邯鄲選煤廠細粒煤高效分級技術(shù)的研究與應(yīng)用

李甜甜，郝巧霞

(冀中能源峰峰集團有限公司 邯鄲洗選廠，河北 邯鄲 056000)

邯鄲洗選廠煤泥分選工藝為：1.0～0.4 mm粒級粗煤泥采用CSS粗煤泥分選機分選，小于0.4 mm粒級浮選。CSS粗精煤經(jīng)弧形篩再經(jīng)離心機脫水后為最終粗精煤產(chǎn)品；煤泥分級旋流器溢流+CSS精煤脫水弧形篩篩下水+部分煤泥離心機離心液(另一部分進煤泥桶)[1]進入浮選系統(tǒng)。

CSS粗精煤脫水弧形篩篩孔尺寸為0.5mm-0.7mm，所以進入浮選系統(tǒng)的篩下水中含有大量的大于0.25mm粒級的物料，根據(jù)浮選動力學(xué)特性，大于0.25 mm粒級顆粒在浮選過程中浮選速度慢，容易從泡沫脫落而損失在浮選尾煤中[2-3]，所以，弧形篩篩下水中大量0.25 mm以上合格精煤顆粒進入浮選系統(tǒng)后，部分會損失到浮選尾煤中。因此，提前將合格精煤分離出來，避免進入下一級分選系統(tǒng)，既能減少因重復(fù)分選導(dǎo)致的精煤損失，又降低了下一級分選系統(tǒng)的分選壓力，提高分選效果。所以，降低CSS粗精煤脫水篩的篩孔尺寸，提高分級精度，是解決問題的根本思路[4-5]。

1 邯選廠原工藝效果檢查

1.1 CSS精煤脫水弧形篩篩分效果檢查

對CSS粗精煤弧形篩篩上、篩下物料進行粒度分析，數(shù)據(jù)見表1。

表1 CSS精煤脫水弧形篩篩上、篩下物料粒度組成分析

從表1數(shù)據(jù)可以看出，弧形篩篩上物料中小于120目粒級含量為9.59%，灰分為34.09%；篩下物中大于80目含量為43.98%，灰分為10.91%，此部分物料在篩下物料占比較高，灰分較低，可以直接作為合格精煤產(chǎn)品，若此粒級物料進入浮選系統(tǒng)，容易損失到浮選尾煤中，造成精煤損失。

1.2 浮選指標的分析

浮選系統(tǒng)的入料有煤泥分級旋流器溢流、CSS脫水弧形篩篩下水、部分煤泥離心脫水機離心液，對這三部分入料以及生產(chǎn)入浮煤泥分別進行粒度組成分析，數(shù)據(jù)見表2。

表2 浮選入料粒度組成

從表2中數(shù)據(jù)來看，煤泥分級旋流器溢流中，大于80 目粒級含量只有2.8%，含量很低，而浮選總?cè)敫≈写笥?0 目粒級含量達17.33%，造成入浮中該粒級含量升高的原因為煤泥離心液和弧形篩篩下水中大于80 目粒級含量高，分別占本級的58.47%、43.98%，所以，降低浮選中大于80目粒級顆粒的含量，關(guān)鍵是降低弧形篩篩下水和煤泥離心液中該粒級的含量。

根據(jù)2019年各月月綜合數(shù)據(jù)，對浮選尾煤進行粒度組成分析，數(shù)據(jù)見表3。

表3 浮選尾煤粒度組成

從表3數(shù)據(jù)分析可知：浮選尾煤中大于80目粒級含量達9.47%，灰分為27.60%，可以看出，有部分低灰粗顆粒損失到了浮選尾煤中。

1.3 小結(jié)

從上述分析結(jié)果來看：浮選尾煤中有部分較粗粒級的低灰顆粒。浮選系統(tǒng)中，大于80 目粒級粗顆粒主要來源于CSS粗精煤脫水弧形篩篩下水和煤泥離心機離心液，而減少這部分物料的關(guān)鍵在于提高CSS粗精煤脫水篩的分級效率和分級精度。

2 EPS高效細粒分級篩的工業(yè)試驗

EPS高效細粒分級篩是一種細粒物料強化篩分的新型專利設(shè)備[5]，邯選廠采購1臺型號為EPS-1500的設(shè)備，替代雙系統(tǒng)中其中1個系統(tǒng)中的2臺脫水弧形篩，進行工業(yè)試驗，并與另外一個系統(tǒng)的弧形篩進行效果對比。

2.1 EPS的設(shè)備安裝

原生產(chǎn)工藝流程中，1.0～0.4 mm粒級原煤經(jīng)CSS粗煤泥分選機分選后，精煤經(jīng)2臺弧形篩進行一次脫水，弧形篩下水進浮選入料桶，篩上物再經(jīng)煤泥離心機脫水。EPS高效細粒分級篩替代原系統(tǒng)中的2臺脫水弧形篩，具體安裝如圖1所示。

圖1 EPS設(shè)備安裝示意

2.2 EPS設(shè)備參數(shù)的調(diào)整和試驗結(jié)果的分析

EPS設(shè)備影響煤泥分級效率和分級精度的主要參數(shù)為設(shè)備的長度、篩縫尺寸以及滾筒轉(zhuǎn)速(電機頻率)。設(shè)備長度為出廠設(shè)備固定參數(shù)，工業(yè)試驗主要試驗內(nèi)容為調(diào)整滾筒轉(zhuǎn)速和篩縫尺寸。

(1)滾筒轉(zhuǎn)速試驗。為確保脫水效率和處理量，試驗開始采用0.4 mm篩板，通過調(diào)整滾筒驅(qū)動電機頻率來改變滾筒轉(zhuǎn)速，頻率分別為30、35、40、45 Hz，試驗結(jié)果如表4、表5所示。

表4 滾筒轉(zhuǎn)速條件試驗結(jié)果——篩上物粒度組成

表5 滾筒轉(zhuǎn)速條件試驗結(jié)果——篩下物粒度組成

分析表4、表5試驗結(jié)果可知：隨著滾筒轉(zhuǎn)速的提高，篩上物料中小于120目粒級含量由3.6%逐漸降低至2.77%，篩上物濃度隨著轉(zhuǎn)速的提高，由57.6%提升至60.8%；篩下物料中大于80 目粒級含量由30.86%逐漸升高至35.54%，篩下物濃度由10.5%逐步提升至14.1%。

用曲線圖展示幾項參數(shù)的變化趨勢，如圖2所示。

圖2 各項參數(shù)的變化趨勢

從曲線變化趨勢以及設(shè)備的運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性綜合來看，當(dāng)轉(zhuǎn)筒電機頻率為40 HZ時，設(shè)備的運轉(zhuǎn)狀態(tài)最穩(wěn)定，且設(shè)備的分級效率也較高。

(2)篩縫尺寸調(diào)整試驗。篩縫尺寸的降低，直接影響篩上篩下物料的粒度組成，同時，篩縫尺寸的降低，也會影響設(shè)備脫水率和處理量[7]。EPS共5排篩板，篩孔尺寸由大變小的過程中，每次更換的原則是先更換入料端2排篩板，穩(wěn)定運轉(zhuǎn)一段時間后，再進行后3排篩板的更換。進行篩縫尺寸調(diào)整試驗時，采用不同篩縫組合，來逐步減小篩縫尺寸小，試驗結(jié)果見表6、表7。

從表6、表7中數(shù)據(jù)分析可知：隨著篩縫尺寸的逐步減小，篩上物料的濃度變化較小，篩下物濃度由12.1%降低至7.8%，篩孔尺寸的變化對篩上精煤以及篩下物料灰分的影響較大。

表6 篩縫尺寸變化試驗結(jié)果—篩上物粒度組成

表7 篩縫尺寸變化試驗結(jié)果—篩下物粒度組成

用曲線圖展示幾項參數(shù)的變化趨勢，如圖3所示。

圖3 各項參數(shù)的變化趨勢

從圖2-3曲線的變化趨勢可以明顯看出，篩板篩縫從2排0.2 mm+3排0.3 mm調(diào)整到全部0.2 mm時，篩上物灰分變化不大，而篩下物中大于80目含量大幅度降低，且篩下物灰分大幅度提升。考慮生產(chǎn)過程中篩縫隨著設(shè)備的磨損會有所增大，所以，最終選擇篩板篩縫全部更換為0.2 mm。

2.3 降低離心機篩籃尺寸

將EPS對應(yīng)的離心機篩籃尺寸由0.35 mm降低至0.25 mm，對2臺離心機產(chǎn)品取樣進行對比，數(shù)據(jù)見表8、表9。

表8 2種篩縫尺寸的離心機篩上物粒度組成對比

從表8、表9中數(shù)據(jù)可以看出：篩縫由0.35 mm降低至0.25 mm以后，篩上物料水分略有提高，篩上物料中高灰細泥含量相差不大；離心液濃度降低，且離心液中大于80目含量降低了20.64%，而該粒級灰分僅在11%，離心液中粗粒級的降低意味著離心機多回收，也意味著進入浮選系統(tǒng)的粗粒級減少。篩縫降低后，離心液粒度組成偏細，可直接全部進入浮選系統(tǒng)，避免了高灰細泥在系統(tǒng)中的重復(fù)循環(huán)。

表9 2種篩縫尺寸的離心機離心液粒度組成對比

2.4 小結(jié)

EPS工業(yè)試驗主要從2個條件進行了試驗：滾筒轉(zhuǎn)速和篩縫尺寸。

從試驗結(jié)果來看，當(dāng)滾筒驅(qū)動電機頻率為40 Hz，篩縫尺寸為0.2 mm時，各項指標達到了最佳水平。

將EPS對應(yīng)的離心機篩籃篩縫尺寸降低后，離心液中大于80目含量大幅度降低，篩縫減小后，離心液粒度組成較細，可直接進入浮選系統(tǒng)，避免了高灰細泥在系統(tǒng)中的重復(fù)循環(huán)。

3 EPS與弧形篩脫水效果對比

改造后，EPS處理北部系統(tǒng)CSS溢流，原系統(tǒng)弧形篩處理南部系統(tǒng)CSS溢流，為了確保弧形篩的脫水效果和處理能力，根據(jù)多年來的經(jīng)驗，弧形篩篩縫尺寸控制在0.5～0.7 mm，2個系統(tǒng)2種脫水設(shè)備的指標數(shù)據(jù)進行對比分析，結(jié)果見表10、表11。

表10 2種脫水設(shè)備指標的對比-篩上物料粒度組成

表11 2種脫水設(shè)備指標的對比-篩下物料粒度組成

從表10、表11數(shù)據(jù)分析可知：在達到相同的處理量的情況下，EPS分級下限更低；EPS篩上物料中小于120 目高灰細泥含量比弧形篩低一半；對于篩下物料，EPS的篩下物料中大于80目粒級含量比弧形篩降低39.68%。各項數(shù)據(jù)顯示，EPS比弧形篩分級下限更低，分級更精確高效。

4 應(yīng)用效果分析

經(jīng)過一段時間的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，分別采取2個系統(tǒng)的浮選入料進行粒度分析，另外，分別取2個系統(tǒng)對應(yīng)的浮選尾煤進行對比，結(jié)果見表12、表13。

表12 2個系統(tǒng)對應(yīng)浮選入料粒度組成

從表12中數(shù)據(jù)可以看出，2個系統(tǒng)浮選入料粒度組成差別較大，EPS系統(tǒng)對應(yīng)浮選入料大于80目含量比弧形篩系統(tǒng)對應(yīng)的浮選入料少11%，而減少的這部分物料在上一級粗精煤脫水環(huán)節(jié)隨篩上物料進入最終精煤產(chǎn)品，從而避免其進入浮選系統(tǒng)后對浮選效果的影響[8-10]。

從2個系統(tǒng)的浮選尾煤情況來看，EPS對應(yīng)系統(tǒng)的浮選機尾煤中大于80 目含量低，且浮選尾煤灰分高，整體浮選效果比弧形篩對應(yīng)系統(tǒng)的浮選效果要好。

表13 2個系統(tǒng)對應(yīng)浮選尾煤粒度組成

5 結(jié) 語

(1)EPS基于其反復(fù)翻拋再造漿、篩縫高效清理以及其處理量大等優(yōu)勢，在煤泥深度高效分級中起到了極其重要的作用，在不增加篩上物料中高灰細泥含量的同時，極大地降低了篩下物中大于80 目粒級的含量，為后續(xù)浮選作業(yè)環(huán)節(jié)提供了粒度保障，減少了合格粗粒在浮選系統(tǒng)中的損失，進一步改善浮選效果。

(2)降低煤泥離心機篩籃篩縫尺寸，離心液全部進入浮選系統(tǒng)，既直接提高了合格粗粒的回收率，同時，又避免了離心液返回煤泥桶造成的高灰細泥在系統(tǒng)中的重復(fù)循環(huán)污染。

(3)EPS作為一種新型專利產(chǎn)品，設(shè)備的運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性有待進一步驗證。在設(shè)備運行穩(wěn)定可靠的前提下，考慮將另一系統(tǒng)的2臺脫水弧形篩也替換成EPS。