三星選煤廠介耗控制的改造措施

吳瑞瑞

(山西西山煤電股份有限公司 太原選煤廠, 山西 太原 030023)

三星選煤廠于2019年12月建成投產(chǎn),設(shè)計(jì)原煤入選能力為1.8 Mt/a.采用不脫泥無(wú)壓塊煤三產(chǎn)品旋流器主選—粗煤泥分級(jí)旋流器、螺旋分選機(jī)分選—末煤浮選聯(lián)合工藝流程。2020年由太原選煤廠托管運(yùn)營(yíng)公司托管生產(chǎn),為華威公司晉邦德礦洗選加工4#、10#原煤,發(fā)現(xiàn)三星選煤廠介質(zhì)消耗成本較高。基于此,從管理和技術(shù)損失方面進(jìn)行分析,并結(jié)合三星選煤廠的實(shí)際情況提出合理可行的改進(jìn)措施。

1 存在問(wèn)題

介質(zhì)損失主要包括技術(shù)損失和管理?yè)p失。技術(shù)損失是指重介各產(chǎn)品帶走介質(zhì)以及磁選機(jī)尾礦帶走介質(zhì)等造成的損失;管理?yè)p失是指由于介質(zhì)運(yùn)輸、轉(zhuǎn)載、添加方式不佳等管理不善及生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的跑、冒、滴、漏而造成的損失[1].

1.1 技術(shù)損失

1) 產(chǎn)品脫介。

脫介篩噴水的主要目的是促進(jìn)產(chǎn)品與介質(zhì)分離。三星選煤廠脫介篩的沖水嘴為一字排開(kāi),造成相鄰沖水嘴的水流面邊緣交叉,降低了沖水打在篩面物料上的實(shí)際壓力。當(dāng)某一產(chǎn)品回收率增高導(dǎo)致篩面物料變厚時(shí),容易產(chǎn)生沖水打不透篩面物料的現(xiàn)象,造成產(chǎn)品脫介效果不佳。

脫介篩沖水與篩板擋堰的位置設(shè)置不合理。部分脫介篩的兩道擋堰之間設(shè)置了兩道沖水。沖水量大、脫水不及時(shí)造成該區(qū)域的產(chǎn)品泡在水中,當(dāng)產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)到下一區(qū)域時(shí)表面仍帶有介質(zhì),兩道沖水的作用得不到充分發(fā)揮。

沖水管頂端的鴨子嘴距側(cè)篩幫10～20 cm,沖水經(jīng)鴨子嘴擴(kuò)展后的水流面未能覆蓋整個(gè)煤流斷面[2],導(dǎo)致篩面邊緣的產(chǎn)品帶介高。經(jīng)日常生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),脫介篩邊緣20 cm產(chǎn)品帶介達(dá)20 kg/t.

矸石產(chǎn)品的弧形篩入料穩(wěn)料箱為傳統(tǒng)的箱式結(jié)構(gòu),且矸石產(chǎn)品流速較小,導(dǎo)致物料進(jìn)入穩(wěn)料箱后分布不均,弧形篩上物料分布為三點(diǎn)下料而不是均勻下料。這樣不僅矸石弧形篩的利用率不高,脫介篩的合介段利用率也不高,影響矸石產(chǎn)品脫介。

2) 介質(zhì)回收。

晉邦德礦原煤的原生煤泥含量高且變化大。-0.5 mm末煤含量在21%～30%. 由于三星選煤廠場(chǎng)地空間限制,無(wú)法增加脫泥系統(tǒng)對(duì)入選原煤進(jìn)行預(yù)脫泥處理,造成分選系統(tǒng)中的煤泥含量較高。為保證合介中煤泥含量滿足中損、矸損指標(biāo)要求,經(jīng)常需要大開(kāi)分流。且由于弧形篩磨損、脫介篩的合格介質(zhì)段較短等原因,合格介質(zhì)回收量較小,導(dǎo)致精煤磁選機(jī)的入料濃度較高,入料量較大。隨著磁選機(jī)入料濃度增高,入料黏度增加使得礦物粒子間的運(yùn)動(dòng)阻力增大,磁性物顆粒翻轉(zhuǎn)困難,不利于磁性物回收[3].

該廠磁選機(jī)的位置在脫介篩上層,入料方式為渣漿泵給料,非自流式給料,所以磁選機(jī)的原礦入料流速較快且不穩(wěn)定,影響介質(zhì)回收效果。

該廠使用的逆流型永磁筒式磁選機(jī)結(jié)構(gòu)上存在一定的缺陷。主要表現(xiàn)為磁偏角設(shè)置不合理;槽體底部與圓筒之間的距離較近。這些因素導(dǎo)致物料經(jīng)過(guò)掃選區(qū)時(shí)的流速較快,使得磁選尾礦品位增加,影響介質(zhì)回收效果。

3) 其他原因。

該廠粗煤泥選用螺旋分選機(jī)分選磁選機(jī)尾礦,由于磁選機(jī)本身的缺陷,螺旋分選機(jī)的入料中存有一定量的介質(zhì)。這部分高比重的介質(zhì)在螺旋分選機(jī)的槽面運(yùn)動(dòng)時(shí),由于其本身與槽面沿向心方向的摩擦力大于圓周運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的離心力,導(dǎo)致絕大多數(shù)介質(zhì)會(huì)沿槽面內(nèi)側(cè)邊緣運(yùn)動(dòng)進(jìn)入螺旋分選機(jī)的尾礦中。螺旋分選機(jī)尾礦帶介高時(shí)可達(dá)18.5 kg/t,而這部分介質(zhì)未經(jīng)過(guò)回收。

1.2 管理?yè)p失

三星選煤廠的管理?yè)p失主要存在于運(yùn)輸、儲(chǔ)藏、加介過(guò)程中的流失;管路磨損造成的跑冒滴漏;工作人員日常生產(chǎn)操作不當(dāng)、生產(chǎn)工藝檢查不到位造成的介質(zhì)流失等。

2 改造措施

2.1 技術(shù)損失

2.1.1 改善脫介篩沖水效果

對(duì)沖水管上固定沖水嘴的短節(jié)進(jìn)行改造,由原來(lái)統(tǒng)一長(zhǎng)度改為5 cm和10 cm的短節(jié)交錯(cuò)安裝。這樣將相鄰沖水嘴的水流面形成一個(gè)前后交錯(cuò)的布局,避免因水流面交叉造成的沖水壓力損耗,改善產(chǎn)品脫介效果。同時(shí)在每道沖水管路上加裝沖水過(guò)濾器、壓力表,保證沖水水質(zhì)清潔,實(shí)時(shí)監(jiān)控沖水壓力,為調(diào)整沖水量提供量化依據(jù)。

改造沖水管的位置,根據(jù)脫介篩上篩板擋堰的位置確定沖水的位置,保證順煤流方向一道擋堰的后方只有一道沖水,這樣既保證產(chǎn)品可以均勻受到水流沖擊,分離介質(zhì);也可以保證從產(chǎn)品上脫離下來(lái)的介質(zhì)及時(shí)透篩至稀介中進(jìn)行下一步的介質(zhì)回收,降低產(chǎn)品二次帶介的概率。

在沖水管的末端增加沖水嘴,保證沖水的水流面可以覆蓋煤流斷面。

2.1.2 增加合介回收量

在矸石弧形篩入料穩(wěn)料箱內(nèi)加斜板,正對(duì)矸石穩(wěn)料箱入料管口,物料打到斜板后分散,使矸石弧形篩均勻入料。這不僅增加了矸石產(chǎn)品中合介的回收量,還降低了弧形篩和篩板的磨損,同時(shí)矸石合介中部分細(xì)粒級(jí)的矸石顆粒可以充當(dāng)重介質(zhì)的作用。

對(duì)重介質(zhì)旋流器的精煤穩(wěn)料箱出料槽進(jìn)行改造,增設(shè)精煤預(yù)脫介環(huán)節(jié),提前回收一部分合格介質(zhì)。

2.1.3 調(diào)整磁選機(jī)結(jié)構(gòu)

對(duì)磁選機(jī)的入料管和入料槽進(jìn)行改造,在入料槽外增加緩沖槽,原礦經(jīng)緩沖槽緩沖后翻料至磁選機(jī)的入料槽,使磁選機(jī)的原礦入料更平穩(wěn)。

根據(jù)磁選尾礦的品位調(diào)整每臺(tái)磁選機(jī)磁偏角,選擇磁選尾礦品位最低時(shí)對(duì)應(yīng)的磁偏角進(jìn)行使用。同樣根據(jù)磁選尾礦的品位調(diào)整槽體底部與圓筒之間的距離。在每臺(tái)磁選機(jī)增加10 mm左右的距離時(shí)達(dá)到磁選效率相對(duì)比較理想的狀態(tài)。

在每臺(tái)磁選機(jī)的底面和側(cè)面加裝放料閥門(mén),清理磁腔更方便、更徹底,保證磁選機(jī)在開(kāi)機(jī)前可以通過(guò)清理內(nèi)部積料達(dá)到相對(duì)理想的待機(jī)狀態(tài)。

2.1.4 增加一臺(tái)磁選機(jī)提高處理量

為提高洗選效率,入選原煤量逐漸增大。為適應(yīng)這一改變,增加了一臺(tái)中矸磁選機(jī),與原有磁選機(jī)串聯(lián)構(gòu)成矸石稀介二次磁選;后期根據(jù)原煤煤質(zhì)變化(精煤回收率增加,矸石回收率下降),將中矸二次磁選機(jī)改造為精煤、矸石兩用磁選機(jī),保證磁選機(jī)的處理量符合生產(chǎn)要求。

2.1.5 回收螺旋分選機(jī)尾礦中的介質(zhì)

改造工藝,使螺旋分選機(jī)的尾礦可以由原來(lái)的管路直接進(jìn)入高頻篩脫水,也可以進(jìn)入矸石稀介積水槽中,入矸石稀介回收系統(tǒng)。改造后如遇磁選機(jī)磁選效率降低時(shí),磁選尾礦中的介質(zhì)還可以得到回收。

2.2 管理?yè)p失

2.2.1 加強(qiáng)機(jī)修管理

對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的跑、冒、滴、漏問(wèn)題,一經(jīng)發(fā)現(xiàn)及時(shí)治理。同時(shí)設(shè)立管路、積水槽使用維修臺(tái)賬,制定檢修計(jì)劃,對(duì)使用一定周期的稀介管路進(jìn)行翻轉(zhuǎn)或者更換;對(duì)脫介篩稀介積水槽內(nèi)部鋪設(shè)不銹鋼板,延長(zhǎng)使用周期,降低積水槽破損漏料的風(fēng)險(xiǎn)。

2.2.2 下水系統(tǒng)改造

脫介篩周?chē)⒋胚x機(jī)附近等容易帶介質(zhì)的下水均走向稀介桶,進(jìn)行回收。同時(shí)下水口增設(shè)篦子過(guò)濾雜物,避免因下水中雜物進(jìn)入介質(zhì)回收系統(tǒng)影響磁選機(jī)的磁選效率。

2.2.3 加強(qiáng)加介管理

由于該廠場(chǎng)地限制,不具備設(shè)置濃介桶的條件,只能直接將介質(zhì)添加至合介桶中,所以更需要嚴(yán)格加介管理。要求每次加介必須在生產(chǎn)前2 h,保證介質(zhì)充分浸泡潤(rùn)濕,且每次加介量可以保證當(dāng)班生產(chǎn)或連續(xù)生產(chǎn)的介質(zhì)用量,嚴(yán)禁生產(chǎn)過(guò)程中加介。

2.2.4 加強(qiáng)生產(chǎn)工藝管理

預(yù)脫介管理。每班開(kāi)車(chē)前檢查預(yù)脫介篩板,發(fā)現(xiàn)篩板磨損、堵塞及時(shí)處理。

弧形篩管理。如弧形篩出現(xiàn)不積料的情況,停車(chē)后檢查磨損程度,并根據(jù)具體情況進(jìn)行翻轉(zhuǎn)或更換。每日檢查弧形篩篩板,發(fā)現(xiàn)破損立即處理,避免因跑粗造成磁選效率降低。

脫介篩管理。保證噴水嘴子暢通,當(dāng)發(fā)現(xiàn)連續(xù)3個(gè)嘴子堵或者有嘴子掉落時(shí),停煤處理;如單個(gè)嘴子堵塞,停車(chē)后處理。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)生產(chǎn)過(guò)程中沖水形狀,如沖水不成扇形,散花,則更換沖水嘴。定期檢查噴水管過(guò)濾器,發(fā)現(xiàn)有雜物或?yàn)V網(wǎng)破損及時(shí)清理或更換。嚴(yán)格控制洗水濃度,嚴(yán)禁出現(xiàn)沖水變黑的情況。每日檢查脫介篩篩板,發(fā)現(xiàn)破損立即處理。每周檢查篩板篩縫,發(fā)現(xiàn)篩縫過(guò)寬時(shí),調(diào)換位置或更換。生產(chǎn)過(guò)程中,保證脫介篩不串介、不跑水。動(dòng)態(tài)觀察篩下水的濃度和粒度組成,如有跑粗現(xiàn)象,及時(shí)匯報(bào)。

磁選機(jī)管理。磁選機(jī)入料濃度保證在20%左右,濃度過(guò)高時(shí),補(bǔ)加稀釋水。入料粒度在0～1 mm,如發(fā)現(xiàn)跑粗現(xiàn)象,查找原因。磁選機(jī)入料量不能過(guò)大、也不能過(guò)小,通過(guò)調(diào)整尾礦底流控制閥門(mén),在保證溢流量占入料量25%左右的情況下,觀察溢流厚度在1 cm左右為最佳。生產(chǎn)過(guò)程中,磁選機(jī)保證溢流均勻,不翻花,入料小管、尾礦下料管不堵塞。磁選機(jī)噴淋水沿磁輥均勻分布,如有噴淋水堵塞,及時(shí)清理疏通。每月檢測(cè)一次磁選機(jī)磁偏角,保證磁偏角在技術(shù)要求范圍內(nèi)。

2.2.5 產(chǎn)品帶介檢測(cè)

要求每個(gè)夜班檢測(cè)精煤、中煤、矸石、煤泥、矸石磁選機(jī)磁尾的帶介指標(biāo)。不定期抽查各臺(tái)磁選機(jī)尾礦帶介情況。

3 應(yīng)用效果

3.1 脫介篩產(chǎn)品帶介降低

通過(guò)脫介篩沖水的改造和加強(qiáng)管理,脫介篩邊緣20 cm產(chǎn)品帶介由20 kg/t降低至1 kg/t;脫介篩整體產(chǎn)品帶介由5 kg/t降低至0.9 kg/t,產(chǎn)品帶介量明顯降低。

3.2 增加合介回收量

通過(guò)增設(shè)精煤預(yù)脫介和矸石弧形篩入料穩(wěn)料箱改造,達(dá)到了合介回收量增加,精煤弧形篩、脫介篩上介質(zhì)通過(guò)量降低的效果;降低了磁選機(jī)入料的入料濃度和入料量,改善了產(chǎn)品脫介效果和磁選機(jī)回收效果;降低了弧形篩和脫介篩板的磨損速度。

3.3 磁選機(jī)回收效果改善

對(duì)該廠磁選機(jī)調(diào)整前后的回收效果進(jìn)行單機(jī)檢測(cè)(精煤磁選機(jī)),檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1.

表1 三星選煤廠磁選機(jī)工藝效果表

由表1可知,通過(guò)增加1臺(tái)磁選機(jī)、改造磁選機(jī)結(jié)構(gòu)和加強(qiáng)管理,磁選機(jī)回收效果明顯改善,磁性物回收率提高至99.72%,尾礦帶介量下降至0.58%.

3.4 回收螺旋尾礦中的介質(zhì)

將螺旋分選機(jī)尾礦導(dǎo)流進(jìn)矸石稀介回收系統(tǒng)中,遇到精煤磁選機(jī)回收效果差時(shí)能將精煤磁選機(jī)磁尾中損失掉的介質(zhì)二次回收,同時(shí)可以利用螺旋分選機(jī)的分選特性為磁性物回收提供保障。

4 結(jié) 語(yǔ)

介耗是衡量重介選煤廠工藝水平和管理水平的重要指標(biāo),也是提高選煤廠經(jīng)濟(jì)效益的重要環(huán)節(jié)。三星選煤廠通過(guò)脫介篩沖水改造、預(yù)脫介改造、磁選機(jī)改造等設(shè)備改造和各項(xiàng)管理措施的實(shí)施,介耗已由4.25 kg/t降低至1.57 kg/t,介質(zhì)消耗成本得到有效控制。同時(shí)相關(guān)設(shè)備配件消耗成本也得到一定程度的降低。

未來(lái)除上述控制介耗的措施外,還將加強(qiáng)介質(zhì)質(zhì)量管理,探索更合理的工藝布局,生產(chǎn)過(guò)程中將時(shí)刻關(guān)注介耗情況,做好日常統(tǒng)計(jì)分析,根據(jù)具體問(wèn)題提出有針對(duì)性的措施,保證介耗穩(wěn)定可控,切實(shí)控制生產(chǎn)成本,提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。