石板選煤發(fā)電廠浮選藥劑的管控與成效

章永青，王永勝，林福錟

(1.重慶工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，重慶 江津 402260；2.四川達(dá)竹煤電(集團(tuán))有限責(zé)任公司 石板選煤發(fā)電廠，四川 達(dá)州 635015)

石板選煤發(fā)電廠浮選藥劑的管控與成效

章永青1，王永勝2，林福錟2

(1.重慶工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，重慶 江津 402260；2.四川達(dá)竹煤電(集團(tuán))有限責(zé)任公司 石板選煤發(fā)電廠，四川 達(dá)州 635015)

為解決石板選煤發(fā)電廠柴油用量偏高的問(wèn)題，在對(duì)原因和生產(chǎn)現(xiàn)狀研究與分析的基礎(chǔ)上，采取了有針對(duì)性的措施：優(yōu)化煤泥水處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)藥劑運(yùn)輸管理，優(yōu)化藥劑添加方式，改善循環(huán)水水質(zhì)。經(jīng)過(guò)工藝系統(tǒng)改造與優(yōu)化，浮選入料粒度完全滿足要求，浮選稀釋水的水質(zhì)達(dá)到要求，浮選藥劑耗量下降28個(gè)百分點(diǎn)，總精煤產(chǎn)率增加0.3個(gè)百分點(diǎn)，浮選精煤快灰穩(wěn)定率增加9.33個(gè)百分點(diǎn)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

浮選藥劑；柴油；GF油；藥劑耗量

石板選煤發(fā)電廠(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“石板廠”)重介分選系統(tǒng)于2007年10月改造完成，原煤洗選能力達(dá)到1.50 Mt/a。2009年石板廠對(duì)粗煤泥分選系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，采用干擾床分選機(jī)(TBS)分選脫除的1～0.25 mm粒級(jí)煤泥，使選煤工藝得到進(jìn)一步完善。目前，石板廠原煤以預(yù)先脫泥方式入選，>0.5 mm粒級(jí)原煤采用雙供介無(wú)壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選，1～0.25 mm粒級(jí)粗煤泥采用干擾床分選機(jī)分選，0.25～0 mm粒級(jí)細(xì)煤泥直接浮選，浮選尾煤濃縮壓濾脫水。

石板廠主要入選達(dá)竹公司下屬的金剛、斌郎與小河嘴煤礦原煤，同時(shí)外購(gòu)部分可選性為易選的優(yōu)質(zhì)原煤，煤質(zhì)具有低灰、低硫、低磷、粘結(jié)指數(shù)高等特點(diǎn)，主導(dǎo)產(chǎn)品為8-13級(jí)冶煉精煤，主要銷(xiāo)往武鋼、重鋼、達(dá)鋼等鋼鐵企業(yè)，中煤主要銷(xiāo)往華電、達(dá)州電廠等火力發(fā)電廠。石板廠入選原煤中高灰細(xì)粒含量在70%以上，浮選藥劑的選擇性相對(duì)較差，每年需消耗柴油250 t以上，GF油用量為17 t；與國(guó)內(nèi)同類(lèi)選煤廠相比，柴油用量偏高的問(wèn)題尤為突出。在當(dāng)前煤炭行業(yè)整體經(jīng)濟(jì)效益大幅下滑的大環(huán)境下，為提高企業(yè)的生存與發(fā)展，需要大力開(kāi)展節(jié)支降耗活動(dòng)。為此，石板廠對(duì)降低浮選藥耗進(jìn)行了深入研究，取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。

1 藥耗偏高的原因

通過(guò)石板廠改造前的生產(chǎn)系統(tǒng)原則流程(圖1)可以看出：浮選入料由303#圓錐斜板沉淀池溢流、306#TBS分級(jí)旋流器溢流、328#濃縮旋流器組溢流、329#/330#精煤泥振動(dòng)弧形脫泥篩篩下水及333#煤泥離心機(jī)離心液組成，浮選中的捕收劑、起泡劑分別為柴油和GF油。

圖1 改造前的生產(chǎn)系統(tǒng)原則流程Fig.1 Basic coal washing process flowsheet before renovation

研究分析發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致石板廠藥耗偏高的主要因素包括：浮選入料中的粗顆粒含量、浮選藥劑運(yùn)輸與添加環(huán)節(jié)、循環(huán)水的水質(zhì)。

1.1 浮選入料中粗顆粒含量的影響

在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，306#、328#兩組旋流器的溢流、329#/3303精煤泥振動(dòng)弧形脫泥篩的篩下水、333#精煤泥離心機(jī)的離心液均存在間斷性“跑粗”的問(wèn)題。當(dāng)浮選入料中粗顆粒含量較多時(shí)，浮選司機(jī)必須加大浮選藥劑用量，以回收其中的粗精煤。這必然導(dǎo)致浮選藥耗偏高，同時(shí)部分粗顆粒損失在尾礦中，不但造成精煤損失，而且影響尾煤壓濾效果[1]。

1.2 浮選藥劑運(yùn)輸環(huán)節(jié)的影響

自石板廠投產(chǎn)以來(lái)，浮選藥劑采用的運(yùn)輸方式為：將浮選藥劑從油庫(kù)領(lǐng)出，并裝入50 L的塑料油桶內(nèi)；采用人工將油桶運(yùn)送到舊廠房底樓的提升孔，通過(guò)電動(dòng)葫蘆將其提升到舊廠房頂樓；通過(guò)一個(gè)注油口分別將柴油、GF油添加到對(duì)應(yīng)的藥劑桶內(nèi)。由于從油庫(kù)到藥劑桶的距離在500 m以上，且途中運(yùn)輸矸石、原煤、粉煤灰標(biāo)磚的車(chē)輛較多，管理難度較大，存在一定的安全隱患；如果運(yùn)輸管理環(huán)節(jié)稍有疏忽，則可能導(dǎo)致藥劑被盜；此外，通過(guò)一個(gè)注油口分別添加柴油和GF，存在藥劑混裝的風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)重威脅浮選操作的正常進(jìn)行[2]。

1.3 浮選藥劑添加環(huán)節(jié)的影響

浮選藥劑用量的控制對(duì)浮選效果的影響至關(guān)重要：如果藥劑用量過(guò)大，則浮選精煤中的雜質(zhì)過(guò)多，導(dǎo)致精煤質(zhì)量達(dá)不到要求；如果藥劑用量過(guò)小，則有部分精煤損失到尾煤中，導(dǎo)致精煤產(chǎn)量下降[3]。

石板廠浮選司機(jī)通過(guò)人工加藥方式將浮選藥劑加入礦漿準(zhǔn)備器和浮選機(jī)內(nèi)，并通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)度來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)藥劑用量的控制，但該方式存在諸多不利影響：①浮選司機(jī)依靠操作經(jīng)驗(yàn)添加藥劑，加藥時(shí)存在很大的隨意性和盲目性，藥劑用量難以有效控制；②無(wú)法根據(jù)入浮煤泥量的變化及時(shí)調(diào)整藥劑用量，存在一定的滯后性；③藥劑直接從藥劑箱給入浮選機(jī)，其與入浮煤泥混合不均勻，導(dǎo)致藥劑浪費(fèi)嚴(yán)重；④藥劑添加存在很大的隨意性和盲目性，不能分班計(jì)量。

1.4 循環(huán)水水質(zhì)的影響

生產(chǎn)實(shí)踐表明：浮選入料的最佳入浮濃度在80～100 g/L之間。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，為了確保浮選入料的入浮濃度穩(wěn)定在最佳值范圍內(nèi)，通常通過(guò)增減循環(huán)水的用量來(lái)調(diào)節(jié)。當(dāng)浮選入料的入浮濃度過(guò)高時(shí)，需要補(bǔ)充循環(huán)水來(lái)降低其濃度；由于601#濃縮池溢流攜帶的泡沫較多，補(bǔ)充的循環(huán)水中高灰細(xì)粒物較多，也會(huì)影響煤泥浮選效果。

2 浮選藥劑的管控

在石板廠其他工藝系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的情況下，實(shí)現(xiàn)浮選工藝系統(tǒng)的自動(dòng)化與精確控制，對(duì)于提高選煤自動(dòng)化水平尤為重要。因此，需要對(duì)浮選工藝系統(tǒng)進(jìn)行完善，以降低浮選藥劑用量，提高浮選精煤的數(shù)質(zhì)量。

2.1 優(yōu)化煤泥水處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，將事故池底流通過(guò)泵打入341#高頻篩，以回收其中的粗顆粒；高頻篩的篩上物作為矸石，篩下水進(jìn)入601#濃縮池，根據(jù)事故池內(nèi)的煤泥量確定系統(tǒng)的運(yùn)行方式。將306#TBS分級(jí)旋流器溢流、328#濃縮旋流器組溢流及329#/330#精煤泥振動(dòng)弧形脫泥篩篩下水引入303#斜板沉淀池(生產(chǎn)系統(tǒng)不“跑粗”時(shí)，其直接進(jìn)入浮選入料桶)，333#煤泥離心機(jī)離心液進(jìn)入精煤磁選尾礦桶，具體原則流程圖如2所示。

圖2 改造后的生產(chǎn)系統(tǒng)原則流程

在工程實(shí)施過(guò)程中，為了解決303#斜板沉淀池流量過(guò)大而溢流“跑粗”到浮選系統(tǒng)的問(wèn)題，借鑒沉淀塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在斜板沉淀池溢流堰的內(nèi)側(cè)安裝了一個(gè)采用鐵板制作的周長(zhǎng)為18 m、高度為0.4 m的圓形穩(wěn)流板(圖3)，目的是減少液面波動(dòng)，提高分級(jí)效果。

圖3 圓形穩(wěn)流板安裝示意圖Fig.3 Sketch showing the installation of circular stabilizer plate

煤泥水處理系統(tǒng)優(yōu)化后的浮選入料粒度組成見(jiàn)表1。由表1可知：浮選入料中>0.5 mm粒級(jí)產(chǎn)率由3.16%降到0.46%，下降了2.70個(gè)百分點(diǎn)，能夠滿足浮選入料對(duì)粒度的要求。

2.2 加強(qiáng)藥劑運(yùn)輸管理

為了防止柴油與GF油裝混，新增一個(gè)注油口，柴油、GF油分別通過(guò)專(zhuān)用注油口加入對(duì)應(yīng)的浮選藥劑桶，并為注油口加鎖。需要添加某種藥劑時(shí)，操作人員向選煤車(chē)間值班管理人員索要鑰匙，經(jīng)值班管理人員現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)后方可添加。此外，對(duì)浮選藥劑運(yùn)輸方式進(jìn)行優(yōu)化，油庫(kù)的柴油通過(guò)管道采用WCB73型齒輪泵打入舊廠房+22.2 m層的柴油桶內(nèi)。優(yōu)化后的浮選藥劑桶結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖4。

表1 浮選入料粒度組成

2.3 優(yōu)化藥劑添加方式

根據(jù)國(guó)內(nèi)自動(dòng)加藥技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，結(jié)合石板廠入浮煤泥量大、<0.074 mm粒級(jí)物料產(chǎn)率高(在60%以上)的特點(diǎn)，決定采用浮選藥劑自動(dòng)添加、乳化系統(tǒng)對(duì)浮選加藥系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。通過(guò)分析與比較，確定選用FJR120浮選藥劑自動(dòng)添加系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以滿足兩臺(tái)浮選機(jī)的加藥需求，具有定量加藥、自動(dòng)添加及乳化功能[4-9]。

該系統(tǒng)于2014年底投入試運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了藥劑的自動(dòng)添加，不僅節(jié)省了一定浮選藥劑，且使工人勞動(dòng)強(qiáng)度大幅降低，精煤質(zhì)量穩(wěn)定且產(chǎn)量提高。加藥方式優(yōu)化前后的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)對(duì)比結(jié)果(表2)說(shuō)明：在保證浮選精煤和浮選尾煤質(zhì)量的條件下，藥劑用量由50 L/h降到40 L/h，藥劑用量明顯降低。

圖4 優(yōu)化后的浮選藥劑桶結(jié)構(gòu)示意圖

表2 加藥方式優(yōu)化前后的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)對(duì)比結(jié)果

為確保該系統(tǒng)運(yùn)行正常，在藥劑儲(chǔ)存罐入口處增設(shè)除雜裝置，并增加乳化用水的液面自動(dòng)穩(wěn)定裝置，以確保乳化用水的壓力穩(wěn)定。

2.4 改善循環(huán)水的水質(zhì)

為了改善循環(huán)水的水質(zhì)，一方面在沉淀塔周邊安裝鋸齒形的溢流堰，另一方面在601#濃縮池周邊安裝采用廢舊膠帶制成的攔泡裝置(圖5)。該裝置距離濃縮池內(nèi)圈300 mm，水面以上高度為400 mm，水面以下尺寸為100 mm，并將電廠多余的熱水引入濃縮池，以提高消泡效果[10]。此外，為了確保循環(huán)水的水質(zhì)滿足要求，在現(xiàn)場(chǎng)安裝了一臺(tái)濁度儀，洗煤工段長(zhǎng)、集控員可以隨時(shí)通過(guò)集控電腦查看水質(zhì)情況，有利于及時(shí)處理現(xiàn)場(chǎng)異常情況。

圖5 601#濃縮池?cái)r泡裝置安裝圖

經(jīng)此改造與優(yōu)化后，確保了從601#濃縮池周邊溢流出來(lái)的循環(huán)水中不存在泡沫，且其濃度低于0.5 g/L，這為煤泥脫泥、產(chǎn)品脫介、浮選添加稀釋水提供了較好的物質(zhì)保證。

3 管控成效

經(jīng)過(guò)一系列改造與優(yōu)化后，浮選入料粒度完全滿足要求，稀釋水水質(zhì)可以達(dá)到要求的標(biāo)準(zhǔn)，浮選藥耗降低，浮選效果明顯提高。工藝系統(tǒng)優(yōu)化前后的浮選技術(shù)指標(biāo)對(duì)比結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 工藝系統(tǒng)優(yōu)化前后的浮選技術(shù)指標(biāo)對(duì)比結(jié)果

由表3可知：與工藝系統(tǒng)優(yōu)化前相比，浮選精煤灰分下降0.07個(gè)百分點(diǎn)，柴油用量下降29%，GF油用量下降17%，浮選藥劑總量下降28%；尾煤灰分增加1.57個(gè)百分點(diǎn)，總精煤產(chǎn)率增加0.3個(gè)百分點(diǎn)，浮選精煤快灰穩(wěn)定率增加9.33個(gè)百分點(diǎn)。經(jīng)粗略計(jì)算，每年產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益總和在400萬(wàn)元以上。

4 結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)前煤炭市場(chǎng)整體經(jīng)濟(jì)效益欠佳的大環(huán)境下，企業(yè)的生存與發(fā)展必須依靠技術(shù)改造與工藝優(yōu)化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升，以提高企業(yè)抵抗市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)的能力。石板廠工藝系統(tǒng)改造與優(yōu)化工程投入近70萬(wàn)元，使工人作業(yè)環(huán)境得到改善，勞動(dòng)強(qiáng)度降低，生產(chǎn)效率提高，生產(chǎn)成本下降，成效顯著，每年可獲得400余萬(wàn)元的經(jīng)濟(jì)效益。

[1] 曾 凡.降低藥耗提高浮選效果的某些措施[J].選煤技術(shù)，1983(4)：32-33.

[2] 侯贊學(xué)，陳修奇.新巨龍選煤廠降低浮選藥耗的措施[J]. 潔凈煤技術(shù)，2013, 19(5):14-15.

[3] 張永坤.關(guān)于降低直接浮選藥耗的探討[J]. 黑龍江科技信息，2012(7):4.

[4] 李 密，劉振興，王 軍. 浮選自動(dòng)加藥系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 自動(dòng)化應(yīng)用，2015(6):52.

[5] 李 璐，董志勇，王然風(fēng).選煤廠浮選自動(dòng)加藥專(zhuān)家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].煤炭工程，2013, 45(11):16-18.

[6] 王曉坤，左 泉，張衛(wèi)軍.浮選加藥操作自動(dòng)控制系統(tǒng)在大屯選煤廠的應(yīng)用[J].選煤技術(shù)，2013(4)：71-74.

[7] 呂文豹.望峰崗選煤廠浮選自動(dòng)加藥系統(tǒng)的研究[D].淮南：安徽理工大學(xué)，2013：8,10.

[8] 鐘 剛，王 東，修德江. 浮選加藥自動(dòng)控制系統(tǒng)[J]. 礦業(yè)工程，2012,10(2):37-38.

[9] 李巋然，趙永剛，王曉坤，等.浮選自動(dòng)加藥控制系統(tǒng)在回坡底選煤廠的應(yīng)用[J].選煤技術(shù)，2012(3):70,72.

[10] 劉永康. 選煤廠耙式濃縮機(jī)消泡系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J]. 山西焦煤科技，2006(9):45-46.

Practice of management and control of flotation reagents and achievements obtained at Shiban Coal Preparation Power Plant

ZHANG Yong-qing1, WANG Yong-sheng2, LIN Fu-tan2

(1. Chongqing Institute of Engineering Vocational Technology, Jiangjin 402260, Chongqing, China; 2. Shiban Coal Preparation Power Plant, Sichuan Dazhu Coal & Electricity (Group) Co., Ltd., Dazhu 635015, Sichuan, China)

Shiban Coal Preparation Power Plant is confronted with the trouble of operating with an excessively high consumption of diesel oil. Based on an analysis of the cause and the existing operation conditions, a series of specific countermeasures are adopted. These include, among others, optimization of slurry treatment system, tightening of management in handling of flotation reagents, optimization of reagent dosing mode and improvement of quality of circulating water. Practice shows that the renovation and optimization of the technological process has led to more consistent feed size, much improved quality of dilution water, reduction of total consumption of flotation reagents by 28 percentage points, an increase of total flotation concentrate ratio by 9.33percentage points, bringing forth, therefore, a favorable economic result for the plant.

flotation reagent; diesel oil; GF oil; consumption of reagent

1001-3571(2016)04-0041-04

TD943

B

2016-05-11

10.16447/j.cnki.cpt.2016.04.011

章永青(1964—)，男，浙江省新昌縣人，教授，從事選礦專(zhuān)業(yè)的教學(xué)與科研工作。

E-mail：278634027@qq.com Tel：13908374368

章永青，王永勝，林福錟. 石板選煤發(fā)電廠浮選藥劑的管控與成效[J]. 選煤技術(shù)，2016(4)：41-44,54.