XJM-20與JMS24×6500浮選工藝效果對比分析

王瑞卿，石后盛

(1.山西焦煤集團 投資有限公司， 山西 太原 030021；2.山西焦煤集團煤焦銷售有限公司 汾西銷售公司， 山西 介休 032000)

新陽選煤廠主洗該礦生產的下組9#、10#、11#優質主焦煤。一期工程洗選能力4.0 Mt/a，采用原煤預脫泥(篩縫0.75 mm)+雙系統有壓兩產品重介旋流器主、再選+粗煤泥分選+浮選聯合工藝。二期工程于2010年8月建成投產，洗選原煤能力2.0 Mt/a，采用預脫泥(篩縫1 mm)+有壓三產品重介旋流器分選+TBS煤泥分選機分選(1～0.25 mm粗煤泥)+浮選(-0.25 mm)聯合工藝。二期工程在設計上參考了一期工程工藝上的優、缺點，考慮了煤泥水的處理能力，預脫泥有壓三產品重介旋流器代替了主、再選有壓兩產品重介旋流器，1～0.25 mm粗煤泥采用TBS煤泥分選機分選替代了RC煤泥分選機,選用了XJM-S20機械攪拌式浮選機替代JMS24×6500詹姆森浮選柱。

1 浮選機結構及工作參數

1.1 JMS24×6500 浮選柱

詹姆森浮選機結構見圖1，其工作過程為礦漿由變頻入料泵進入分配器再分別流入每個下導管，浮選所需的空氣進入分配器的底部并以同樣的方式進入下導管內，礦漿與空氣在下導管內接觸。礦漿向下通過嵌入下導管頂部的礦漿透鏡前，以一定的壓力到達下導管的頂部，形成一個靜壓區域。礦漿穿過透鏡孔沿著下導管的軸向垂直向下以高速噴射。空氣從下導管的頂部吸入并以微細泡的形態卷入礦漿中。下導管內局部充填礦漿與氣泡的混合體，噴射流中所含的能量引起強烈的紊流，使目的礦物與氣泡接觸并被捕捉。在下導管的底部開口處流進浮選槽，攜帶目的礦物的氣泡上升至礦漿表面形成泡沫。浮選泡沫排入泡沫槽，尾礦從槽底部出口排出。

圖1 JMS24×6500浮選機示意圖

JMS24×6500浮選機是典型的浮選柱，變頻入料泵入料壓力可達到140～150 kPa，輸出流量約1 950 m3/h，具有足夠的調節能力；帶遠程控制的氣動循環控制調節閥可將部分尾礦返回入料桶以保持桶位，最大循環量約為20%，大于設計6%的循環量；空氣流量與真空調節閥采用遠程手動調節方式控制。當閥的開度在50%～60%時，即可達到預計的空氣流量；起泡劑通過霧化器霧化并通過進氣通道直接向氣泡表面添加起泡劑，以達到增強浮選性能、節省起泡劑用量的效果。

1.2 XJM-S20浮選機

XJM-S20浮選機屬自吸式機械攪拌式浮選機，具有運轉可靠、操作維修方便、浮選效果好等優點，采用矩形槽體、雙層傘形葉輪、自吸式的吸氣方式混合的入料方式，采用直接浮選，礦漿由泵打入隨設備配置的噴射式預處理機構，空氣通過葉輪中心產生的負壓，通過吸氣管和套筒吸入空氣，藥劑通過各室藥杯按需加入。空氣和礦漿在葉輪腔內混合，并在葉片和液流的剪切作用下分散成微細氣泡，礦化氣泡上升隨刮泡器刮出。4個室從前到后可以分別調節藥劑、空氣量，并按照精煤粒度不同由細到粗分別選出。XJM-S20單槽容積20 m3，處理干煤泥12～20 t/h，煤漿標稱通過量850 m3/h，充氣速度0.6～1.2 m3/m2·min.

2 浮選工藝的生產實踐

2.1 一期工藝的生產實踐

原設計工藝采用兩段浮選，一、二段都采用一臺JMS24×6500 浮選機，浮選精礦加壓過濾機脫水后進入精煤系統，浮選尾礦自流入廠外濃縮機，濃縮機底流泵送至壓濾機攪拌桶，通過壓濾機回收細煤泥。加壓過濾機濾液進入浮選一段入料桶循環。2009年,針對浮選效率低，精煤損失嚴重的情況，對浮選系統進行了技術改造，在新建的浮選車間增加2臺XJM-S20浮選機并聯作為二段JMS24×6500浮選尾礦再選浮選機，另新增1臺加壓過濾機。浮選精煤進入精礦桶，與一、二段浮精混合后，由3臺加壓過濾機同時處理。浮選改造后浮選尾礦灰分由25%提高到55%左右，精煤產率由45%提高到85%左右，可燃體回收率由55%提高到90%左右，數量效率達到95%以上，有效地改善了原有工藝的不足[1].

2.2 二期工藝的生產實踐

二期浮選機采用2臺XJM-S20 4槽機械攪拌式浮選機并列布置，直接浮選，礦漿由泵打入隨設備配置的噴射式預處理機構。浮選精礦采用加壓過濾機脫水后進入精煤系統，浮選尾礦自流入廠外濃縮機，濃縮機底流泵送至壓濾機攪拌桶，通過壓濾機回收細煤泥。壓濾煤泥落地晾干后地銷。壓濾機及加壓過濾機濾液即可直接進入濃縮機，濃縮機溢流水循環使用。各分級濃縮旋流器組的溢流、弧型篩篩下水、煤泥離心脫水機離心液都進入浮選系統。二期浮選效果比一期相對要差些，尾礦濃度較高，由該選煤廠《生產技術檢查臺帳》統計可知，其尾礦灰分基本能達到50%以上，分析其原因就是礦漿通過時間較短，由于不配備有效的礦漿預處理設備，使得浮選機第一室起不到有效的作用，從第二室才開始刮出泡沫，則第四室掃選粗顆粒的功能弱化。

3 XJM-S20浮選機與JMS24×6500對比分析

3.1 兩種浮選機優缺點

XJM-S20浮選機屬自吸式機械攪拌式浮選機，技術非常成熟。適用于<0.5 mm級煤泥的分選，尤其對較粗粒級(0.5～0.2 mm)，浮選效果好于浮選柱(一般<0.2 mm級所含細泥較多，灰分較高)。XJM-S20獨特的礦漿入料方式，礦漿流態合理，處理能力大；運轉可靠性高，操作維護方便，礦漿液位單點控制。針對煤種、粒度、濃度不同，XJM-S20優化設計流體動力學參數，使高密度和粗、細粒度煤也獲得理想的分選效果；其充氣效能高，可調范圍廣，浮選速度快；開機狀態下，可隨意調節進氣量；能耗和藥耗低；礦漿液位實現單點控制，即可自動調節，也可手動調節。

3.2 浮選效果

采用可燃體回收率對浮選效果進行評價，由下式計算而得：

Ec=rc(100-Ad精)/(100-Ad入)

rc=(Ad尾-Ad入)/(Ad尾-Ad精)×100%

式中：

Ec—可燃體回收率，%；

rc—浮選精煤產率，%；

Ad入—浮選入料灰分，%；

Ad精—浮選精礦灰分，%；

Ad尾——浮選尾礦灰分，%.

一、二期系統浮選指標分別見表1，表2. 由表1，表2數據計算一、二期系統的浮選精煤產率rc和可燃體回收率Ec，見表3.

表1 一期系統浮選指標表

表2 二期系統浮選指標表

表3 一、二期浮選效果比較表

由表3可知，XJM-S20在應用實際中比JMS24×6500浮選效果要好；一期系統采用三段浮選與二期系統采用XJM-S20一段浮選效果接近，所以用XJM-S20一段浮選基本能滿足該廠生產需要。生產實踐發現XJM-S20對JMS24×6500尾礦中粗顆粒的回收效果特別明顯，尤其是對+45μm粒級的分選。

由于一期、二期浮選入料粒度組成、濃度、通過量、各級設備的差異、工藝流程的搭配有很大差異，不能在并列的條件下詳細比較XJM-S20、JMS24×6500的使用效果，只能說JMS24×6500在新陽選煤廠的運用不是太成功，但是通過分析還是可以發現兩種浮選機各自的優點，以通過改造，改善浮選效果。

4 浮選工藝的優化方案

1) 一期JMS24×6500兩段浮選流程對入料量的適應性不強，應充分發揮其單臺處理量大的優點，將兩臺JMS24×6500改為并列使用，礦漿一分為二地進入2臺浮選機，不但能滿足其入料量限制的要求，還能發揮其底流分出補足桶位后再次進入浮選機二次浮選的效果，并且延長了礦漿在JMS24×6500中的通過時間，為下一段XJM-S20 4槽機械攪拌式起到充分礦漿準備作用。

2) 可通過更換脫泥篩篩板或者控制帶煤量控制煤泥量及入料粒度上限，從源頭控制入浮濃度及防止入料“跑粗”。

3) 有效利用JMS24×6500霧化器的優勢功能，改善藥劑制度。為避免霧化器堵塞，可通過購買性質穩定、供貨可靠的國產起泡劑，并在藥劑罐加裝過濾裝置。

4) 二期浮選工藝流程應考慮加裝礦漿準備器或者預處理器，改善調漿能力的不足。

5) 可考慮分一部分礦漿到一期系統，減少二期礦漿通過量，達到延長礦漿通過時間的目的，提高浮選效率。