重介選煤廠降低介耗思路

夏慶宇，李毅紅，張 軍

（1.神華銷售集團東北能源貿易有限公司，黑龍江哈爾濱 150028；2.陜西煤化選煤技術有限公司，陜西西安 710199；3.遼寧工程技術大學，遼寧阜新 123000）

近年來，重介選煤工藝的應用日益普遍，隨著選煤技術的發展，設備、非標及管道的耐磨性能已能滿足生產需要，重介選煤工藝的分選精度及效率高且易于實現自動化[1-2]。

介耗是影響重介選煤廠經濟效益的重要經濟指標，也是衡量選煤廠設計和管理水平的重要指標?！睹禾肯催x工程設計規范》第5.3.8 條規定“分選每噸煤的磁鐵礦粉技術耗量，塊煤應小于0.8 kg；混煤、末煤應小于2.0 kg”[3]。

造成重介選煤廠介耗的源頭有精煤、矸石等產品帶走的介質，磁選效率，生產管理損失。為此，從源頭分析降低介耗思路。

1 降低產品帶走的介質損失措施

產品帶走的介質主要是由于介質和煤粒表面的相互黏附作用造成的。相關資料顯示，產品帶走的介質損失一般占總介耗量的60%～80%[4]。

產品帶走的介質損失G 與產品總表面積S、產品粒度之間的關系為：

式中：k 為黏附損失系數，大小與脫介篩單位負荷、噴水量、重介質粒度等因素有關；V 為脫介篩篩上產品總體積，m3；d 為脫介篩篩上產品平均粒度當量直徑，m。

由式（1）可以知：產品平均粒度越小，產品的總表面積越大，因黏附造成的介質損失越大。因此，可以從以下2 個方面著手，降低產品帶走的介質損失：

1）原煤選前脫泥。隨著機械化采煤程度的提高，原煤中煤泥含量增加明顯。選前脫泥可提高入選原煤平均粒度，從而降低介耗。選前脫泥還可降低合介分流量，既有利于合格介質密度的穩定，也能減輕磁選機負荷，降低介耗。

2）提高重介洗選下限。選煤廠規模越來越大，大型分選設備的選用也越來越多。而大型分選設備對細粒原煤的分選精度較差。通過增設粗煤泥分選系統，既可提高重選系統的單套處理能力，也可提高重介分選設備的入選下限，進而減少產品帶走的介質量，降低介耗。

2 提高磁選效率

2.1 影響磁選率的主要因素

1）給礦特性。給礦特性包括給礦量、給礦濃度和給礦穩定性，其中給礦濃度是生產中最不穩定的因素，一般要求一定的范圍，這個范圍應符合磁選機對給礦濃度的要求。

2）磁偏角。當磁偏角過小時，精礦不能被圓筒帶至應有的高度，從而難以順利排出，致使尾礦品位增加，而偏角過大時，尾礦區磁力作用范圍變小，磁性礦粒度被吸引的機會減少，也導致尾礦品位的增加。

3）底板與圓筒之間的間隙。當間隙過大時，底板附近的磁場力小，精礦品位高，但尾礦品位也高，因而回收率低；間隙過小時，礦漿在分選區間流速加快，磁性物將被帶到尾礦中去，尾礦品位增高，回收率下降。

4）圓筒轉速。圓筒轉速快慢影響生產能力的大小。圓筒轉速高，磁選機處理能力大，但回收率低。對于成熟的磁選機設備，磁偏角、底板與圓筒之間的間隙大小和圓筒轉速等結構或運行參數通常是固定的。因此，影響磁選效率的關鍵是給礦特性，主要包括給礦量、給礦濃度和給礦穩定性等方面。為使磁選效率一直處于最佳工狀，應從以下幾個方面著手：

2.2 提高磁選率的措施

1）磁選機的處理能力一定大于給礦量[5]。杜絕因處理能力不足而導致的介耗增大現象的產生。

2）調控磁選機的入料濃度。根據有關試驗結果，磁選機的最佳入料濃度范圍為15%～25%，最佳值為20%，同時保證磁選機入料中磁性物含量不超過允許值，以便使磁選機的工況和磁選效率保持在最佳狀態，這對降低介耗十分重要。磁選機入料礦漿濃度不僅取決于脫介篩噴水量的大小、噴水質量，還與選前是否設置預先脫泥環節有著直接關系。因此工藝流程的制定與計算應與磁選機選型結合起來考慮。

3）磁選機入料中的煤泥濃度影響磁性物顆粒粘附到滾筒上的速度，即起到了干擾作用。在同樣入料流量的條件下，煤泥濃度較高時，必然會使部分磁性物顆粒來不及被回收，而損失到尾礦中去。因此噴水質量對磁選效果也會有一定影響。如果循環水的清澈程度不夠，那么噴水中所攜帶的細煤泥必然也進入磁選機，使入料中的煤泥濃度進一步增高，使干擾程度越發嚴重。因此無論是針對脫介效果還是磁選效果，都需要有合格的循環水，這也就體現了煤泥水系統在設計中的重要地位。

4）磁選機入料的穩定與否會影響磁選效率。磁選入料不穩定，易將磁選精礦沖走，造成介耗增加。

5）在確定流程時還需要考慮輕重產物系統懸浮液凈化、回收流程是否共用或分開，一般塊煤重介選2 種均可采用，而重介質旋流器分選時采用分開處理的方式具有明顯的優越性。

3 提高生產管理水平降低介耗思路

3.1 脫介篩的工況

正常工作狀態下，脫介篩篩面上的物料應分布均勻。脫介篩單位面積負荷應滿足《煤炭洗選工程設計規范》中的相關要求。

脫介篩物料分布不均時，既會降低篩子使用壽命，也會增加介耗。脫介篩超負荷運轉時，篩面上煤層厚度過高，脫介困難，會造成產品帶介量的增加。因此，當脫介篩單位負荷超標時，應降低原煤入選量，或者經技術診斷，適度增加脫介篩的篩縫大小。對于已采用的雙層脫介篩，在下層篩面上應設有噴水裝置。

3.2 影響降低介篩的因素

1）脫介篩的噴水。噴水的主要目的是為了促進介質與產品的分離。脫介篩的噴水量、噴水濃度、噴水壓力、噴水角度、噴水高度和噴水位置等對脫介效果和產品帶走的介質量都有一定的影響[6-7]。噴水量要嚴格控制，既不能過大，也不能過小，還要保持穩定。噴水量太大會降低磁選機的入料濃度，影響磁選效率；噴水量太小，會增加產品帶走的介質損失。噴水量保持穩定，能減輕磁選機入料濃度的波動。篩子噴水來自濃縮機溢流，噴水濃度低有利于提高介質的回收率。噴水要有足夠的壓力，管口余壓0.15～0.30 MPa。噴水擴展后的水流面能夠覆蓋整個煤流斷面。水流與煤流的運動方向夾角為135°，相向而行。噴水口距離篩板的高度在250～300 mm。這些措施均是為了降低產品帶走的介質量。

2）脫介篩的篩板質材及開孔率。脫介篩的篩板通常采用脫磁不銹鋼產品[8]，以降低含有磁性的磁鐵礦吸附在篩板上，從而降低透篩效率。篩板開孔率大小會直接影響脫介篩的處理能力。開孔率越大，脫介篩的處理能力越大，反之越小。

3）離心機離心液的處理方式。重選產品離心脫水時，離心液中也含有一部分磁鐵礦粉，因此，提倡離心液應進入介質凈化、回收系統，亦回收其中的磁性物，降低介質損失。

4）合介分流。合介分流的目的是通過分流將進入洗選系統的煤泥排出系統。通常合介的濃度高，集中分流會造成磁選機入料濃度的短時增加，造成磁選效率的下降，增加介耗。因此，合理的介質分流應是穩定連續的。

5）介質系統中跑冒滴漏的回收。重介洗選系統在運行過程中經常出現跑冒滴漏現象，這其中都含有一定量的磁性物，因此，跑冒滴漏應收集、磁選處理[9]，以減低介耗。但要注意只收集介質系統的跑冒滴漏，其它系統的跑冒滴漏中不含磁鐵礦粉，也不進入磁選作業環節。

6）磁鐵礦粉的質量?！睹禾肯催x工程設計規范》中對重介質粉的質量有明確的基本要求：磁鐵礦粉中磁性物含量不應小于95%[10-11]，密度不宜小于4.5 t/m3。磁鐵礦粉的粒度應符合：用于斜（立）輪、刮板重介質分選機分選塊煤的磁鐵礦粉粒度，小于0.074 mm 的含量應占90%。用于重介質旋流器分選的磁鐵礦粉粒度，小于0.045 mm 的含量應占85%。磁鐵礦粉的采購時，要從粒度、密度、磁性物含量3 個指標嚴把質量關[12]。

從式（2）可以發現磁鐵礦粉的密度越高，相同懸浮液密度和磁性物含量時，懸浮液的容積濃度越小。懸浮液的容積濃度低，有利于提高重介設備的分選精度，同時降低介耗[13-14]。通常要求磁鐵礦粉中磁性物密度不低于5.0 t/m3。在介質添加過程中，盡量減少不必要的人為損失。

工作懸浮液的密度ρ 計算式為：

式中：GC、Gf分別為懸浮液中磁性物和非磁性物的含量，t/h；δC、δf分別為懸浮液中磁性物和非磁性物的密度，t/m3；W 為懸浮液中的水量，m3/h。

4 結語

從重介選煤廠介耗源頭分析降低介耗的思路與措施。首先可通過原煤脫泥與提高重介入選下限來降低介耗；其次分析了磁選機的給礦量、給礦濃度和給礦穩定性對磁選效率的影響；最后提出了通過提高生產管理水平來降低介耗的思路與具體措施。