優(yōu)化重介介質系統(tǒng)項目的試驗研究

成建彪

（1.太原理工大學礦業(yè)工程學院，山西 太原 030024；2.華晉焦煤有限責任公司，山西 柳林 033315）

優(yōu)化重介介質系統(tǒng)項目的試驗研究

成建彪1,2

（1.太原理工大學礦業(yè)工程學院，山西 太原 030024；2.華晉焦煤有限責任公司，山西 柳林 033315）

沙曲選煤廠通過優(yōu)化重介介質系統(tǒng)項目的試驗研究，實現(xiàn)了自動控制分流量，自動配加重介質，精確計量介質消耗，穩(wěn)定產(chǎn)品質量，提高精煤產(chǎn)率，產(chǎn)生了可觀的經(jīng)濟效益和社會效益，值得應用。

重介介質系統(tǒng)；磁性物含量；試驗研究；優(yōu)化

1概述

沙曲選煤廠是華晉焦煤有限責任公司離柳礦區(qū)沙曲煤礦的配套項目。一期工程建設規(guī)模為150萬t/a，由北京煤炭設計院設計，采用跳汰-浮選聯(lián)合工藝流程。主導產(chǎn)品為8、9級煉焦精煤。二期工程實施總體設計分期建設的方式，總體設計能力為800萬t/a?，F(xiàn)有模塊廠房建設規(guī)模為300萬t/a，總投資9 975萬元。由邯鄲設計院設計，澳大利亞申克公司總承包建設，2004年9月奠基開工，2005年8月投入生產(chǎn)，主導產(chǎn)品為10級煉焦精煤?，F(xiàn)有儲裝運系統(tǒng)建設規(guī)模為500萬t/a，由邯鄲設計院設計，中煤五處和山西金信公司共同承建，2005年8月開工，2007年5月投入使用。主要工藝采用：原煤動篩排矸50 mm～0.5mm原煤預脫泥有壓兩產(chǎn)品,重介旋流器主再洗0.5mm～0mm煤泥浮選聯(lián)合工藝流程。

2 問題的提出

在重介選煤工藝過程中，懸浮液密度的大小和穩(wěn)定性直接影響到產(chǎn)品的質量；懸浮液中煤泥的含量，也是影響分選效果的重要因素之一。工藝一般采用分流來實現(xiàn)系統(tǒng)煤泥量的平衡。沙曲選煤廠目前只能靠經(jīng)驗來控制分流的開度，做不到準確及時，不能保證懸浮液的穩(wěn)定性，從而無法保證產(chǎn)品質量穩(wěn)定。

沙曲選煤廠目前的重介介質添加系統(tǒng)是：廠房地面有一個斜面的介質坑及泵，用于對系統(tǒng)介質進行補加，補加的介質通過加介泵進入稀介質系統(tǒng)，經(jīng)磁選機回收，進入合格介質桶。系統(tǒng)帶來的弊病是：配加重介質時間滯后，造成重介密度調(diào)整滯后，一段時間內(nèi)重介密度偏低，導致產(chǎn)品灰分偏低，精煤產(chǎn)率下降；介質消耗指標無法精確計量，不便于指標考核，同時增加了運輸損失，還有人工添加介質的勞動強度很大,亟待對重介質制備和添加系統(tǒng)進行改造和調(diào)整。因此，優(yōu)化重介介質系統(tǒng)已成為當務之急。

3 試驗研究

3.1 主要研究及試驗內(nèi)容

重介選煤過程中，懸浮液的工藝參數(shù)（密度、流量、粘度和煤泥含量等）和入洗量的變化對分選效果有著顯著的影響；穩(wěn)定的懸浮液密度和適量的煤泥含量對穩(wěn)定產(chǎn)品質量、提高產(chǎn)率，降低矸損起著決定性的作用；實現(xiàn)這些工藝參數(shù)的準確測量，并在此基礎上根據(jù)具體工藝要求，對其進行合理的控制和調(diào)節(jié)，對重介選煤工藝來說是至關重要的。

一是對入選煤的性質、合格介質密度與產(chǎn)品質量的相關性進行了研究，為確定最佳的重介介質系統(tǒng)提供可靠依據(jù)。二是研究重介懸浮液中的煤泥百分含量，通過對懸浮液中磁性物質濃度的測量來實現(xiàn)的煤泥含量實時測量、顯示，并據(jù)此控制分流閥的開度，使懸浮液中煤泥的含量保持在最佳狀態(tài)。采用了磁性物含量測量儀測定磁性物含量。三是研究介質添加的最優(yōu)途徑。在介質庫橫梁上安裝電磁單梁懸掛起重機,起重機上附帶電磁鐵,電磁鐵上裝有無線吊稱,能精確計量磁鐵礦粉的重量。

電磁鐵把磁鐵礦粉吸起后,放入濃介質桶，磁鐵礦粉與水充分混合后，用濃介泵直接打入合格介質桶。為防止?jié)饨橘|桶重介密度高，造成濃介泵堵塞?？稍跐饨橘|桶中加入風管，并保證打自循環(huán)來實現(xiàn)。

3.2 工藝流程（見圖1）

圖1 沙曲選煤廠優(yōu)化重介介質系統(tǒng)工藝流程圖

由圖1可以看出，通過對懸浮液密度和磁性物質濃度的實時測量，從而得出懸浮液中煤泥的含量值，在工藝上據(jù)此控制分流閥的開度，調(diào)整分流量的大小來實現(xiàn)懸浮液密度和煤泥含量的穩(wěn)定，從而達到降低介質消耗、提高精煤產(chǎn)率的目的。

3.3 技術關鍵

一是無線吊稱計量的精度和可靠性的研究。二是濃介質桶的結構、濃介泵的合理選型。三是通過對合格介質懸浮液中磁性物質濃度的測量和密度的在線測量，得出系統(tǒng)中煤泥含量值，以此作為生產(chǎn)中分流開度控制的依據(jù)，以達到穩(wěn)定懸浮液密度和煤泥含量值，保證產(chǎn)品的質量的穩(wěn)定的目的。

3.4 現(xiàn)有的技術基礎及條件

沙曲選煤廠工程電氣系統(tǒng)，由一個開放的實時多任務計算機監(jiān)控系統(tǒng)、MCC和變頻調(diào)速器、現(xiàn)場儀表/傳感器以及其他電器設備組成，控制系統(tǒng)可擴展?？稍诔浞掷迷锌刂葡到y(tǒng)的基礎上，通過增加部分硬件及編寫相應控制軟件，實現(xiàn)對懸浮液性質的穩(wěn)定控制。

沙曲選煤廠建有350 m2介質庫，其空間具備安裝電磁單梁懸掛起重機、電磁鐵、濃介質桶、濃介泵的條件。從濃介泵出料管鋪設管路僅需30 m左右，就能通到主廠房合格介質桶的上方，既經(jīng)濟又合理。

3.5 需要增添的主要設備、儀器、材料

主要設備：電磁單梁懸掛起重機、電磁鐵、濃介泵、濃介質桶。

主要儀器：磁性物含量測量儀、無線吊稱。

主要材料：計算機軟件、管路、電氣控制元件、電纜。

4 投資測算

電磁單梁懸掛起重機15萬元；電磁鐵2.5萬元；濃介泵9.5萬元；濃介質桶6.5萬元；磁性物含量測量儀9萬元；無線吊稱0.5萬元；管路及電纜2萬元；計算機軟件及電氣控制元件2萬元；項目鑒定3萬元；研究試制5萬元；投資合計共55萬元。

5 技術效果

改善脫介篩脫介效果，對重介介質系統(tǒng)綜合優(yōu)化后，系統(tǒng)的煤泥量保持在一定范圍內(nèi)，從而使篩子脫介效果明顯改善，產(chǎn)品帶介減小0.2%。

提高磁選機回收效果，沙曲選煤廠使用的是美國ERIEZ公司濕式磁選機，該機最佳工作條件處理量330 m3/h。在使用磁性物含量測量儀前，磁選機的入料不能達到最佳條件，所以磁選尾礦帶介偏高。使用磁性物含量測量儀后，保證了磁選機的最佳入料條件，磁選尾礦帶介減少0.6%，磁選效率增加0.2%。精煤產(chǎn)率提高0.05%；精煤灰分穩(wěn)定率提高5%；介質消耗降低0.2 kg/t原煤；懸浮液密度測量：測量范圍 1.0 kg/m3～2.0 kg/m3；測量誤差≤±0.005 kg/m3；磁性物質濃度測量范圍：0～1 000 g/L，測量誤差≤±10 g/L；懸浮液煤泥含量自動測控誤差：≤±5%。

6 經(jīng)濟效益分析

重介介質系統(tǒng)綜合優(yōu)化后，可產(chǎn)生的經(jīng)濟效益如下：精煤產(chǎn)率提高0.05%，每年按入洗原煤300萬t計算，每年多生產(chǎn)精煤1500 t，每噸精煤按400元計，全年經(jīng)濟效益為60萬元。介質消耗降低0.2 kg/t原煤，每年按入洗原煤300萬t計算，每年少用介質600 t，每噸介質按750元計，全年節(jié)約成本45萬元。兩項合計的經(jīng)濟效益為105萬元。

投資回收期：55/105=0.52 a。

7 社會效益

精煤灰分穩(wěn)定率提高5%，進一步確保了產(chǎn)品灰分指標，滿足了用戶的需求，使用戶在使用過程中保證了配煤的穩(wěn)定性，可產(chǎn)生極大的社會效益。

8 結束語

沙曲選煤廠通過優(yōu)化重介介質系統(tǒng)項目的試驗研究，實現(xiàn)了自動控制分流量，自動配加重介質，精確計量介質消耗，穩(wěn)定產(chǎn)品質量，提高精煤產(chǎn)率；同時還可以減運輸損失，降低工人勞動強度，真正實現(xiàn)選煤自動化，值得推廣應用。

The Test of Optimized Dense-medium Seperation System

CHENG Jian-biao1,2
（1.College of Mining Engineering,Taiyuan University of Technology,Taiyuan Shanxi 030024;2.Huajin-Coal Co.Ltd.,Liulin Shanxi 033315,China）

Througn the test of dense-medium system,it is achieved to control flow rate automaticly,to add dense-medium automaticly,to measure dense-medium precisely,so that the quality and production rate both arised to accomplished obvious economic and social benefit.

dens-medium system;content of magnetic material;test;optimize

TD922+.7

A

1672-5050（2010）02-0058-02

2009-11-20

成建彪（1970-），男，山西文水人，在讀工程碩士研究生，工程師，從事選煤廠技術管理工作。

徐樹文