浮選加藥系統的優化與評定

摘 要：通過對浮選系統加藥方式的改變和系統的局部優化，將風壓霧化裝置成功應用于選煤廠現場生產，保證整個浮選系統運行平穩可靠，并且有效降低浮選藥劑消耗，實現精煤產率和尾礦灰分的顯著提升，帶來較大的經濟效益。

關鍵詞：風壓霧化;優化;加藥方式;評定

1 賀西礦選煤廠概況及存在問題

賀西礦選煤廠是一座礦井型煉焦煤選煤廠，設計入選規模為300萬t/a，是一座具有現代化洗選工藝和先進管理經驗的大型選煤廠。采用“重介-TBS-浮選”聯合工藝流程。

自2012年7月份投產以來，各項生產技術指標均達到了設計要求和目標，唯獨浮選效果時好時壞。在正常的浮選條件下，尾礦灰分和浮選抽出率始終達不到預期目標，且藥劑消耗量大，嚴重影響了浮選精煤回收率。

鑒于以上情況，我們對以上問題進行研究，經過現場調研、技術交流，有針對性的提出對浮選系統局部進行優化，以合理解決浮選系統的問題。

2 系統分析與優化

2.1 浮選藥劑在煤泥浮選中的作用

浮選藥劑一般分為捕收劑和起泡劑。捕收劑加入煤漿中可提高煤粒表面的疏水性，使其易于向氣泡附著。起泡劑在浮選過程中用以控制氣泡大小、維持泡沫穩定性，與捕收劑有聯合作用。

在現場的采樣中我們還發現：經過水乳化后的浮選藥劑在浮選室內存在形成的油膜較小較脆，數量少、油膜面較薄且易碎，不具有很好的連續性;分散性差，油--水界面積小，與煤粒表面粘附的概率低;尾礦中含有部分細小煤粒等“不良”現象。造成這一切的“罪魁禍首”皆是因為浮選藥劑經乳化器箱后乳化不“徹底”，藥劑分子未能盡量分散并與煤粒“充分”接觸，使本應被浮起的精煤顆粒未能被及時“獲救”而“喪身”尾礦，浮選藥劑發揮不出應有的作用而導致浮選效率極其低下。現場崗位司機有時不得不依靠“犧牲”藥劑消耗來暫時獲得所謂“滿意”的浮選指標而陷入了無限的“惡性循環”之中。因此，如何將浮選藥劑進行充分分散，有效解決藥劑乳化“不徹底”的問題是決定浮選效率好壞的關鍵。

我們采集一定濃度的浮選入料，在相同的藥劑消耗條件下，通過在實驗室多次進行“小浮選”實驗，對現使用的浮選捕收劑N88002和起泡劑N88050的作用效果進行實驗分析。

通過在實驗室模擬生產現場多次進行的“小浮選”實驗結果可以看出，同樣的浮選入料和濃度，選擇同樣的捕收劑和起泡劑，采用與現場同樣的加藥量和加藥方式，在實驗室的應用效果卻要明顯好于生產現場，基本能夠達到比較理想的狀態。這充分說明了導致浮選效果不佳的原因不在浮選藥劑本身，而是在于現場對浮選藥劑進行“作用”的設備和方式上。因此，我們需要對浮選藥劑添加設備和添加方式進行優化改造。

2.2 浮選系統的優化實施

在經歷了長期的現場觀察、查閱資料和對浮選入料、精礦、尾礦進行一系列的實驗室分析后，我們認真討論后一致認為：造成浮選藥劑“乳化”不徹底以及不能充分分散的原因在于藥劑添加設備存在“缺陷”和“弊端”，故決定根據文丘里原理對浮選系統藥劑添加管路進行優化改造，改變浮選藥劑的添加方式。借助一定的風壓，從而使藥劑由“乳化”變為“霧化”，以徹底解決藥劑分散程度低造成的浮選效果不理想的狀態。

2.3 藥劑添加設備的優化改造

在5月份完成對浮選加藥設施以及一系列管路的優化改造后，我們對現場加藥過程中所用到的儀器儀表進行了標定校準，確保生產過程中所記錄的數據準確可靠。

選煤廠現使用的浮選乳化器共有3套，且均為唐山國華公司生產的AEM型浮選劑乳化器。我們決定對其中的一套乳化器進行優化改造，即改造為風壓“霧化”的結構，并與現有的2套形成對比，以檢驗其改造后的先進性和優越性。

與原系統相比，優化改造后的新系統相對更加直觀簡單，借助一定條件下的風壓（約0.04-0.06MPa），使管道混合器下方的管路呈現“負壓”狀態;同時通過風壓將藥劑徹底進行霧化，浮選藥劑液滴直徑將會變得更小，能夠最大限度的發揮其作用效果。由于管路附近均呈現“負壓”狀態，霧化后的藥劑經負壓被吸入管道內，在管道混合器內與浮選入料充分混合和接觸，輔之循環泵的攪拌充氣，最終達到提高浮選效率的目的。

所有優化改造完成后，我們經過現場觀察，發現在相同的生產條件和藥劑消耗水平下，改造前后浮選室內的浮選效果存在明顯的區別。經風壓“霧化”后的浮選室內，泡沫層比較平穩、厚度相對穩定，氣泡均勻不易破滅，精煤的富集程度密集且平穩，刮泡器的刮泡效率更高。尾礦中的氣泡明顯減少，顏色明顯“發灰”，用手濾去其中的水后感覺不到有未被浮出的煤粒存在，浮選效果更加“徹底”。

3 系統優化后的評定

我們選擇在相同的生產條件下，按照藥劑消耗由大到小的原則，利用10天時間，從浮精和尾礦的產率及灰分兩方面對水乳化和風壓霧化兩種狀態下的浮選效果進行了認真化驗和對比分析。

在相同的藥耗條件下，經風壓“霧化”后的浮選藥劑作用效果要優于水乳化后的效果。隨著藥耗的下降，兩種狀態下的浮精和尾礦灰分均出現不同程度的降低。當藥劑消耗為0.40kg/t時，經風壓霧化后的藥劑作用效果發揮到了最佳狀態，浮精產率比“乳化”后高出0.36%，尾礦灰分也達到了88.90%的良好狀態，說明當藥劑添加量為0.40kg/t干煤泥時，在適當的風壓條件下，藥劑霧化效果最好，在浮選機內能夠充分的發揮出其效果。但隨著藥耗的進一步降低，兩種情況下的浮選效果均出現明顯的降低，說明此藥耗已不能“滿足”實際生產過程中浮選效果的“需求”，因此不宜進一步降低藥劑添加量。

通過此次全面系統的實驗，我們可以看出，經過優化改造后的風壓霧化加藥系統使浮選抽出率較之前得到了明顯的提升，也基本確定了實際生產條件下的浮選藥劑最佳添加值。我們決定將前面工業試驗中總結得出的所有最佳條件綜合在一起，再次利用一周的時間，對浮選風壓霧化加藥系統的最佳效果進行一次全面的試驗檢驗和評價。

從試驗結果來看，當入料濃度保持一定時，在最佳的藥劑添加量和最佳的風壓條件下，浮精產率和尾礦灰分較之前又有了小幅提升（最大提升達0.15%），最后穩定在一個理想的范圍（浮精產率79.99%，尾礦灰分85.43%）之內。這再次體現了浮選風壓霧化加藥系統的先進性和高效性，良好效果得到了進一步的驗證。

4 結論

浮選風壓“霧化”加藥系統原理先進、結果簡單、操作方便、實用可靠，能夠有效降低浮選藥劑消耗，實現精煤產率和尾礦灰分的顯著提升，針對解決當前浮選效率普遍低下的難題實現了新的突破，不僅有效節約了稀缺資源，而且在避免稀缺資源的浪費和提高企業經濟效益等方面具有重要的意義。

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作者簡介：

段斌（1981- ），男，山西省平遙縣人，工程師，主要從事選煤廠生產技術管理和選煤自動化研究。