微泡浮選機(jī)在二次浮選工藝上的使用效果綜述

摘 要 為解決浮選精煤灰分偏高且不容易調(diào)整的問(wèn)題，田莊選煤廠設(shè)計(jì)了二次浮選工藝流程，把機(jī)械攪拌式浮選機(jī)后兩室精礦單獨(dú)收集后，加水稀釋至合適濃度，再打入浮選機(jī)進(jìn)行浮選。為保證最佳的二次浮選效果，田莊選煤廠根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況，分別以1臺(tái)XJX-T12機(jī)械攪拌浮選機(jī)和2臺(tái)WPF-3微泡浮選機(jī)建立兩套二次浮選工藝流程，并完成了工業(yè)性試驗(yàn)。XJX-T12機(jī)械攪拌浮選機(jī)入料平均灰分11.03%，精礦平均灰分10.39%，尾礦灰分46.68%;WPF-3微泡浮選機(jī)入料平均灰分12%，精礦灰分分別為9.68%和9.11%，尾礦灰分34.61%。從提高精煤質(zhì)量的角度來(lái)看，微泡浮選機(jī)更適宜二次浮選，但是會(huì)產(chǎn)生一定的精煤損失，機(jī)械攪拌式浮選機(jī)的精礦灰分偏高，如果原煤泥化情況不是很嚴(yán)重，則可以發(fā)揮其產(chǎn)率優(yōu)勢(shì)。鑒于二次浮選工藝的目的就是要降低浮選精煤灰分，所以最終選擇微泡浮選機(jī)作為二次浮選設(shè)備，并設(shè)計(jì)掃選流程，以規(guī)避其尾礦偏低的劣勢(shì)。

關(guān)鍵詞 微泡浮選機(jī);機(jī)械攪拌式浮選機(jī);浮選;精選;工藝流程;效果

1 田莊選煤廠二次浮選工藝簡(jiǎn)介

田莊選煤廠（以下簡(jiǎn)稱田選）是一座礦區(qū)型煉焦煤選煤廠，處理能力800萬(wàn)t/a，采用重介選、干擾床分選、浮選聯(lián)合流程。浮選系統(tǒng)有8臺(tái)機(jī)械攪拌式浮選機(jī)，分別為4臺(tái)XJS-20型和4臺(tái)XJX-T12型，另外還有6臺(tái)微泡浮選機(jī)。由于浮選精煤灰分控制比較困難，且原煤泥化情況常見(jiàn)[1]，在2019年進(jìn)行了二次浮選工藝的技術(shù)改造工程，將機(jī)械攪拌式浮選機(jī)后兩室精礦單獨(dú)收集后進(jìn)行二次浮選。

2 微泡浮選機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理

2.1 結(jié)構(gòu)、工藝參數(shù)

2臺(tái)直徑3m的微泡浮選機(jī)主要由給料泵、礦漿桶、分配器、礦化器、噴頭，尾礦箱組成。額定流量為600m3/h，實(shí)際通過(guò)流量為350m3/h，入料濃度為80-100g/L，入料壓力保持在0.2 MPa，充氣風(fēng)壓0.4MPa。

2.2 工作原理

微泡浮選機(jī)工作原理見(jiàn)圖1，藥劑從攪拌桶1和來(lái)料管加入后，通過(guò)泵2吸入礦漿，在葉輪中完成乳化，均勻分配到礦漿中，通過(guò)分配器3，流經(jīng)礦化器5，完成充氣過(guò)程，最后通過(guò)噴頭6釋放到礦漿桶7內(nèi)，氣泡攜帶精礦浮到礦漿液面，尾礦從尾礦箱4排出[2]。

2.3 操作標(biāo)準(zhǔn)

操作標(biāo)準(zhǔn)為精礦泡沫大小均勻，能夠連續(xù)溢出，精礦泡沫層厚度適中、外觀平整，無(wú)劇烈波動(dòng)，無(wú)泡沫積壓，泡沫均自流至精礦槽。精煤質(zhì)量控制主要通過(guò)藥劑量的調(diào)整或者噴淋水的使用來(lái)完成，也可微調(diào)循環(huán)閘門或者尾礦閘板來(lái)控制尾礦的排量，以此達(dá)到調(diào)節(jié)精礦指標(biāo)的目的。

2.4 優(yōu)缺點(diǎn)

可以分選出低灰分精煤，在正常操作條件下能得到8%左右的精煤灰分。缺點(diǎn)是尾礦灰分偏低，尤其是與機(jī)械攪拌式浮選機(jī)相比較而言，機(jī)械攪拌式浮選機(jī)的精煤灰分適中，但尾礦灰分很高，意味著精煤產(chǎn)率高。在煤泥可浮性較好的情況下，機(jī)械攪拌式浮選機(jī)更具有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)槠渚S護(hù)簡(jiǎn)單方便，且處理能力大;在煤泥可浮性較差的情況下，微泡浮選機(jī)就具有保證質(zhì)量的優(yōu)勢(shì)，可以避免質(zhì)量事故，保證生產(chǎn)的連續(xù)性。另外，微泡浮選機(jī)無(wú)法解決堵塞的問(wèn)題，清理工作量很大，且發(fā)泡裝置屬于易損件很容易失效，維護(hù)成本較高;而機(jī)械攪拌式浮選機(jī)正好相反，除了一年一次的大修之外并無(wú)其他維護(hù)工作量。

3 二次浮選工藝流程簡(jiǎn)介

3.1 二次浮選原理

二次浮選工藝的本質(zhì)是對(duì)浮選精礦進(jìn)行再次浮選，就是精選工藝。田選采取了部分精選工藝，即對(duì)機(jī)械攪拌式浮選機(jī)后兩室的精礦濃度稀釋后浮選，因?yàn)闄C(jī)械攪拌式浮選機(jī)按照現(xiàn)有的煤質(zhì)情況只能采取多點(diǎn)加藥方式進(jìn)行操作，即前幾室加藥，浮選精礦灰分具有逐室提高的趨勢(shì)，最后兩室基本不加藥劑，浮出的灰分更高一些，大約為11%左右，這部分精煤影響了精煤的質(zhì)量，但是不能直接拋棄，會(huì)造成精煤損失，有進(jìn)行再選的必要，并在理論上具有降低灰分的可能，因?yàn)橹灰形驳V排出就會(huì)帶走一部分高灰分細(xì)泥，精選出的浮選精煤灰分一定低于入料的灰分。

3.2 二次浮選流程

把8臺(tái)機(jī)械攪拌式浮選機(jī)的后兩室精礦槽與前幾室精礦槽分隔開(kāi)，下部開(kāi)口與匯總管道相連，經(jīng)過(guò)管道泵給入攪拌桶。由于濃度在200g/L左右，濃度較高無(wú)法直接去浮選，需要加水或者摻入濾液，濃度稀釋后進(jìn)入二次浮選機(jī)浮選。精選后的浮選精礦仍然進(jìn)入精礦槽去脫水，如果不想進(jìn)行二次浮選，機(jī)械攪拌式浮選機(jī)的后兩室精礦還可以進(jìn)入精礦槽，所以工藝流程是十分簡(jiǎn)單而靈活的。

3.3 設(shè)備選型

二次浮選的入料濃度選擇在80-110g/L之間，田選二次浮選入料指標(biāo)為：717.26 m?/h，82.26t/h，114.68g/L。其中：后兩室（后一室）精礦流量191.98 m?/h，65.27 t/h，340.00 g/L，摻入濾液525.27 m?/h，16.98 t/h，32.33 g/L。

2臺(tái)微泡浮選機(jī)的兩臺(tái)入料泵流量共1080 m?/h，考慮循環(huán)量，實(shí)際流量分別為700 m?/h，入料濃度取為114.68g/L，入料煤量為700 m?/h×114.68g/L=80.28t/h，可以選用2臺(tái)微泡浮選機(jī)或者2臺(tái)XJX-T12型機(jī)械攪拌式浮選機(jī)。

4 工業(yè)性試驗(yàn)

分別使用機(jī)械攪拌式浮選機(jī)和微泡浮選機(jī)作為二次浮選設(shè)備進(jìn)行了兩個(gè)周期的工業(yè)性試驗(yàn)，在設(shè)備運(yùn)行方面比較平穩(wěn)。浮選機(jī)的工藝效果也可以通過(guò)觀察泡沫的顏色、氣泡尺寸的均勻度、泡沫層的平整度來(lái)初步判斷。機(jī)械攪拌式浮選機(jī)在二次浮選作業(yè)過(guò)程中泡沫層比較厚，而不平整，由于上浮量很大會(huì)偶爾造成刮泡不夠及時(shí)，存在部分泡沫層壓死的問(wèn)題，如果不及時(shí)發(fā)現(xiàn)則會(huì)擴(kuò)散至整個(gè)液面，導(dǎo)致精礦隨尾礦流走。2臺(tái)微泡浮選機(jī)的運(yùn)行狀況也很平穩(wěn)，泡沫層平整，溢流量大而流暢，但是2臺(tái)設(shè)備的分選狀態(tài)還是存在一些差異，在下面的分選指標(biāo)上也體現(xiàn)了這些差異。

4.1 XJX-T12型機(jī)械攪拌式浮選機(jī)的指標(biāo)

使用XJX-T12型機(jī)械攪拌式浮選機(jī)作為二次浮選設(shè)備。入料灰分均值為11.03%，精礦灰分均值10.39%，達(dá)到了生產(chǎn)要求，屬于合格指標(biāo)。尾礦灰分46.68%，與一次浮選尾礦55%的灰分要求有差距，但是考慮到入料性質(zhì)，該指標(biāo)也是能夠接受的。但是看每一次的檢測(cè)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，只有一次的精礦指標(biāo)是合格的。另外，分析4次檢查結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，入料的灰分高低會(huì)引起精礦、尾礦灰分的變化，總體規(guī)律是入料灰分低則精礦、尾礦灰分都低，入料灰分高則精礦、尾礦灰分都高，所以在操作過(guò)程要十分注意對(duì)入料灰分進(jìn)行必要的控制，但不能太低，否則會(huì)造成精煤損失。

4.2 微泡浮選機(jī)的指標(biāo)

通過(guò)對(duì)比機(jī)械攪拌式浮選機(jī)和微泡浮選機(jī)的工業(yè)性試驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)二者各具優(yōu)勢(shì)，機(jī)械攪拌式浮選機(jī)的精礦灰分的4次檢測(cè)結(jié)果只有3次是合格的，但是尾礦灰分很高，說(shuō)明其具有產(chǎn)率上的優(yōu)勢(shì)。 微泡浮選機(jī)的精礦灰分指標(biāo)合格，并有質(zhì)量過(guò)剩的情況，很符合二次浮選的改造目的，但是其尾礦灰分偏低，具有降低浮選產(chǎn)率的風(fēng)險(xiǎn)，原有的微泡浮選機(jī)兩段浮選流程有必要考慮實(shí)施。

5 結(jié)束語(yǔ)

（1）微泡浮選機(jī)在二次浮選工藝中的故障率變低，主要得益于入料性質(zhì)的改善，沒(méi)有大顆粒的煤粒，不會(huì)發(fā)生礦化器、礦化管堵塞的問(wèn)題，而煤泥水中纖維造成堵塞的周期很長(zhǎng)，清理工作量自然大幅減少。

（2）在二次浮選工藝中，微泡浮選機(jī)適合浮選原煤泥化嚴(yán)重的煤泥水，比使用機(jī)械攪拌式浮選機(jī)效果更佳。而在原煤煤質(zhì)極好的情況下，一次浮選過(guò)程就能達(dá)到浮選質(zhì)量控制目標(biāo)，二次浮選也失去了意義，甚至?xí)?duì)浮選系統(tǒng)的數(shù)質(zhì)量完成情況造成拖累，尤其微泡浮選機(jī)的質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)會(huì)造成優(yōu)質(zhì)原煤資源的浪費(fèi)。

（3）輕度泥化的原煤還是使用機(jī)械攪拌式浮選機(jī)作為二次浮選設(shè)備比較適合，雖然其精煤灰分偏高一些，但具有產(chǎn)率高的優(yōu)勢(shì)。因而，微泡浮選機(jī)也可以再增加一段掃選流程，彌補(bǔ)其劣勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

[1] 宋云霞，魏昌杰.難浮煤泥二次浮選工藝研究與應(yīng)用[J].煤炭工程，2017，49（7）：93-96.

[2] 李振濤.老屋基選煤廠高灰細(xì)煤泥浮選柱分選試驗(yàn)研究[J].煤炭工程，2013，45（12）：100-102.

作者簡(jiǎn)介

趙金況（1980-），男，河南商水人;畢業(yè)院校：河南理工大學(xué)，專業(yè)：選礦，學(xué)歷：本科，學(xué)士，現(xiàn)就職單位：平頂山天安煤業(yè)股份有限公司，研究方向：選煤技術(shù)研究。