降低浮選藥劑耗量的可行性探索與實踐

尹 艷

(淮北礦業股份有限公司 臨渙選煤廠，安徽 淮北 235141)

浮選是選煤生產的重要環節，直接關系著精煤質量和產率，關系著選煤廠效益。隨著選煤新工藝、新技術、新設備的不斷發展，臨渙選煤廠西區原設計的浮選生產工藝、管理模式，已不能適應智能高效生產要求，需要進一步優化，以解決現存的諸多問題，達到效率效益最大化的目的。臨渙選煤廠西區選煤車間承擔著全廠近2/3的入洗量，選煤成本主要集中在浮選藥劑、磁鐵礦粉等大宗材料上，浮選藥劑的消耗對選煤成本有著較大的影響。控制和降低浮選藥耗，有利于降低選煤生產成本，進而提高經濟效益。選煤廠自行開發了浮選自動加藥系統，同時實施深錐補水管、高效弧形篩、霧化器等技術改造措施，以達到降低浮選藥耗的目的。

1 浮選自動加藥系統設計

選煤廠原浮選加藥為人工手動控制，系統在開機或換煤時，至少30 min才能調節穩定；手動控制加藥量難以精確，易造成藥劑浪費。

1.1 加藥控制原理

根據藥劑輸出量經過微分、積分和比例按照一定的線性組合構成控制量，這個輸出量就是反饋值，沒有閉環的反饋則無法控制每個管路的具體流量，所以單個系統反饋值要形成閉環，不斷進行循環過程，從而實現精密計量并進行跟蹤。

1.2 加藥控制策略

在系統實施過程中采用前饋—反饋控制策略，用前饋控制來給定一個加藥量，作為前提判斷，再用反饋控制給出一個加藥量進行補償，這樣既能彌補因為控制過程的滯后帶來的反饋控制的加藥滯后，也能使整個系統的適應能力更強，加藥量控制更準確。加藥系統前饋—反饋控制系統原理如圖1所示。

圖1 加藥系統前饋—反饋控制系統工作原理示意

1.3 改造前后的工藝流程

改造前后的工藝流程見圖2。

1.4 效果驗證

經過改造完善，針對同一煤種(童亭礦煤與蘆嶺礦煤按1∶1比例配洗)進行生產跟蹤試驗，通過對生產數據進行統計、分析、總結，發現自動加藥裝置穩定可靠，具有明顯優勢，生產對比數據見表1。

表1 浮選數據對比

圖2 改造前與改造后的工藝流程對比

通過表1分析可知，采用自動加藥方式，起泡劑、捕收劑用量能夠實時穩定的控制，而人工加藥方式在不同的時間段測量時出現了較大幅度的藥量波動和產率波動，如：捕收劑用量最大出現30 mL的變化幅度(250-220=30 mL)，浮選精煤產率出現4.69(66.19%-59.50%=4.69%)個百分點的波動，遠大于自動加藥方式0.50%的產率波動(63.65%-63.15%=0.50%)；自動加藥方式比人工加藥方式藥劑量穩定，浮選指標穩定，大大降低了藥劑浪費，同時人員配置減少4人。

2 深錐溢流大小對藥劑耗量的影響

深錐濃縮機改造完成后深錐補水量小、溢流小，導致系統中在斜管紊流層經上升流形成的高灰細泥不能及時排出，深錐的脫泥效率不能全部體現，增加浮選機負荷，降灰水平有限。深錐補水改造前采取一期深錐溢流做粒度分析(溢流1格，1格為5 cm)，結果見表2。

表2 深錐補水改造前一期深錐溢流粒度分析

由表2可以看出，溢流量小，在斜管處高灰細泥未能排出來，夾帶著部分煤粒，雷諾數值增大，不利于煤泥顆粒的分級。

深錐將原有循環水上水管(DN150)改至DN200，改造完成后，大幅度增加了深錐的補水量，通過多次實驗，溢流量基本能控制在1.5～4格左右，采取溢流2.5格時深錐溢流做粒度分析，如表3所示。

表3 深錐補水改造后一期深錐溢流粒度分析

由表3可以看出，深錐溢流量增大時，小于0.045 mm粒級灰分較溢流一格時有所增加，產率也相應增加，大于0.045 mm粒級含量大幅度降低，深錐停留在斜管附近的高灰細泥通過上升水流帶走，脫泥效果凸顯。改造前后藥耗對比分析見表4。

表4 改造前后藥耗對比分析

由表4可以得出結論：對各個入洗煤種進行改造前后藥耗對比，可以看出，適當增加溢流量對深錐脫泥有利，適度增大溢流在一定程度上能夠降低浮選藥劑耗量。

3 高效弧形篩截粗改造

因三期原分級旋流器分級，溢流跑粗嚴重，大于0.5 mm顆粒進入浮選，很難通過浮選進行回收，損失在尾礦中。三期在旋流器組溢流管上加溢流閥，通過關閉溢流閥，使分級旋流器失去作用，物料全部進入精煤泥弧形篩，并另增加2臺高效弧形篩(篩縫0.3 mm)來代替旋流器組分級，改造完成后，采取許疃礦煤與童亭礦煤按1∶1比例配洗，與二期未進行改造的系統做對比試驗，做對比試驗，結果如表5。

表5 二、三期做對比分析

由表5可以得出，高效弧形篩改造后，浮選入浮濃度下降6 g/L，說明三期跑粗現象得到了極大地改善，大于0.5 mm粒級通過高效弧形篩回收后，小于0.5 mm以下進入浮選機，對浮選操作非常有利，降低浮選生產壓力，三期藥劑耗量較二期降低0.02 kg/t，精煤產率有所提高達到預期效果。

4 霧化器進風方式改造

為改善礦漿準備器霧化效果，比照渦北選煤廠，對霧化器進行改造，對原頂部進油進風方式進行改造，采用側面加油、底部進風的方式，將風壓由原來的0.1 MPa提高至0.2 MPa，通過管道將礦漿準備器內多余的油霧引至浮選機第一、二室，提高浮選效果，降低浮選藥耗。如圖3所示。

圖3 霧化器進風方式改造

通過調整霧化器風壓，采取同樣的處理量及藥量，對比試驗見表6。

對表6數據進行分析，將處理量控制在700 t/h、壓力0.1 MPa時，采取不同藥量，對尾礦進行分析，在提高霧化器風壓，由0.1 MPa提高至0.2 MPa，按照之前的藥量對尾礦進行分析，在壓力提高的前提下，保證浮選尾礦灰分的前提下，浮選藥耗適度降低。

表6 霧化器改造前后對比

由表6可以得出結論，在系統處理量及入浮濃度一定的情況下，提高風壓對霧化效果及浮選精煤回收效果較好，風壓從0.1 MPa增至0.2 MPa，藥耗降低0.013 kg/t，達到預期效果。

5 結 語

使用浮選自動加藥系統后，減少了啟停機及換煤過程中藥劑損失；對深錐補水管改造，增大深錐補水，提高脫泥效果；高效弧形篩截粗改造，通過增加高效弧形篩來替代分級旋流器；霧化器進風方式改造等均能在不同程度上改善浮選效果，降低浮選藥耗，創造了可觀的經濟效益。