入料濃度對磁選機(jī)工藝指標(biāo)的影響評析

史澤博，孟英強(qiáng)，丁建軍，任學(xué)禹

(1.山西汾西宜興煤業(yè)有限責(zé)任公司；2.山西汾西柳灣煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 孝義 032300)

重介質(zhì)選煤技術(shù)是利用一定密度的懸浮液將原料煤按密度差異分離成各種產(chǎn)品，因此懸浮液的穩(wěn)定性是保障原料煤高效分選的前提。正常情況下，重介質(zhì)選煤廠懸浮液由磁鐵礦粉、煤泥、水按比例配制而成，因原料煤所需分選密度不同，懸浮液的配制比例也不同。生產(chǎn)過程中通過控制分流量的大小，在線調(diào)節(jié)懸浮液的性質(zhì)，分流的懸浮液與稀介質(zhì)合并進(jìn)入磁選機(jī)，實現(xiàn)磁性物的回收與煤泥的脫除，因此磁選機(jī)的工藝性能是選煤廠控制介耗和懸浮液煤泥量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《MT/T816-2011選煤磁選設(shè)備工藝效果評定方法》中對磁選機(jī)提出兩大考核指標(biāo)：磁性物回收率和煤泥脫除率[1]。多數(shù)選煤廠對磁性物回收率控制較嚴(yán)，因該指標(biāo)與介耗直接相關(guān)，影響運(yùn)營成本。但煤泥脫除率指標(biāo)長期以來沒有得到足夠的重視，常被認(rèn)為是無關(guān)緊要的輔助指標(biāo)。然而，隨著智能化、機(jī)械化采煤方式的推廣，煤礦采煤是沿整個斷面綜合掘進(jìn)開采，產(chǎn)生的粉煤量大，在經(jīng)篩分、破碎、洗選等作業(yè)后，煤泥含量不斷增大[2]；另一方面不脫泥無壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選技術(shù)的全面推廣應(yīng)用，需要將系統(tǒng)中的煤泥不斷排出。綜合以上兩方面原因，必然對磁選機(jī)的煤泥脫除率指標(biāo)提出新要求。

1 磁選機(jī)入料濃度對煤泥脫除率的影響

目前，選煤廠重介系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)煤泥含量居高不下的現(xiàn)象，煤泥含量過大導(dǎo)致分選效率的降低(尤其針對3～0.5 mm物料)。為了使煤泥含量降至合理范圍，必然增大分流量，盡力排出系統(tǒng)中的煤泥。但這種方法有時收效甚微，其根本原因還是磁選機(jī)的脫泥效率低。解決該難題的首要任務(wù)是對磁選機(jī)的工況指標(biāo)進(jìn)行檢測分析，磁選機(jī)的入料條件中可調(diào)參數(shù)為入料濃度，入料濃度對磁選機(jī)脫泥率影響如何？下面通過列舉5座選煤廠磁選機(jī)工藝指標(biāo)，分析入料濃度與磁選機(jī)脫泥率的相關(guān)關(guān)系。

表1 5座選煤廠藝?yán)胚x機(jī)工藝指標(biāo)統(tǒng)計表

5座選煤廠中僅有柳灣選煤廠是脫泥有壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選工藝，其余4座均為不脫泥無壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選工藝，因此柳灣選煤廠的磁選機(jī)入料濃度也是最低的。根據(jù)表1可知，入料濃度的變化對磁選機(jī)的磁性物回收率指標(biāo)幾乎無影響，均能保持在99.8%(設(shè)備參考值)以上；但卻對磁選機(jī)煤泥脫除率指標(biāo)影響較大。當(dāng)入料濃度為36.42%時，磁選機(jī)脫泥率低至66.28%；當(dāng)入料濃度為15.37%時，磁選機(jī)脫泥率達(dá)到94.70%；總體呈現(xiàn)伴隨著入料濃度升高，磁選機(jī)煤泥脫除率下降的規(guī)律。

煤泥脫除率是尾礦中煤泥占入料中煤泥的百分比，是衡量磁選機(jī)脫除煤泥的能力。提高磁選機(jī)煤泥脫除率有利于系統(tǒng)中煤泥的排出，選煤廠正常情況下要求單筒磁選機(jī)煤泥脫除率不小于85%，因此磁選機(jī)入料濃度應(yīng)控制在25%左右。

2 入料濃度對介耗的影響

入料濃度過高，磁選機(jī)煤泥脫除率降低，導(dǎo)致煤泥量超出系統(tǒng)承受范圍，必然影響脫介篩脫介效果[3-6]，篩上產(chǎn)品含介量增大，導(dǎo)致介耗增加。另一方面磁選機(jī)煤泥脫除率下降后，為保持系統(tǒng)懸浮液穩(wěn)定，分流量必然增大，磁選機(jī)的處理量增大，介耗也隨著增大。此種情況以紫源選煤廠為例，當(dāng)磁選機(jī)入料濃度為36.42%時，煤泥脫除率為66.28%，與正常情況下選煤廠磁選機(jī)煤泥脫除率85%相比較，僅達(dá)到了77.98%。若常規(guī)情況下選煤廠的分流量為200 m3/h，為保持同等的脫泥效果，分流量需要調(diào)整到256 m3/h。若以煤泥在系統(tǒng)中的循環(huán)次數(shù)計算需1.28次，比常規(guī)情況多循環(huán)0.28次，相應(yīng)的介耗也會增加1.28倍。因此，雖然表面上磁選機(jī)入料濃度對磁性物回收率幾乎無影響，但其對介耗的影響是巨大的。

同樣如果入料濃度過低，雖可以有效避免煤泥在系統(tǒng)中的積聚，但因旋流器的分級作用，精煤磁選機(jī)入料中多為極細(xì)介質(zhì)粉，加之通過量過大，也對介質(zhì)的回收不利。該類情況常出現(xiàn)在有脫泥工藝的選煤廠，為降低介耗，這類選煤廠多采用串聯(lián)磁選工藝[7-10]。例如柳灣選煤廠一車間因篩面噴水量過大，磁選機(jī)入料濃度低至13.78%，且礦漿不粘，煤泥脫除率極高，達(dá)到95%左右，但檢查發(fā)現(xiàn)磁選機(jī)環(huán)節(jié)跑介。柳灣選煤廠一車間精煤磁選機(jī)工藝流程見圖1，圖中r為磁性物產(chǎn)率。從圖中可以清晰看出319號精煤磁選機(jī)磁性物回收率較高，尾礦中僅有0.07%的磁性物；而318號精煤磁選機(jī)跑介較嚴(yán)重，尾礦中所含磁性物占全樣的3.06%。針對這一情況，一車間決定增加316號磁選機(jī)用于回收尾礦中的磁性物。組合成兩段磁選工藝，采用這一串聯(lián)工藝后，可以多回收3.08%的磁性物，總磁性物回收率高達(dá)99.96%，遠(yuǎn)高于設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，處于先進(jìn)的介質(zhì)回收范圍。這也是值得高介耗選煤廠借鑒的一種工藝。

圖1 柳灣選煤廠一車間精煤磁選機(jī)串聯(lián)流程示意

3 結(jié) 語

研究分析發(fā)現(xiàn)，伴隨著磁選機(jī)入料濃度的增大，煤泥脫除率下降；雖然入料濃度對磁性物回收率影響不大，但由于高濃度的入料增加了煤泥在系統(tǒng)中的循環(huán)次數(shù)，同樣會增加介耗，提高運(yùn)營成本。因此，通過掌握磁選機(jī)入料濃度對兩大工藝指標(biāo)的影響，能夠更好的將磁性物的回收和煤泥的脫除控制在合理范圍。常規(guī)情況下，磁選機(jī)入料濃度保持在25%左右最為合適，可保障磁性物回收率不小于99.8%，煤泥脫除率不小于85%。

隨著原料煤中煤泥含量的增大和不脫泥無壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選工藝的推廣，磁選機(jī)煤泥脫除率指標(biāo)越來越受到重視。因此選煤廠日常生產(chǎn)中為達(dá)到末煤的高效分選和低介耗運(yùn)行的目標(biāo)，控制好磁選機(jī)入料濃度尤為重要。