篩網(wǎng)沉降離心機在浮選精煤回收中的應用

戴長官，辛得祥，劉 敏，張宏松

(1.兗煤菏澤能化有限公司 趙樓煤礦，山東 鄆城 274705；2.兗州煤業(yè)股份有限公司 選煤管理中心，山東 鄒城 273500)

1 選煤廠概述

趙樓煤礦選煤廠隸屬兗煤菏澤能化有限公司趙樓煤礦，為全重介質(zhì)礦井型煉焦煤選煤廠，目前設計生產(chǎn)能力6.0 Mt/a。浮選系統(tǒng)采用預先脫泥+主再選浮選工藝，主廠房煤泥水全部入浮選回收精煤。浮選粗選和精選均采用XJM-S型機械攪拌式浮選機，3臺快開式隔膜壓濾機(KMZG700/2000-U型，過濾面積700 m2)負責浮選精煤脫水。目前浮選系統(tǒng)精煤產(chǎn)量大，當前在用的3臺精煤壓濾機處理能力不能滿足生產(chǎn)要求，造成部分精煤損失。因此，必須增加新的脫水設備來滿足生產(chǎn)需要。為此，選煤廠在充分調(diào)研論證的情況下，將其中1臺原處理濃縮機底流的SB6400型篩網(wǎng)沉降離心機用于回收浮選精煤。改造后，運行效果良好，經(jīng)濟效益顯著。

2 離心機工作原理及特點

2.1 工作原理

篩網(wǎng)沉降離心機結(jié)合了沉降、過濾兩大功能[1]。如圖1，煤漿通過入料管，進入旋轉(zhuǎn)的入料室，在此，按轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向被加速，而后通過入料口進入轉(zhuǎn)筒內(nèi)。沉降后的固體由螺旋推進器從錐體部分送到篩網(wǎng)段。螺旋推進器(速度“ns”)與轉(zhuǎn)子(速度“nT”)同方向旋轉(zhuǎn)。兩者的速度差異被稱為差速。在篩網(wǎng)段，固體物料變得松散，使得躲藏起來的液體可以進一步從篩縫中排出，再次脫水后的固體經(jīng)排料口排出。由于進入篩網(wǎng)段的固體水分較低，因此，離心液(過濾水)中細粒含量很低。通過濾液循環(huán)，可以進一步降低固體損失。離心機良好運行的先決條件之一是篩網(wǎng)未被堵塞。在機殼里安裝有清洗裝置，以避免離心機長期運轉(zhuǎn)后篩網(wǎng)堵塞。根據(jù)工藝要求進行定期或不定期清洗。沉降段離心液通過堰板口排出。兩個相對的溢流外沿間的距離被稱做堰池直徑，它設置在轉(zhuǎn)鼓頭部濾液端，可以同時得到澄清的濾液和脫水后的固體。離心機料位高度(水平)被定義為堰池高度，由轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁和溢流外沿(堰板外沿)確定[2]。

圖1 SB6400型篩網(wǎng)沉降離心機原理示意

2.2 結(jié)構(gòu)及特點

SB6400型篩網(wǎng)沉降離心機主要由轉(zhuǎn)筒、螺旋推進器和齒輪組件三部分組成，主要結(jié)構(gòu)特點如下：

(1)控制柜裝有可編程序控制器和手工編程器，對離心機實行控制，其接口可與選煤廠中心控制室的主PLC相聯(lián)接，納入全廠集控。

(2)設備底座上裝有負荷桿式扭矩傳感器，被分離固體的傳送產(chǎn)生與固體負荷成比例的傳送扭矩，被扭矩傳感器連續(xù)測量，并產(chǎn)生與扭矩成比例的輸出信號到PLC，用于報警、關掉入料或主電機。螺旋輸送器的扭矩通過安全銷傳送到差速器，可避免旋轉(zhuǎn)部件尤其是差速器過載[3]。

(3)循環(huán)油系統(tǒng)通過油溫、油量、油壓的控制，對主軸承、齒輪組、聯(lián)軸器以及中間傳動軸實現(xiàn)自動潤滑。

(4)轉(zhuǎn)筒內(nèi)壁貼有可更換的陶瓷保護片和碳化鎢篩網(wǎng)，螺旋推進器的螺芽上貼有耐磨材料，可以延長螺旋輸送器的使用壽命。

(5)離心機每個主軸承分別裝有溫度傳感器(PT100型)，能測量并傳送軸承的溫度。

(6)底座裝有振動開關，可以顯示由于物料堆積而導致的不平衡和不穩(wěn)定運行，甚至通過報警而停機[4]。

3 浮選精煤回收工藝

3.1 工藝改造方案

經(jīng)過現(xiàn)場人員多次試驗、改造，確定的工藝改造方案是：將浮選精礦桶旁預留的一臺渣漿泵(447)入料管、出料管進行改造，浮精煤泥水直接入沉降機入料箱；對原來用于處理濃縮機底流的篩網(wǎng)沉降離心機(342)入料管路進行改造，專門用于回收浮選精煤；改造刮板輸送機(652)及下料溜槽，將沉降機回收的浮精轉(zhuǎn)載至精煤上倉帶式輸送機；對沉降機離心液進行檢測(見表1)可知篩網(wǎng)段離心液灰分低(13.1%)、濃度高(162 g/L)，適合繼續(xù)回收細顆粒精煤。因此將沉降機篩網(wǎng)段的煤泥水及沉降機入料緩沖箱的溢流管路改造至浮選入料總管上再次進入浮選系統(tǒng)。由于沉降段的煤泥水濃度低(81 g/L)、灰分高(24.93%)，大部分為高灰細泥，為了避免對浮選系統(tǒng)造成影響，將這部分煤泥水直接進濃縮機處理。其中，為適應生產(chǎn)實際，447泵入料方式以及652刮板輸送機下料方式經(jīng)過了多次改造，努力實現(xiàn)生產(chǎn)效率最大化[5]。

表1 篩網(wǎng)沉降離心機離心液技術(shù)檢測

3.2 工藝流程

篩網(wǎng)沉降離心機回收浮選精煤系統(tǒng)由一臺篩網(wǎng)沉降離心機(342)、一臺浮選精煤入料泵(447)、一臺浮精刮板輸送機(652)以及相應的管道等組成。447泵將浮選系統(tǒng)的浮精煤泥水從精礦桶打至342沉降機入料緩沖箱，再進入342沉降機脫水回收，脫水后的浮精由652刮板輸送機轉(zhuǎn)載至701精煤上倉帶式輸送機，與洗煤系統(tǒng)精煤摻混后一起進入精煤倉。工藝流程圖如圖2所示。

圖2 篩網(wǎng)沉降離心機回收浮選精煤工藝流程示意

4 應用效果及經(jīng)濟效益

將工藝改造前用于浮精脫水的快開式隔膜壓濾機與改造后使用篩網(wǎng)沉降離心機的工藝指標進行對比(如表2)，可以看出：篩網(wǎng)沉降離心機相比快開式隔膜壓濾機單臺處理量大，有效緩解了原三臺壓濾機處理能力不足的問題。經(jīng)過工藝改造，浮選精煤產(chǎn)率提高了約1.8%；處理后的浮選精煤水分為18%左右，相比壓濾浮精水分25%，降低約7%；精煤灰分為9.0%～9.3%，相比壓濾浮精灰分降低約0.2%～0.4%，說明沉降機在處理精煤泥時不僅產(chǎn)品水分低，還具有顯著的降灰作用，且該部分物料松散，與主洗精煤摻混均勻，效果較好[6]。

表2 篩網(wǎng)沉降離心機與快開式隔膜壓濾機工藝指標對比

篩網(wǎng)沉降離心機回收浮選精煤系統(tǒng)自改造完成后，與洗煤系統(tǒng)、浮選系統(tǒng)同步生產(chǎn)，平均生產(chǎn)浮選精煤30 t/h，系統(tǒng)運行情況良好，浮選精煤產(chǎn)率提高了1.8%左右。至2018年11月底，累計增加浮選精煤產(chǎn)量10 047 t，增加銷售額約859萬元，增加利潤額約683萬元，為企業(yè)創(chuàng)造了很好的經(jīng)濟效益。

5 結(jié) 論

篩網(wǎng)沉降離心機回收浮選精煤系統(tǒng)在趙樓煤礦選煤廠使用效果良好，不僅精煤產(chǎn)品水分低，還具有一定的降灰脫泥作用，且單臺處理量大，有效提高了浮選精煤產(chǎn)率，增加了企業(yè)的經(jīng)濟效益。該系統(tǒng)的成功應用，改變了國內(nèi)由壓濾機回收浮精的傳統(tǒng)工藝，具有較好的推廣價值。