斜溝煤礦選煤廠控制介耗的措施

劉小會(huì)

(山西西山晉興能源有限責(zé)任公司 斜溝煤礦選煤廠，山西 興縣 033602)

斜溝煤礦選煤廠隸屬于西山晉興能源有限責(zé)任公司，位于山西省呂梁地區(qū)興縣縣城以北50 km的魏家灘鎮(zhèn)，是一座處理能力15 Mt/a的現(xiàn)代化礦井型煉焦煤選煤廠，分兩期建設(shè)安裝，現(xiàn)一二期系統(tǒng)均已投入生產(chǎn)運(yùn)行。主要分選工藝流程為：150～50 mm塊煤重介質(zhì)淺槽排矸，50～1.2 mm末煤有壓兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器粗精選，1.2～0.2 mm粗煤泥(分級旋流器底流)進(jìn)入TCS分選機(jī)分選，0.2～0.045 mm細(xì)煤泥(濃縮旋流器底流)沉降離心機(jī)脫水回收，小于0.045 mm極細(xì)煤泥快開壓濾機(jī)脫水回收。

斜溝煤礦選煤廠共有末煤粗精選重介質(zhì)旋流器介質(zhì)系統(tǒng)及塊煤淺槽介質(zhì)系統(tǒng)共14套。介質(zhì)循環(huán)和凈化主要流程為：溢流脫介篩下的合格介質(zhì)，分流后部分進(jìn)入稀介質(zhì)桶，絕大部分與底流脫介篩下的合格介質(zhì)一起返回到合格介質(zhì)桶，繼續(xù)循環(huán)使用；稀介質(zhì)桶的稀介質(zhì)經(jīng)泵打到磁選機(jī)磁選回收，磁選精礦進(jìn)入合格介質(zhì)桶中循環(huán)使用。合格介質(zhì)泵上料管上設(shè)有密度計(jì)，介質(zhì)桶設(shè)有液位計(jì)，通過PLC形成PID回路，自動(dòng)調(diào)節(jié)補(bǔ)水閥和分流機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)分選密度的自動(dòng)調(diào)節(jié)，確保分選密度穩(wěn)定并便于調(diào)節(jié)[1]。

1 介質(zhì)系統(tǒng)存在的問題

1.1 固定篩預(yù)脫介系統(tǒng)串介嚴(yán)重

斜溝選煤廠末煤采用有壓兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器粗精選工藝，50 mm以下原煤經(jīng)過脫泥篩脫泥后進(jìn)入混料桶，經(jīng)混料泵打入重介質(zhì)旋流器進(jìn)行分選。分選后，高密度物經(jīng)底流口排出，低密度物經(jīng)溢流管排出，其中溢流循環(huán)懸浮液占總懸浮液的70%～80%，這部分懸浮液在進(jìn)入脫介篩前首先要經(jīng)過固定篩板進(jìn)行預(yù)先脫介，固定篩板脫介占總介質(zhì)量的70%[2]。通過現(xiàn)場調(diào)研，粗選旋流器溢流流速過快，物料流經(jīng)固定篩面時(shí)脫介時(shí)間短，有效脫介面積小，預(yù)脫介效果不理想，致使粗選精煤帶有大量介質(zhì)進(jìn)入精選混料桶，從而導(dǎo)致粗選合格介質(zhì)桶的桶位降低(必須通過添加介質(zhì)來保持桶位的穩(wěn)定)。精選合格介質(zhì)桶的桶位和密度持續(xù)升高，直接導(dǎo)致精選密度失調(diào)和精煤灰分超標(biāo)，制約了選煤廠的正常生產(chǎn)。

1.2 合格懸浮液分流量過大

介質(zhì)分流系統(tǒng)是重介質(zhì)選煤生產(chǎn)過程中不可缺少的工藝，其主要作用是增加合格懸浮液的密度或降低合格懸浮液中的煤泥量，將一部分濃懸浮液通過分流裝置分流到稀懸浮液系統(tǒng)，經(jīng)磁選機(jī)回收后排除稀懸浮液中的煤泥和水分，使合格懸浮液中的煤泥量控制在一定范圍內(nèi)，以保證合格懸浮液的密度和粘度，確保重介質(zhì)分選系統(tǒng)的分選效果。因此能否按照生產(chǎn)需要及時(shí)分流煤泥，對重介質(zhì)選煤系統(tǒng)能否正常工作起著舉足輕重的作用[3]。斜溝選煤廠使用的分流管直徑220 mm，并與脫介篩篩下漏斗一體，位于合格介質(zhì)段前，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 介質(zhì)分流機(jī)構(gòu)示意

在生產(chǎn)過程中，經(jīng)常出現(xiàn)稀介質(zhì)桶桶位過高，磁選機(jī)回收效果差、跑介嚴(yán)重，粗選合格介質(zhì)密度無法提高的現(xiàn)象。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，由于分流管直徑大，閥門開度不能控制，打分流時(shí)間長短難以把控，使得大量的合格介質(zhì)進(jìn)入稀介質(zhì)桶，磁選機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行，入料濃度過大而導(dǎo)致磁選機(jī)回收效果差[4]，直接影響了懸浮液密度的穩(wěn)定，引起產(chǎn)品質(zhì)量的波動(dòng)，嚴(yán)重制約了選煤廠的正常生產(chǎn)。

1.3 粗選系統(tǒng)磁選機(jī)尾礦帶介

在生產(chǎn)中，末煤粗選系統(tǒng)要求分選密度在1.7 kg/m3左右，末煤精選系統(tǒng)分選密度在1.45 kg/m3左右。為保證粗選系統(tǒng)有較高的分選密度，集控室打分流較多，分流到稀介質(zhì)桶的介質(zhì)濃度高，分流時(shí)間過長，造成粗選磁選機(jī)入料濃度大，磁選機(jī)回收效果差，介質(zhì)進(jìn)入磁選尾礦，出現(xiàn)跑介現(xiàn)象[5]。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，日常添加總介質(zhì)量的75%在粗選系統(tǒng)。斜溝煤礦選煤廠粗精選系統(tǒng)懸浮液凈化回收系統(tǒng)流程如圖2所示。

圖2 斜溝選煤廠粗精選系統(tǒng)懸浮液凈化回收工藝示意

2 對介質(zhì)系統(tǒng)進(jìn)行的改造

2.1 調(diào)整固定篩預(yù)脫介系統(tǒng)出料端篩板傾角

將精煤和粗精煤固定脫介篩出料端篩板傾角由0°提高到8°，使得混料中的合格介質(zhì)流速減慢，增加了懸浮液在固定篩預(yù)脫介系統(tǒng)的停留時(shí)間，在不影響下料的前提下提高了預(yù)脫介效率，從而使得粗選溢流中的介質(zhì)不再進(jìn)入精選混料桶，穩(wěn)定了粗選合格介質(zhì)桶的桶位以及精選密度和精煤灰分。

2.2 改造合格懸浮液分流閥

為了解決打分流時(shí)合格介質(zhì)進(jìn)入稀介質(zhì)回收系統(tǒng)的量過大，導(dǎo)致磁選機(jī)入料濃度過大，磁選機(jī)尾礦跑介嚴(yán)重的問題，把原來不能調(diào)整開度的分流閥更換成能通過集控來控制閥門開度的分流閥，從而可根據(jù)磁選機(jī)的回收效果調(diào)整單位時(shí)間的分流量，使回到稀介質(zhì)桶中的合格介質(zhì)懸浮液量得到有效合理的控制，磁選機(jī)入料濃度也得到了合理控制，保證了磁選機(jī)的回收效果，減少了尾礦帶介量，從而降低了介質(zhì)損耗[6]。

2.3 加裝返回粗選稀介質(zhì)系統(tǒng)的回流管路

在磁選尾礦管路上引一根管路(其加裝閥門)入精選稀介質(zhì)桶，通過閥門的開度將部分粗選磁尾礦引入精選稀介質(zhì)桶進(jìn)行磁選機(jī)二次介質(zhì)回收。這樣既可使精選稀介質(zhì)系統(tǒng)桶位穩(wěn)定，保證了精選磁選機(jī)的回收效果[7]，又使粗選系統(tǒng)未得到回收而進(jìn)入尾礦損失的介質(zhì)實(shí)現(xiàn)二次回收，回收后的合格介質(zhì)通過精選引回流管回流至粗選稀介質(zhì)桶，從而保證了粗選合格介質(zhì)的桶位、密度的穩(wěn)定，降低了介質(zhì)的損耗。改造后的粗、精選系統(tǒng)懸浮液凈化回收系統(tǒng)如圖3所示(虛線為后改造加裝管路)。

圖3 改造后的斜溝選煤廠粗精洗系統(tǒng)懸浮液凈化回收工藝示意

3 改造效果

斜溝選煤廠通過改變脫介篩傾角，徹底解決了粗選介質(zhì)串到精選的問題，杜絕了因串介導(dǎo)致的粗精選合格介質(zhì)桶液位不穩(wěn)定現(xiàn)象[8]；通過改造分流閥，使得分流量更加容易控制，提高了磁選機(jī)回收效果，既保證了正常生產(chǎn)，穩(wěn)定了產(chǎn)品質(zhì)量，又降低了介質(zhì)損耗；通過改造粗選磁選機(jī)尾礦到精選稀介桶二次回收及加裝精選合格介質(zhì)回粗選稀介質(zhì)系統(tǒng)回流管路，有效降低了粗選系統(tǒng)磁選機(jī)跑介情況，降低了洗選成本，提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)減少了現(xiàn)場崗位司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度。

改造前后磁選機(jī)工藝效果對比見表1、表2。對改造前后介質(zhì)消耗統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表3。

表1 改造前磁選機(jī)工藝效果評價(jià)

表2 改造后磁選機(jī)工藝效果評價(jià)

表3 改造前、后噸煤介耗對比

由表1和表2對比可看出，通過改造，提高了粗精選磁選機(jī)的磁選效率，有效降低了介質(zhì)消耗。由表3可以看出，改造后噸原煤介耗由原來的1.6 kg降低到1.2 kg，改造成果顯著。

4 效益分析

斜溝煤礦選煤廠年入選原煤1 500萬t，介耗由改造前的1.6 kg/t降為1.2 kg/t，按照每噸介質(zhì)1 100元計(jì)，共節(jié)約資金：15 000 000×1 100×0.4/1 000=660(萬元)，經(jīng)濟(jì)效益可觀。

5 結(jié) 論

斜溝選煤廠以契約化管理為契機(jī)，針對介質(zhì)循環(huán)回收系統(tǒng)存在的問題進(jìn)行了改造，有效降低了噸原煤介質(zhì)消耗，降低了洗選成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。對采用兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器粗精選工藝的選煤廠設(shè)計(jì)和其他類似選煤廠介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)的改造提供了很好的參考，也為選煤廠降低成本提供了一種思路。