多功能礦化器在紅陽(yáng)三礦選煤廠的應(yīng)用

趙立強(qiáng)，徐建禮

(1.沈陽(yáng)焦煤股份有限公司銷(xiāo)售分公司，遼寧 沈陽(yáng)110123；2.唐山天和環(huán)?？萍脊煞萦邢薰荆颖?唐山063000)

沈陽(yáng)焦煤股份有限公司紅陽(yáng)三礦選煤廠是一座設(shè)計(jì)能力為1.50 Mt/a的礦井型煉焦煤選煤廠，于1997年開(kāi)工建設(shè)，1998年5月1日投產(chǎn)運(yùn)行。2007年紅陽(yáng)三礦2#主井投產(chǎn)，為滿(mǎn)足原煤洗選需要，新增一套處理能力為2.80 Mt/a的重介系統(tǒng)，原煤處理能力由1.50 Mt/a提至4.30 Mt/a；近些年，經(jīng)多次技術(shù)改造，原煤處理能力已達(dá)5.00 Mt/a以上，礦井所產(chǎn)原煤能夠?qū)崿F(xiàn)全部入選；目前，主選工藝為跳汰分選、重介分選、TBS分選、浮選的聯(lián)合工藝，工藝系統(tǒng)比較復(fù)雜。入選原煤灰分在40%～50%之間，水分<13%，<0.5 mm粒級(jí)含量在20%～25%之間，原煤可選性等級(jí)為易選。產(chǎn)品為10級(jí)冶煉用煉焦精煤，主要用戶(hù)包括鞍鋼、本鋼、通鋼等大型鋼鐵企業(yè)。

隨著紅陽(yáng)三礦選煤廠處理能力的增加，生產(chǎn)系統(tǒng)細(xì)煤泥含量增多，浮選系統(tǒng)6臺(tái)浮選機(jī)的處理能力明顯不足，且浮選精煤質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，浮選尾煤指標(biāo)過(guò)低。為了提高浮選精煤質(zhì)量，生產(chǎn)中必須增加煤油、雜醇的使用量，延長(zhǎng)浮選機(jī)的運(yùn)行時(shí)間，在生產(chǎn)成本增高的情況下，并未達(dá)到正常生產(chǎn)要求。為了改變這種生產(chǎn)現(xiàn)狀，紅陽(yáng)三礦選煤廠根據(jù)浮選柱的工作原理[1-2]，自行設(shè)計(jì)出一種多功能礦化器，并對(duì)制約浮選系統(tǒng)高效運(yùn)行的工藝、設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造。在多功能礦化器投入運(yùn)行后，僅需運(yùn)行6臺(tái)甚至5臺(tái)浮選機(jī)即可滿(mǎn)足浮選生產(chǎn)需要，并能保證精煤、尾煤指標(biāo)合格。

1 多功能礦化器

1.1 結(jié)構(gòu)組成

多功能礦化器(圖1)包括柱體、噴射旋轉(zhuǎn)器和風(fēng)管三部分。柱體用于儲(chǔ)存礦漿，頂部布置有泡沫噴淋水裝置和精礦收集槽[2-4]。噴射旋轉(zhuǎn)器是設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)部件，也是實(shí)現(xiàn)礦漿分選的關(guān)鍵部件。風(fēng)管的作用是為礦漿分選輸送動(dòng)力。此外，給礦管分布在兩處，一處位于柱體左側(cè)底部，另一處位于噴射旋轉(zhuǎn)器的頂部，礦漿可以從這兩處進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部。

圖1 多功能礦化器結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 工作原理

礦漿從柱體左側(cè)底部或噴射旋轉(zhuǎn)器頂部以噴射方式進(jìn)入柱體內(nèi)，在柱體內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)、噴射形式的礦漿，并迅速充滿(mǎn)整個(gè)分選空間；風(fēng)管開(kāi)始加風(fēng)，使礦漿加速旋轉(zhuǎn)，并使其得到充分礦化；在噴射、旋轉(zhuǎn)雙重作用下，氣泡和礦化氣絮團(tuán)向中心、上方兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)；氣泡與礦漿中的煤粒碰撞并繼續(xù)礦化，矸石顆粒和精煤顆粒的分選速度加快；精礦不斷從精礦槽涌出，氣泡在柱內(nèi)上升并不斷受到清洗，其夾帶的高灰礦物被清除；在上部較厚的泡沫層和噴淋水作用下，精礦品位大大提高[5]。

礦漿通過(guò)量是影響多功能礦化器分選效果的重要因素，實(shí)際生產(chǎn)中要盡可能保持其穩(wěn)定，以免影響浮選工藝指標(biāo)。同時(shí)，風(fēng)量也要合適，如果風(fēng)量過(guò)大，則礦化層不穩(wěn)定，礦漿的泡沫層易被破壞，導(dǎo)致浮選精煤灰分偏高；如果風(fēng)量過(guò)小，則礦化層過(guò)于密實(shí)，礦漿的泡沫層易被“壓死”，導(dǎo)致浮選精煤灰分偏低[6]。

1.3 技術(shù)特點(diǎn)

多功能礦化器的主要技術(shù)特點(diǎn)如下：

(1)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，單位容積處理能力大，工藝指標(biāo)良好。

(2)采用風(fēng)作為動(dòng)力，動(dòng)力消耗少，節(jié)能效果明顯；浮選劑用量少，有助于降低浮選成本。

(3)完全適用于<0.5 mm粒級(jí)煤泥的浮選，尤其適合高灰、特細(xì)粒煤泥的浮選，且浮選精煤產(chǎn)率高，灰分低。

1.4 技術(shù)參數(shù)

紅陽(yáng)三礦選煤廠所用多功能礦化器的主要技術(shù)參數(shù)如下：

入料粒級(jí)/mm

<0.5

處理能力/(m3·h-1)

1 000

入料濃度/(g·L-1)

35～80

精煤灰分/%

8.50～9.50

尾煤灰分/%

50～60

2 浮選系統(tǒng)技術(shù)改造方案

(1)增設(shè)礦漿預(yù)處理器。為了滿(mǎn)足1#、2#多功能礦化器的使用要求，該選煤廠自行設(shè)計(jì)、制作了3臺(tái)礦漿預(yù)處理器[7]，分別作為跳汰車(chē)間2#、3#浮選機(jī)和重介車(chē)間4#浮選機(jī)的礦漿預(yù)處理設(shè)備。在礦漿預(yù)處理器使用后，浮選機(jī)的入料方式發(fā)生改變，浮選系統(tǒng)處理能力得到提高。

(2)浮選機(jī)的刮泡器改造。選煤廠所用浮選機(jī)為XJM-12機(jī)械攪拌式浮選機(jī)，在1#、2#多功能礦化器安裝調(diào)試完成后，為提高浮選機(jī)的處理能力，將跳汰車(chē)間2#、3#浮選機(jī)的刮泡器葉片由4片改為6片，并將重介車(chē)間4#浮選機(jī)的刮泡器葉片由4片改為8片[8-10]，以提高浮選機(jī)單位時(shí)間的刮泡能力。

3 生產(chǎn)效果

為了驗(yàn)證技術(shù)改造效果，浮選系統(tǒng)生產(chǎn)正常后，在入料濃度為35～80 g/L的條件下，對(duì)1#和2#多功能礦化器的分選效果進(jìn)行檢測(cè)，其工藝指標(biāo)見(jiàn)表1。由表1可知：多功能礦化器的分選效果良好，精煤灰分可以控制在8.90%～9.30%之間，完全滿(mǎn)足生產(chǎn)要求；多功能礦化器的成功應(yīng)用，不但可以提高浮選系統(tǒng)的處理能力，而且能夠在煤泥含量較大的情況下實(shí)現(xiàn)正常生產(chǎn)。

表1 1#和2#多功能礦化器分選效果

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)浮選系統(tǒng)處理能力不足的問(wèn)題，紅陽(yáng)三礦選煤廠根據(jù)浮選柱的分選原理，研制出一種多功能礦化器，并將其應(yīng)用到浮選系統(tǒng)，用于部分礦漿的預(yù)先分選。在多功能礦化器投入運(yùn)行后，浮選系統(tǒng)處理能力提高，浮選工藝指標(biāo)完全滿(mǎn)足生產(chǎn)要求，這在一定程度上響應(yīng)了集團(tuán)公司“雙控雙提”的要求。