時間，在不影響下料的前提下提高了預脫介效率，從而使得粗選溢流中的介質不再進入精選混料桶，穩定了粗選合格介質桶的桶位以及精選密度和精煤灰分。

2.2 改造合格懸浮液分流閥

為了解決打分流時合格介質進入稀介質回收系統的量過大，導致磁選機入料濃度過大，磁選機尾礦跑介嚴重的問題，把原來不能調整開度的分流閥更換成能通過集控來控制閥門開度的分流閥，從而可根據磁選機的回收效果調整單位時間的分流量，使回到稀介質桶中的合格介質懸浮液量得到有效合理的控制，磁選機入料濃度也得到了合理控制，保證了磁選機的回收效果，減少了尾礦帶介量，從而降低了介質損耗[6]。

2.3 加裝返回粗選稀介質系統的回流管路

在磁選尾礦管路上引一根管路(其加裝閥門)入精選稀介質桶，通過閥門的開度將部分粗選磁尾礦引入精選稀介質桶進行磁選機二次介質回收。這樣既可使精選稀介質系統桶位穩定，保證了精選磁選機的回收效果[7]，又使粗選系統未得到回收而進入尾礦損失的介質實現二次回收，回收后的合格介質通過精選引回流管回流至粗選稀介質桶，從而保證了粗選合格介質的桶位、密度的穩定，降低了介質的損耗。改造后的粗、精選系統懸浮液凈化回收系統如圖3所示(虛線為后改造加裝管路)。

圖3 改造后的斜溝選煤廠粗精洗系統懸浮液凈化回收工藝示意

3 改造效果

斜溝選煤廠通過改變脫介篩傾角，徹底解決了粗選介質串到精選的問題，杜絕了因串介導致的粗精選合格介質桶液位不穩定現象[8]；通過改造分流閥，使得分流量更加容易控制，提高了磁選機回收效果，既保證了正常生產，穩定了產品質量，又降低了介質損耗；通過改造粗選磁選機尾礦到精選稀介桶二次回收及加裝精選合格介質回粗選稀介質系統回流管路，有效降低了粗選系統磁選機跑介情況，降低了洗選成本，提高了生產效率，同時減少了現場崗位司機的勞動強度。

改造前后磁選機工藝效果對比見表1、表2。對改造前后介質消耗統計結果見表3。

表1 改造前磁選機工藝效果評價

表2 改造后磁選機工藝效果評價

表3 改造前、后噸煤介耗對比

由表1和表2對比可看出，通過改造，提高了粗精選磁選機的磁選效率，有效降低了介質消耗。由表3可以看出，改造后噸原煤介耗由原來的1.6 kg降低到1.2 kg，改造成果顯著。

4 效益分析

斜溝煤礦選煤廠年入選原煤1 500萬t，介耗由改造前的1.6 kg/t降為1.2 kg/t，按照每噸介質1 100元計，共節約資金：15 000 000×1 100×0.4/1 000=660(萬元)，經濟效益可觀。

5 結 論

斜溝選煤廠以契約化管理為契機，針對介質循環回收系統存在的問題進行了改造，有效降低了噸原煤介質消耗，降低了洗選成本，提高了經濟效益。對采用兩產品重介質旋流器粗精選工藝的選煤廠設計和其他類似選煤廠介質循環系統的改造提供了很好的參考，也為選煤廠降低成本提供了一種思路。