水峪煤礦選煤廠降低介耗的實踐

劉 威

(山西焦煤汾西礦業集團 水峪選煤廠，山西 孝義 032300)

1 選煤廠概述

水峪選煤廠二車間于2010年9月開始籌建，設計能力為3.0 Mt/a，采用不脫泥無壓三產品重介質旋流器+粗煤泥重介質旋流器+細煤泥浮選的聯合工藝流程；產品屬中灰、高硫煉焦精煤，質量指標為：Ad不大于10.00%，St，d不大于2.50%，Vdaf為20.00%～24.00%，GR.I不小于80，Y值16～20 mm。2011年10月正式投入生產后，雖經多次技術改造，介耗仍高達2.5 kg/t。因此，介質回收系統急需改進完善。

水峪選煤廠二車間工藝流程見圖1。其介質回收系統為：合格介質用泵打至無壓給料三產品重介質旋流器作為分選介質。精煤、中煤、矸石各自的脫介弧形篩首先脫除懸浮液，再經脫介篩合格介質段、稀介質段脫除剩余懸浮液，精煤合格懸浮液一部分直接回收進入合格介質桶，另一部分分流至煤泥重介質旋流器，分選后溢流入精煤磁選機，底流入中煤磁選機。精煤、中煤和矸石稀介質系統彼此獨立，三部分稀介質分別進入各自的磁選機，選出的磁選精礦返回合格介質桶，從而將重介質磁鐵礦粉與其他非介質物料分開，實現介質回收作業。

2 存在問題及原因分析

為準確查明重介質系統介質損失情況，對各部分產品帶介情況進行了詳細排查，發現的主要問題如下。

(1)精煤磁選機尾礦產品帶介量高，平均磁性物含量達0.32%，磁選機翻花現象頻繁，翻花時跑介量大大增加。分析其原因為：① 精煤脫介噴水孔徑為10 mm，每個噴嘴流量6～7 m3/h，脫介篩(型號ABS3661)每排布置13～14個(共3排)噴嘴，則4臺脫介篩稀介質段噴水流量為972～1 134 m3/h，噴嘴布局不盡合理；② 分流量控制不準確，每臺脫介篩由2個分流閥門控制分流量，分流開度常大于50%；由于分流板經常磨損，閥門故障率高，常導致生產過程中分流量增加，不易察覺；③ 三產品旋流器入介泵由型號350ZJ-I-A85(81)更換為型號TZJST350-1000，介質循環量增至2 300～2 500 m3/h，懸浮液流量分布按合介質段、稀介質段9∶1分布，稀介質段懸浮液分布增至230～250 m3/h(由于脫介弧形篩利用面積不足，稀介質段懸浮液流量比此數據要大)，分流量按初設300 m3/h計算，合計稀介質段流量達1 684 m3/h，接近磁選機(6臺型號HMDA-6，筒體尺寸914mm×2972mm)最大通過量1 770 m3/h。

圖1 水峪選煤廠二車間工藝流程示意

(2)重介質精煤產品帶介量高，平均帶介量達1.15 kg/t。分析其原因為：① 弧形篩包角為45°，現場觀察篩面脫介利用面積僅1/2，出料點靠近篩面前端，出料不勻，脫介篩存在合格介質段向稀介質段“串料”、“串介”現象；② 生產過程中篩面噴水時無霧化現象，脫介篩噴水壓力不足，噴嘴距離篩面較遠，落水點有直接沖擊擋水堰等問題，導致精煤產品脫介效果差。

(3)矸石產品帶介量高：平均帶介量達0.55 kg/t。分析其原因：重介質矸石與懸浮液由2根φ350 mm出料管流入弧形篩入料箱，由于2根管出料位置結構不合理，導致矸石脫介弧形篩入料箱出料不勻，矸石脫介篩入料偏移，矸石篩前個別位置產品帶介嚴重。

3 技術改造方案

3.1 提高精煤磁選機回收效率

將磁選機入料由箱體分配下料改為管道直接進入磁選機入料箱結構，以保證磁選機流道入料的均勻性，在磁選機進塊煤時便于觀察和清理，提高了磁選機回收效率。

新增2臺精煤磁選機，以增加磁選機處理能力，避免分流量變化和脫介篩噴水增加造成的磁選機翻花問題，對精煤稀介質進行有效回收。

調整磁選機參數：將磁偏角調整至最后一個磁極中心水平高出溢流堰20 mm；一般磁選機正常工作間隙在 30～50 mm ，通過調整瓦座墊片，將工作間隙調整至40 mm；磁選機溢流量占入料約20%，此時回收效率較高。

經以上技術改造，磁選機尾礦磁性物含量由0.32%降至0.11%，磁選效率由94.87%增至95.73%。其工藝效果比較見表1。根據標準MT/T 816—2011，將磁選效率作為磁選機工藝效果評定指標，磁性物回收率作為輔助指標，結合現場情況和工藝效果測試結果分析可知，水量增大會造成磁選機回收效率下降，但下降不多。入料濃度的要求實際上是入料中磁性物含量的要求，占主導因素，磁性物含量需達20%。磁選機回收介質時，磁性介質以搭橋作用方式回收，磁性物含量越高越好，介質搭橋作用越強，回收效率越高。稀介質中煤泥量增加時，搭橋作用會明顯下降，回收效率大大降低。

表1 改造前后磁選機工藝效果測試

3.2 安裝預脫介裝置

在2臺精煤弧形篩入料前安裝預脫介裝置。該裝置由兩個獨立篩箱體構成，每個篩箱底部采用4塊篩縫0.75 mm、600mm×600mm的篩板固定，共增加脫介面積2.88 m2。篩箱下合格懸浮液直接進入弧形篩下的合格介質溜槽中，預先脫除部分懸浮液的篩上物再去弧形篩脫介。此項改造增加了合格介質段的脫介能力，降低了物料流動速度，減小了流體對弧形篩的沖擊力。

3.3 安裝弧形篩入料導流板

在4臺精煤脫介弧形篩入料布料箱內全部安裝導流板。導流板選用22b型槽鋼(200mm×75mm×9mm)，安裝于布料箱擋板中段。當物料沖擊導流板后，再落入弧形篩，這樣可使落料點后移約250 mm，有效提高了脫介弧形篩的利用面積，保證了合格介質段脫介量，解決了合格介質段向稀介質段串料串介的問題，降低了產品帶介量。

安裝預脫介裝置和弧形篩入料導流板后，精煤產品帶介量減少約0.50 kg/t，弧形篩使用周期由7 d增至15 d。

3.4 改造分流裝置

對2臺精煤合介分流箱和控制閥門進行設計制作和改造安裝。將弧形篩下分流箱分流管由2根(φ150 mm)改為1根(φ400 mm)，配套分流閥門由2個改為1個(型號D973-10-H，壓力1.0 MPa，通徑400 mm)，調試后開度控制為25%～35%。閥門開度在較小范圍內控制，準確控制了合格介質分流進入稀介質的量，保證了磁選機入料流量的穩定，提高了磁選機回收效率。

3.5 改造脫介噴水裝置

精煤脫介篩噴水嘴孔徑由10 mm改為8 mm，水壓達200～250 kPa，每個噴嘴流量約3.5 m3/h，噴水嘴布置間距300 mm，長短交錯布置，噴嘴與篩面距離調至250 mm，安裝角度為垂直偏15°，落水點在擋水堰前100～130 mm，見圖2。脫介噴水裝置改造后，增強了精煤稀介質段脫介、脫泥效果，降低了磁選機入料流量和精煤產品帶介量，提高了磁選機回收效率。

圖2 脫水噴水布置示意

3.6 改造矸石底流管、弧形篩入料箱

將重介質矸石與懸浮液出料管由2根φ350 mm改成1根φ500 mm耐磨管(貼耐磨瓷片)，取消了弧形篩入料箱。出料管流入緩沖箱中間，緩沖箱中部安裝了高150 mm的分料板，緩沖箱下方安裝的布料箱使物料直接進入弧形篩，布料箱內兩側安裝3塊跌落板，垂直角度為30°，跌落板垂直高度為300 mm，跌落板與煤流接觸面貼耐磨陶瓷。物料經過3次強制布料，實現了均勻分布，落料可分布于整個弧形篩面。此項改造保證了弧形篩入料的均勻，解決了脫介篩料偏的問題，有效減少了矸石產品帶介量。

4 經濟效益

通過以上技術改造，二車間介耗由2.5 kg/t降至1.5 kg/t以下。按年入選原煤3.0 Mt/a計算，介質成本按800元/t計算，年節約成本約240萬元。預脫介裝置和弧形篩入料導流板改造完成后，4臺精煤弧形篩每年節約3600×1660 的篩板28塊，按照每塊篩板9 200元計算，可節約篩板費約26萬元。共計創造效益約266 萬元/a。

5 結 論

不同的選煤廠由于工藝、設備選型等情況不同，介耗高的原因及跑介情況不同，需準確檢測跑介位置，認真分析原因，對介耗高的工藝環節入料流量、濃度、煤泥含量、介質含量等需準確核對測量，為制定應對措施提供依據。

弧形篩脫介能力要保證脫除60%～70%的懸浮液，合格介質段懸浮液脫除量要達到85%以上；磁選機處理能力要滿足分流變化，其工況要調整良好，入料濃度和磁性物含量要滿足設備要求。這兩項是降低介耗的關鍵因素。