入料濃度對磁選機工藝指標的影響評析

史澤博，孟英強，丁建軍，任學禹

(1.山西汾西宜興煤業有限責任公司；2.山西汾西柳灣煤業有限責任公司，山西 孝義 032300)

重介質選煤技術是利用一定密度的懸浮液將原料煤按密度差異分離成各種產品，因此懸浮液的穩定性是保障原料煤高效分選的前提。正常情況下，重介質選煤廠懸浮液由磁鐵礦粉、煤泥、水按比例配制而成，因原料煤所需分選密度不同，懸浮液的配制比例也不同。生產過程中通過控制分流量的大小，在線調節懸浮液的性質，分流的懸浮液與稀介質合并進入磁選機，實現磁性物的回收與煤泥的脫除，因此磁選機的工藝性能是選煤廠控制介耗和懸浮液煤泥量的關鍵環節。

煤炭行業標準《MT/T816-2011選煤磁選設備工藝效果評定方法》中對磁選機提出兩大考核指標：磁性物回收率和煤泥脫除率[1]。多數選煤廠對磁性物回收率控制較嚴，因該指標與介耗直接相關，影響運營成本。但煤泥脫除率指標長期以來沒有得到足夠的重視，常被認為是無關緊要的輔助指標。然而，隨著智能化、機械化采煤方式的推廣，煤礦采煤是沿整個斷面綜合掘進開采，產生的粉煤量大，在經篩分、破碎、洗選等作業后，煤泥含量不斷增大[2]；另一方面不脫泥無壓給料三產品重介質旋流器分選技術的全面推廣應用，需要將系統中的煤泥不斷排出。綜合以上兩方面原因，必然對磁選機的煤泥脫除率指標提出新要求。

1 磁選機入料濃度對煤泥脫除率的影響

目前，選煤廠重介系統經常出現煤泥含量居高不下的現象，煤泥含量過大導致分選效率的降低(尤其針對3～0.5 mm物料)。為了使煤泥含量降至合理范圍，必然增大分流量，盡力排出系統中的煤泥。但這種方法有時收效甚微，其根本原因還是磁選機的脫泥效率低。解決該難題的首要任務是對磁選機的工況指標進行檢測分析，磁選機的入料條件中可調參數為入料濃度，入料濃度對磁選機脫泥率影響如何？下面通過列舉5座選煤廠磁選機工藝指標，分析入料濃度與磁選機脫泥率的相關關系。

表1 5座選煤廠藝利磁選機工藝指標統計表

5座選煤廠中僅有柳灣選煤廠是脫泥有壓三產品重介質旋流器分選工藝，其余4座均為不脫泥無壓給料三產品重介質旋流器分選工藝，因此柳灣選煤廠的磁選機入料濃度也是最低的。根據表1可知，入料濃度的變化對磁選機的磁性物回收率指標幾乎無影響，均能保持在99.8%(設備參考值)以上；但卻對磁選機煤泥脫除率指標影響較大。當入料濃度為36.42%時，磁選機脫泥率低至66.28%；當入料濃度為15.37%時，磁選機脫泥率達到94.70%；總體呈現伴隨著入料濃度升高，磁選機煤泥脫除率下降的規律。

煤泥脫除率是尾礦中煤泥占入料中煤泥的百分比，是衡量磁選機脫除煤泥的能力。提高磁選機煤泥脫除率有利于系統中煤泥的排出，選煤廠正常情況下要求單筒磁選機煤泥脫除率不小于85%，因此磁選機入料濃度應控制在25%左右。

2 入料濃度對介耗的影響

入料濃度過高，磁選機煤泥脫除率降低，導致煤泥量超出系統承受范圍，必然影響脫介篩脫介效果[3-6]，篩上產品含介量增大，導致介耗增加。另一方面磁選機煤泥脫除率下降后，為保持系統懸浮液穩定，分流量必然增大，磁選機的處理量增大，介耗也隨著增大。此種情況以紫源選煤廠為例，當磁選機入料濃度為36.42%時，煤泥脫除率為66.28%，與正常情況下選煤廠磁選機煤泥脫除率85%相比較，僅達到了77.98%。若常規情況下選煤廠的分流量為200 m3/h，為保持同等的脫泥效果，分流量需要調整到256 m3/h。若以煤泥在系統中的循環次數計算需1.28次，比常規情況多循環0.28次，相應的介耗也會增加1.28倍。因此，雖然表面上磁選機入料濃度對磁性物回收率幾乎無影響，但其對介耗的影響是巨大的。

同樣如果入料濃度過低，雖可以有效避免煤泥在系統中的積聚，但因旋流器的分級作用，精煤磁選機入料中多為極細介質粉，加之通過量過大，也對介質的回收不利。該類情況常出現在有脫泥工藝的選煤廠，為降低介耗，這類選煤廠多采用串聯磁選工藝[7-10]。例如柳灣選煤廠一車間因篩面噴水量過大，磁選機入料濃度低至13.78%，且礦漿不粘，煤泥脫除率極高，達到95%左右，但檢查發現磁選機環節跑介。柳灣選煤廠一車間精煤磁選機工藝流程見圖1，圖中r為磁性物產率。從圖中可以清晰看出319號精煤磁選機磁性物回收率較高，尾礦中僅有0.07%的磁性物；而318號精煤磁選機跑介較嚴重，尾礦中所含磁性物占全樣的3.06%。針對這一情況，一車間決定增加316號磁選機用于回收尾礦中的磁性物。組合成兩段磁選工藝，采用這一串聯工藝后，可以多回收3.08%的磁性物，總磁性物回收率高達99.96%，遠高于設備標準，處于先進的介質回收范圍。這也是值得高介耗選煤廠借鑒的一種工藝。

圖1 柳灣選煤廠一車間精煤磁選機串聯流程示意

3 結 語

研究分析發現，伴隨著磁選機入料濃度的增大，煤泥脫除率下降；雖然入料濃度對磁性物回收率影響不大，但由于高濃度的入料增加了煤泥在系統中的循環次數，同樣會增加介耗，提高運營成本。因此，通過掌握磁選機入料濃度對兩大工藝指標的影響，能夠更好的將磁性物的回收和煤泥的脫除控制在合理范圍。常規情況下，磁選機入料濃度保持在25%左右最為合適，可保障磁性物回收率不小于99.8%，煤泥脫除率不小于85%。

隨著原料煤中煤泥含量的增大和不脫泥無壓給料三產品重介質旋流器分選工藝的推廣，磁選機煤泥脫除率指標越來越受到重視。因此選煤廠日常生產中為達到末煤的高效分選和低介耗運行的目標，控制好磁選機入料濃度尤為重要。