新河選煤廠降低介耗的研究與應用

韓 峰，汪才飛，周建方，張定智，馮小平

(山東能源淄礦集團 山東博選礦物資源技術開發有限公司，山東 濟寧 272173)

1 新河選煤廠概述

新河選煤廠隸屬于山東能源淄礦集團新河礦業有限公司，為新河礦井配套建設工程，現由山東能源淄礦集團博選礦物資源技術開發有限公司運營。新河選煤廠年設計能力120萬t，采用“無壓三產品旋流器分選+粗煤泥旋流器分級濃縮+細煤泥濃縮壓濾”生產工藝。毛煤(200～0 mm)經分級篩進行60 mm分級，大于60 mm原煤采用淺槽分選，小于60 mm原煤采用無壓三產品重介旋流器分選，1～0.25 mm粗煤泥由TBS分選機分選，細煤泥經濃縮后采用壓濾回收。

在重介選煤廠中，磁鐵礦粉作為分選介質，其用量大小直接影響著運營成本和煤質穩定性，是一項主要的技術經濟指標，對于選煤廠降本增效具有十分重要的意義[1-2]。新河選煤廠在建廠之初，生產時噸煤介耗高達1.5 kg以上，介質粉消耗較多，造成了生產成本的增加，嚴重影響了選煤廠的經濟效益。對于托管型選煤廠來說，降低介耗刻不容緩，該廠組織成立了降低介耗攻關QC小組，旨在分析介耗偏高的原因，找出降低介耗的對策，并組織實施。

2 介耗偏高的原因及解決措施

2.1 技術方面

2.1.1 脫介篩

(1)噴淋水管脫介過程中存在的問題：直線脫介篩只有1組噴淋水管，噴淋面積小，噴淋水噴不透精煤，介質隨著精煤跑掉，造成介耗增加；噴淋水管只有一側有噴頭，噴淋面積小，噴淋水與篩面垂直，脫介效果差；噴淋水管上的噴頭噴淋時在一條水平線上，增大水壓后相鄰噴頭相護干涉，影響噴水效果。

針對此問題，研制了新式噴淋水管(圖1)，增加了1組噴淋水管，增大噴淋面積，使噴淋水噴透精煤，防止造成介質隨著精煤跑掉；新式噴淋水管采用雙管形式，雙管上均安裝噴頭，將噴頭安裝成與篩面成一定角度，增強脫介效果；噴淋水噴頭管路長短相間，增加了噴淋水噴淋面積的同時，減輕了相鄰2個噴頭之間的噴水相護干涉，新型噴淋水管安裝示意如圖2所示。

圖1 新型噴淋水管示意

圖2 新型噴淋水管現場安裝示意

(2)脫介篩篩板存在的問題：篩板采用篩梁固定，篩梁為棱角分明的四面體，產品中夾雜的尼龍線毛容易掛在篩梁上；尼龍線毛會越聚越多，堵塞篩孔造成篩面面積銳減，影響脫介；尼龍線毛清理時費時費力，每個工人清理1塊篩板需要3 h，堵塞的篩板需經常更換，增加了維修量。

針對原篩板缺陷，研制了防掛毛篩板，2種篩板如圖3所示。防掛毛篩板去除了原篩板起固定作用的篩梁，使用不銹鋼焊條在篩板上焊接一條焊道，替代了起固定作用的篩梁；焊道是表面光滑的曲面結構，合格介質液中的尼龍線毛經過焊道時附著力減小，很難再被掛住，不再被掛住的尼龍線毛很容易隨合介液透過篩板進入合介桶或隨煤流排出，篩縫不再堵塞，減小了稀介段介質液濃度，提高了磁選機回收效率，大大降低了介質損耗。

圖3 新舊篩板對比

2.1.2 弧形篩

弧形篩的合介液經過脫介后流到脫介篩合介段上，因為流速較快，無法流到入料盲板上，直接流到合介段的中部位置篩板，降低了合介段的脫介時間，影響脫介效果。弧形篩未設計安裝入料箱均衡板，由于入料不均勻造成脫介篩上物料有厚有薄，較厚的地方難以脫介，造成介耗偏高和篩板異常磨損。

針對弧形篩脫介效果差的問題，改進了弧形篩，為弧形篩安裝阻料箱和入料箱均衡板。為弧形篩設計安裝合格介質液阻流箱(圖4)，大量的合格介質液和產品便被阻擋并流到入料盲板上，延長了產品在合介段的脫介時間，起到降低介耗的作用。安裝入料箱均衡板(圖5)，不均勻的產品入料進入弧形篩入料箱以后，首先被入料箱的背板反彈，之后落到第1道均衡板，流速得到大幅度降低；然后進入第2道均衡板，料層厚的地方會往料層薄的地方分散；最后進入弧形篩篩面。通過使用均衡板，使入料均衡地進入脫介篩，不再出現厚薄不均的問題，一定程度上降低了介質消耗。

圖4 合介液阻流箱示意

圖5 弧形篩入料箱均衡板示意

2.1.3 磁選機

磁選機溢流調節使用的是調節板，調節板分大小孔2種，溢流較高時使用大孔調節板，當溢流低或無溢流時使用小孔調節板，這種調節方式不方便、不及時，造成調節精度較差，難以達到合理的溢流高度，溢流堰過低或過高時，容易造成磁選尾礦帶介量過高。

針對磁選機溢流調節的問題，研究發現調節尾礦槽尾礦管徑是實現調節溢流堰高度的主要方式，通過在尾礦管加設手柄對夾式蝶閥(圖6)，巡崗工可通過轉動操作手柄，實現尾礦流量調節，從而達到調節溢流堰高度的目的。

圖6 蝶閥安裝示意

2.2 管理方面

2.2.1 確保介質質量

加強各項指標的檢驗，嚴把介質入廠關。對于每批入廠介質，化驗人員都采取9點取樣法進行采樣，每次采取2個樣品，根據行業標準MT/T 1017—2007《選煤用磁鐵礦粉》及國家標準GB 50359—2016《煤炭洗選工程設計規范》中對磁鐵礦粉的技術要求(表1)，分別進行水分、粒度、磁性物、真密度的檢測，任何一項指標達不到要求，聯系介質生產廠家重新進貨或按規定處理，保證入廠介質批批合格[3-4]。

表1 選煤用磁鐵礦粉技術參數

2.2.2 加強操作管理，提高管理水平

介質回收利用過程中的技術管理方法在降低介耗過程中起到相當重要的作用。在管理層面制定了相應的措施及方法，進一步降低噸煤介耗，包括脫介篩脫介管理、介質使用環節管理、磁選機噴淋水管理、磁選機溢流堰管理共4項。

(1)脫介篩脫介管理。建立篩板定期清理及檢查更換制度，現場巡視一旦發現有噴頭堵塞或壓力變小的情況，立即停車進行清理或更換，保證噴淋效果，每班記錄清理噴頭的個數及位置；加強篩板日常清理與更換，啟停車前清理各脫介篩篩面，及時更換堵塞篩板和破損篩板，確保脫介篩篩面透篩率；每隔1周翻轉1次弧形篩篩板，保證弧形篩篩板的切割效果，增強脫介性能；及時更換效果不佳的弧形篩，清理弧形篩篩板掛毛，確保弧形篩脫介效果[5-6]。

(2)介質使用環節管理。介質使用環節方面，通過記錄加介時間估算加介量，并記錄前后2次加介間隔，估算此段時間內的介耗，根據介耗數據分析介質回收系統是否正常。加大跑冒滴漏的整治力度，杜絕現場介質損耗。為3臺脫介篩安裝防濺板，防止介質濺出篩外。

(3)磁選機噴淋水管理。噴淋水能夠有效噴除磁選機滾筒表面回收的介質，并使介質流入合格介質桶，噴淋水量、壓力的大小直接影響到介質的回收效果。每天檢查并清理磁選機噴淋水管噴水孔，保證噴淋水量和壓力，使滾筒表面保持干凈無黑印，保證磁選機回收效果。

(4)磁選機溢流堰管理。溢流堰過高或過低都會降低脫介效果，根據磁選機溢流液位，及時調節尾礦底流閥，使磁選機溢流液位維持在1 mm左右水平，最大化提高磁選機介質回收率[7]。

3 改造效果

通過上述改造措施，總結技術檢查數據，新河選煤廠磁選尾礦帶介量平均值0.17 g/L，精煤帶介量平均值為0.38 kg/t，重介質選煤的介質粉消耗由之前的1.5 kg/t降低至0.7 kg/t，以一年入洗95 萬t，介質價格653 元/t計算，每年可節約資金95×0.8×653/1000=49.628萬元。

4 結 語

新河選煤廠通過對整個介質回收系統展開診斷工作，從技術和管理兩方面進行改造和優化。一方面優化脫介篩噴淋水管和磁選機尾礦溢流調節裝置，另一方面確保介質粉的質量，加強管理，使選煤廠噸煤介耗大幅度降低，最終降低了生產成本，提高了選煤廠經濟效益。