棋盤井洗煤廠煤泥水分級(jí)浮選工藝改造
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溫 磊1，2 袁治國(guó)1.2 曹永丹2 曹 釗2 張金山2
（1．神華蒙西煤化股份有限公司棋盤井洗煤廠，內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市，017000；
2．內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)研究院，內(nèi)蒙古自治區(qū)包頭市，014010）
摘 要 針對(duì)煤泥水處理過(guò)程中浮選跑粗和浮選時(shí)間不足的問(wèn)題，神華蒙西棋盤井洗煤
廠結(jié)合自身的工藝特點(diǎn)進(jìn)行了煤泥水分級(jí)設(shè)備和浮選工藝流程改造。通過(guò)工藝流程改造提高
了分級(jí)效率和精煤產(chǎn)率，降低了浮選尾煤損失、精煤高灰率和尾煤低灰率，提升了生產(chǎn)指標(biāo)
的穩(wěn)定性。
關(guān)鍵詞 煤泥浮選 跑粗技術(shù)改造 效率 中圖分類號(hào) TD946
神華蒙西棋盤井洗煤廠位于鄂爾多斯市棋盤井鎮(zhèn)，是處理能力為500萬(wàn)t/a的特大型焦煤洗煤廠，主要生產(chǎn)工藝流程為無(wú)壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器——煤泥重介旋流器——煤泥浮選，煤泥水系統(tǒng)的工藝流程為中矸稀介經(jīng)過(guò)脫介后進(jìn)入一段濃縮，精煤稀介脫介后經(jīng)過(guò)擊打篩截粗，篩上物經(jīng)過(guò)離心機(jī)脫水作為精煤產(chǎn)品，篩下水則進(jìn)入浮選系統(tǒng)。
洗煤廠目前存在的問(wèn)題一是煤泥水截粗篩篩孔尺寸大，浮選人料中粗粒級(jí)含量較高，浮選尾煤跑粗現(xiàn)象嚴(yán)重；二是浮選流程采用一粗一掃開(kāi)路浮選，浮選時(shí)間較短，浮選指標(biāo)差且不穩(wěn)定。已有研究表明浮選粒度的組成對(duì)浮選效果存在較大影響，有研究人員指出在同一浮選設(shè)備下，礦物浮選存在最大可浮粒度，人料中超過(guò)這一粒度的礦物顆粒不能被氣泡捕捉上浮，從而損失至浮選尾礦中，即造成了浮選“跑粗”。常見(jiàn)浮選“跑粗”控制措施有：優(yōu)化分級(jí)設(shè)備，如范各莊洗煤廠和介休洗煤廠；控制煤泥水液面，如新汶礦業(yè)集團(tuán)良莊煤礦和潞安石圪節(jié)煤礦選煤廠；粗煤泥進(jìn)行單獨(dú)回收，如老虎臺(tái)洗煤廠和太西洗煤廠。
針對(duì)浮選跑粗現(xiàn)象和浮選時(shí)間不足這一問(wèn)題，棋盤井洗煤廠結(jié)合自身的工藝特點(diǎn)進(jìn)行了分級(jí)設(shè)備和浮選工藝流程改造，改造后的煤泥水分級(jí)效果和浮選指標(biāo)都得到提高。
1 煤泥分級(jí)浮選原工藝流程及存在的問(wèn)題
1.1煤泥分級(jí)浮選原工藝流程
改造前，棋盤井洗煤廠煤泥分級(jí)設(shè)備為擊打翻轉(zhuǎn)弧形篩，篩孔為0.5 mm，原浮選工藝共有6臺(tái)浮選機(jī)，每2臺(tái)組成一條生產(chǎn)線，全廠共3條浮選生產(chǎn)線，浮選流程為一粗一掃，粗選和掃選精煤混合成為最終浮選精煤，掃選尾煤為最終浮選尾煤進(jìn)入一段斜管濃縮池，改造前煤泥分級(jí)浮選工藝流程如圖1所示。
1.2 原工藝流程存在的問(wèn)題
原工藝流程存在的問(wèn)題一是由于擊打翻轉(zhuǎn)弧形篩篩孔較粗，使得浮選人料粒度較粗，浮選尾煤損失嚴(yán)重，若在不改變分級(jí)設(shè)備的前提下更換細(xì)孔篩網(wǎng)，又會(huì)使生產(chǎn)中篩上竄水量大，篩分效率降低；二是浮選流程為一粗一掃開(kāi)路浮選，浮選中礦沒(méi)有循環(huán)，使得煤泥浮選時(shí)間不足，尾煤損失較大，若增大掃選的刮跑量，浮選精煤灰分又會(huì)偏高，造成分選效果較差。
改造前浮選機(jī)的入料濃度為109 g／L，一段入料灰分為20. 96%，浮選精煤灰分為11. 52%，尾煤灰分為35. 86%，浮選精煤高灰率為43. 93%，浮選尾煤低灰率為24. 7%，浮選精煤產(chǎn)率為61. 22%，可燃體回收率為68. 53%，非可燃體混雜率為33. 65%，浮選完善指標(biāo)為34. 88%。由此可見(jiàn)，原工藝流程的浮選精煤可燃體回收率較低，浮選完善指標(biāo)較差，且生產(chǎn)中精煤的高灰率和尾煤的低灰率都較高，這表明原工藝流程浮選效果較差且指標(biāo)不穩(wěn)定。
2棋盤井洗煤廠煤泥分級(jí)浮選工藝流程改造方案
(1)將原分級(jí)設(shè)備由擊打翻轉(zhuǎn)弧形篩替換為振動(dòng)擊打翻轉(zhuǎn)弧形篩，2種篩分設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖2所示。
由圖2 (b)可以看出，振動(dòng)擊打翻轉(zhuǎn)弧形篩安裝有振動(dòng)電機(jī)，振動(dòng)頻率為12 Hz，與圖2(a)
相比，振動(dòng)擊打翻轉(zhuǎn)弧形篩的篩分效率更高，篩上竄水量小，在保證篩分效率的同時(shí)，還可以將篩網(wǎng)的篩孔孔徑調(diào)得更小，繼而減少篩下物中粗粒級(jí)的含量，改造后的振動(dòng)擊打翻轉(zhuǎn)弧形篩篩板的篩孔孔徑由原工藝的0.5 mm降至0．35 mm。
(2)將一粗一掃開(kāi)路浮選改造為一粗一掃閉路浮選工藝，掃選精礦返回至粗選給礦，延長(zhǎng)了中礦的浮選時(shí)間，改造后的工藝流程如圖3所示。
與圖1相比，圖3中將原分級(jí)設(shè)備由擊打翻轉(zhuǎn)弧形篩改為振動(dòng)擊打翻轉(zhuǎn)弧形篩，后者在篩框上安裝了振動(dòng)電機(jī)，提高了分級(jí)效率，從而減少浮選礦漿中過(guò)大顆粒的含量，改善了浮選人料粒級(jí)組成；浮選流程與原工藝相比，將一粗一掃開(kāi)路浮選改造為一粗一掃閉路浮選，增加了中礦的浮選時(shí)間，優(yōu)化了浮選效果。
3 工藝改造后煤泥分級(jí)浮選的效果評(píng)價(jià)
3.1 分級(jí)指標(biāo)對(duì)比
改造前分級(jí)設(shè)備擊打翻轉(zhuǎn)弧形篩和改造后篩分設(shè)備振動(dòng)擊打翻轉(zhuǎn)弧形篩的篩下粒級(jí)組成見(jiàn)表1。
由表1可以看出，分級(jí)設(shè)備改造后，篩下粒級(jí)組成中粗粒級(jí)含量有所降低，改造后篩下物料中沒(méi)有+0.5 mm的粒級(jí)，+0.25 mm粒級(jí)由5.07%降低至1.5%，優(yōu)化了煤泥浮選的粒級(jí)組成。
改造前和改造后分級(jí)設(shè)備的篩分效率見(jiàn)表2。
由表2可以看出，改造后分級(jí)設(shè)備的篩分效率由改選前的41. 92%提高至66. 79%。
3.2 浮選指標(biāo)對(duì)比
改造前和改造后浮選指標(biāo)對(duì)比見(jiàn)表3，改造前和改造后浮選生產(chǎn)穩(wěn)定性指標(biāo)對(duì)比見(jiàn)表4。
由表3和4可以看出，改造后浮選工藝的一系列技術(shù)指標(biāo)得到改善：
(1)浮選工藝流程改造后，浮選人料灰分變化不大，浮選精煤灰分降低了0．81%，尾煤灰分提高了18. 23%，浮選精煤產(chǎn)率增加了16. 26%，可燃體回收率增加了18. 29%，浮選精煤高灰率降低了38. 29%，浮選尾煤低灰率降低了22.14%，浮選完善指標(biāo)增加了12. 12%；
(2)浮選流程工藝更簡(jiǎn)單、更容易控制，浮選精灰尾煤的穩(wěn)定率和合格率得到大幅度提升；
(3)浮選精煤灰分的降低，解決了重介背灰現(xiàn)象，使重介指標(biāo)考核范圍得以提升，從而提高了總洗精煤產(chǎn)率。
4結(jié)論
(1)針對(duì)棋盤井洗煤廠煤泥分級(jí)浮選指標(biāo)差以及生產(chǎn)不穩(wěn)定這一問(wèn)題，進(jìn)行了分級(jí)浮選工藝流程改造，將分級(jí)設(shè)備有擊打翻轉(zhuǎn)弧形篩改造為振動(dòng)擊打翻轉(zhuǎn)弧形篩，浮選工藝由一粗一掃開(kāi)路浮選改造為一粗一掃閉路浮選。
(2)改造后分級(jí)設(shè)備減少了篩下粒級(jí)組成中粗粒級(jí)的含量，優(yōu)化了浮選粒級(jí)組成，篩分效率由
41. 92%提高至66. 79%。
(3)改造后浮選指標(biāo)得到優(yōu)化，精煤產(chǎn)率增加了16. 26%，尾煤灰分提高了18. 23%，降低了尾煤可燃體損失，浮選精煤高灰率和尾煤低灰率大幅度降低，提高了生產(chǎn)指標(biāo)的穩(wěn)定性。
