鎮(zhèn)城底礦選煤廠降低介耗的實踐

馮 陽

(西山煤電(集團)有限責任公司 鎮(zhèn)城底礦選煤廠，山西 古交 030203)

鎮(zhèn)城底礦選煤廠是一座設(shè)計能力為1.50 Mt/a的礦井型煉焦煤選煤廠，于1986年投產(chǎn)，2003年進行了重介系統(tǒng)改造，2016年，由于礦井發(fā)展需要，進行了二次擴能技改，增加了一套重介旋流器選煤系統(tǒng)，現(xiàn)為2+2模式的兩套生產(chǎn)工藝，全級不脫泥入選，尾煤泥采用快開壓濾機+沉降離心機回收的聯(lián)合工藝[1]，選煤廠入選能力為2.4 Mt/a，主要入選礦井2、3號煤(低硫煤)和8號煤(高硫煤)，主導(dǎo)產(chǎn)品是“鎮(zhèn)城底牌”十級肥精煤。2017年投產(chǎn)初期，由于入選原煤粒度變細，磁選機效果差，介質(zhì)消耗居高不下，為此，鎮(zhèn)城底礦選煤廠在工藝、設(shè)備、材料、管理等方面采取了相應(yīng)措施，以期達到降低介耗的目的。

1 存在問題

鎮(zhèn)城底礦選煤廠工藝(圖1)采用典型的2+2模式，介質(zhì)回收工藝采用弧形篩+直線振動篩回收，精煤直線振動篩篩下稀介采用兩道磁選串聯(lián)回收，浮選尾礦采用并聯(lián)濃縮機濃縮，底流由沉降離心機+快開壓濾機聯(lián)合脫水處理。原煤采用全級不脫泥入選工藝，大幅度簡化了選煤廠的選煤工藝，但增加了磁選機的入料濃度[2]。

圖1 選煤廠工藝原則流程

(1)弧形篩和振動篩脫介效果差。由于入料流向、沖力的作用，當旋流器排出的物料進入分料箱時，易造成分料不均勻，弧形篩和脫介篩入料不穩(wěn)定的問題。由于脫介篩噴嘴、管路的安裝高度不同，篩子兩邊物料不能徹底松散、翻轉(zhuǎn)。

(2)磁選機磁性物回收率低。磁選機磁性物回收率直接影響介耗的高低。煤質(zhì)科化驗結(jié)果表明，磁選機磁性物回收率<98%，尾礦帶介量較大，這是由于入選原煤為全級不脫泥工藝，磁選機入料濃度過高，磁選機無刮刀刷卸料，造成磁選機回收率偏低。

(3)循環(huán)水濃度過高，雜物過多，易堵塞噴嘴，影響脫介效果。煤泥回收系統(tǒng)原則流程如圖2所示。浮選尾礦進入濃縮機601、602,601底流進入沉降離心機脫水，沉降離心機濾液進入濃縮機602后，由于<0.074 mm極細顆粒容易損失在沉降濾液中[3]，因此極細顆粒沉降困難，且在系統(tǒng)內(nèi)惡性循環(huán)，致使循環(huán)水濃度增高。

(4)介質(zhì)質(zhì)量不達標，不能滿足生產(chǎn)的實際要求。

(5)設(shè)備、管路、溜槽老化現(xiàn)象嚴重，跑、冒、滴、漏問題頻發(fā)。

圖2 改造前煤泥回收系統(tǒng)原則流程

2 煤質(zhì)特征

鎮(zhèn)城底礦選煤廠2003年5月和2017年3月入選原煤組成見表1，由表1可知，2017年煤泥含量24.78%較2003年的18.94%增加了5.84個百分點。

表1 2003年5月和2017年3月入選原煤數(shù)據(jù)

3 改造方案

3.1 脫介篩

3.1.1 弧形脫介篩

(1)為了使兩套系統(tǒng)精煤篩入料更為均勻，其中一系統(tǒng)精煤集料箱加裝兩個導(dǎo)流板，另一系統(tǒng)精煤篩入料管加裝帶閥門的套管。

(2)弧形篩布料箱中間加裝20 mm厚的鋼板，整個箱體分割為兩個布料箱，同時在兩個布料箱內(nèi)加裝上下雙層夾角30°的導(dǎo)料鐵板，兩層鐵板垂直高度間隔為200 mm，確保物料能夠均勻分布在弧形篩的整個篩面上。

(3)為了減小矸石物料的流速，延長合格介質(zhì)在脫介弧形篩上的停留時間，在矸石弧形篩篩面上，沿著篩寬方向每間隔100 mm增設(shè)長1.5 m的鏈條，篩寬3 m的篩面共設(shè)置32根鏈條，篩板壽命由原來的15 d延長到1個月，同時也起到了降低介耗的作用。

3.1.2 直線振動篩

(1)噴嘴與篩面的距離由原來的220 mm減少為170 mm，并將噴嘴孔徑由10 mm更換為8 mm，且加大噴水壓力，實現(xiàn)生產(chǎn)過程中的霧狀噴水[4]。

在精煤篩的三道沖水管兩側(cè)堵頭處各多增設(shè)一個噴嘴，以增加精煤篩兩側(cè)的沖水量，同時改進噴嘴清理考核制度，除每次停車后必需處理交叉噴嘴堵塞的問題外，當生產(chǎn)過程中出現(xiàn)連續(xù)兩個及以上噴嘴堵塞時，必需停車處理。

(2)增加脫介篩篩縫寬度，提高合格介質(zhì)回收率[5]，將精煤平面振動篩合格介質(zhì)段的第一道篩板篩縫由0.5 mm更換1 mm,改造后精煤篩產(chǎn)品帶介量由原來的0.04%降低到0.01%以下。

3.2 磁選機

(1)加強對分流的控制。生產(chǎn)中根據(jù)系統(tǒng)煤泥含量大小進行分流，分流過大，磁選機回收效率，合格介質(zhì)桶液面不穩(wěn)，影響壓力；分流過小，系統(tǒng)煤泥含量高，旋流器分選效果差，因此介質(zhì)分流量控制在合理范圍內(nèi)，一般不超過合格介質(zhì)量的25%～30%[6]。

(2)降低磁選機入料濃度。為了降低磁選機入料濃度，將脫介篩上的3道噴水改為4道噴水，增加噴水量。

(3)磁選機卸料改造。磁選機卸料方式改為刮刀卸料，強制卸料，并定期檢查刮刀。

(4)磁選機加噴淋水改造。稀懸浮液給入磁選機經(jīng)分選后，一部分磁選精礦由刮刀強制刮下送回合格介質(zhì)桶，另一部分精礦粘附在筒皮上，對磁選機回收率造成影響，為此，在磁選機沿滾筒軸方向安裝一道噴淋水裝置，通過加壓噴淋水將筒皮上殘留介質(zhì)脫除，避免磁選精礦隨滾筒摻入磁選尾礦造成介質(zhì)損失，同時也滿足了合格介質(zhì)桶補加清水的需要[7]。通過一段時間的取樣觀察，改造前后磁選機尾礦磁性含量見表2。

表2 改造前后磁選機尾礦帶介含量對比表

3.3 循環(huán)水及尾礦帶介控制

(1)循環(huán)水控制方案。重介二系統(tǒng)循環(huán)水管路上增設(shè)U型管路，在U型管路上增設(shè)濾水器，并將兩套系統(tǒng)的濾水器篦子間隙由6 mm降低為3 mm，避免循環(huán)水中雜物進入噴水管路、濾嘴，造成循環(huán)水堵塞問題。

(2)煤泥水工藝改進。循環(huán)水濃度過高，則分選效果變差，分選密度不穩(wěn)定[8]。為了降低循環(huán)水濃度，對煤泥水系統(tǒng)工藝進行了改造，煤泥水系統(tǒng)原則流程如圖3所示。在濃縮機601底流截粗后，增加一臺磁選機，磁選尾礦由沉降離心機脫水處理，沉降離心機離心液流量的三分之一由快開壓濾機處理，流量的三分之二由濃縮機602濃縮后處理。改造前后循環(huán)水濃度對比結(jié)果見表3。

3.4 加強介質(zhì)管理

(1)加強介質(zhì)考核。選煤廠采用鏟車將介質(zhì)鏟入介質(zhì)庫，然后使用抓斗機將介質(zhì)加入介質(zhì)桶，在此過程中不可避免的造成介質(zhì)損失，為了加強介質(zhì)的管理工作，對造成介質(zhì)損失的責任者嚴格處罰，在生產(chǎn)過程中，以班為單位進行考核，嚴格控制介質(zhì)消耗，考核結(jié)果與獎金直接掛鉤。

圖3 改造后煤泥水系統(tǒng)原則流程圖Fig.3 Basic flowsheet of renovated coal slime treatment system

表3 改造前后循環(huán)水濃度對比結(jié)果

(2)嚴格控制介質(zhì)質(zhì)量。入廠介質(zhì)化驗時，磁性物含量要>95%,介質(zhì)密度>4.5 g/cm3，<0.045 mm粒級產(chǎn)率要求在80%左右，不合格的產(chǎn)品拒絕入庫，確保產(chǎn)品質(zhì)量。

3.5 加強設(shè)備跑、冒、滴、漏管理

(1)按計劃進行預(yù)防性檢修，對磨損嚴重的管路、溜槽及時更換[9]，同時，每個生產(chǎn)班備用3塊磁鐵，生產(chǎn)中管路、溜槽發(fā)生漏液時，能夠及時吸住，降低跑、冒、滴、漏風(fēng)險。

(2)衛(wèi)生用水統(tǒng)一匯集到一層掃地緩沖池，生產(chǎn)時,通過掃地水泵排到中煤直線振動脫介篩中[10-11]。

4 應(yīng)用效果

4.1 改造效果

技改后介耗對比結(jié)果見表4。

表4 改造前后入選原煤、加介量、介耗對比結(jié)果

從表4中可以看出，改造后，平均介耗為1.42 kg/t，較改造前的2.62 kg/t降低了1.2 kg/t，滿足了優(yōu)質(zhì)高效選煤廠介耗<1.5 kg/t的要求。

4.2 經(jīng)濟效益

(1)改造后，鎮(zhèn)城底礦選煤廠介質(zhì)消耗大幅度降低，降低了生產(chǎn)成本，按入選原煤2.40 Mt/a，介質(zhì)價格1 000元/t計算，每年可節(jié)約288萬元。

(2)弧形篩入料方式及掛倒鏈改造后，2臺弧形篩，每年節(jié)約1.5 m的篩板48塊，按照每塊篩板4 000元計算，可節(jié)約篩板費19.2萬元。共計創(chuàng)造效益307.2萬元/a。

5 結(jié)語

鎮(zhèn)城底礦選煤廠通過弧形脫介篩入料方式、流速；直線振動脫介篩擋水堰，噴嘴大小、高度；磁選機入料濃度、煤泥水工藝等方面的改造，加強對材料入庫，設(shè)備跑、冒、滴、漏的管理，提高了脫介篩脫介效率、磁選機回收效率，大幅度降低了介耗，延長了篩板使用壽命，滿足了優(yōu)質(zhì)高效選煤廠介耗的指標要求。