分流對(duì)選煤廠介耗影響的分析與實(shí)踐

張磊 王 良 李興旺

（山東能源棗礦集團(tuán)柴里煤礦選煤廠，山東 滕州 277500）

選煤生產(chǎn)中，重介分選系統(tǒng)存在著大量隨原煤進(jìn)入的原生煤泥和因粉碎及泥化產(chǎn)生的次生煤泥，分選過程中，僅通過稀介質(zhì)和產(chǎn)品中排出的少量煤泥，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了系統(tǒng)對(duì)煤泥量的調(diào)控要求，導(dǎo)致洗選系統(tǒng)中細(xì)粒煤泥積聚，懸浮液的流動(dòng)性變差。此外，煤泥對(duì)細(xì)顆粒的分選效果影響很大，細(xì)顆粒部分的分選精度隨煤泥含量的增大而變差，進(jìn)而導(dǎo)致重介分選效果變差。為了保證懸浮液的穩(wěn)定性，提高重介分選效果，需要通過分流的方式將部分合介分流出來進(jìn)入磁選機(jī)，排出介質(zhì)系統(tǒng)中積聚的煤泥，回收介質(zhì)。因此，合格介質(zhì)分流是重介系統(tǒng)中不可缺少的環(huán)節(jié)。

棗礦集團(tuán)柴里煤礦選煤廠年處理能力240 萬t，生產(chǎn)工藝流程采用重介淺槽+無壓三產(chǎn)品重介+浮選+尾煤壓濾的聯(lián)合工藝，主要產(chǎn)品為1/3 煉焦煤、洗混煤和煤泥。柴里選煤廠近年來一直致力于工藝系統(tǒng)優(yōu)化提升，但重介系統(tǒng)中的分流控制依然存在問題，導(dǎo)致介質(zhì)消耗偏高，增加了選煤成本。如何控制好分流減少重介質(zhì)消耗，降低選煤成本提高選煤廠經(jīng)濟(jì)效益，建設(shè)節(jié)能型現(xiàn)代化選煤廠已成為柴里選煤廠及全國類似選煤廠亟需解決的課題。

1 影響選煤廠分流量的因素分析

1.1 原煤性質(zhì)

原煤的礦物成分、粒度組成及泥化特性決定了重介系統(tǒng)中煤泥量。煤泥量增多時(shí)，粘土礦物含量增加，懸浮液的黏度隨之增加，導(dǎo)致旋流器的內(nèi)向切向速度梯度減弱，底流和工作懸浮液的密度基本接近，懸浮液分層作用減弱，這種情況下極不利于分選，勢(shì)必要通過增大分流，增加煤泥的排出量來降低懸浮液的黏度。柴里煤礦開采時(shí)間長，儲(chǔ)量趨于枯竭，井下采場、采面復(fù)雜，導(dǎo)致原煤煤質(zhì)復(fù)雜多變，重介系統(tǒng)調(diào)節(jié)難度大。

1.2 系統(tǒng)介質(zhì)消耗

在正常的重介生產(chǎn)過程中，系統(tǒng)中磁性物含量會(huì)減少，懸浮液的密度隨之下降。為使實(shí)際密度處于給定密度范圍內(nèi)，需要不斷地調(diào)節(jié)分流保持磁性物濃度，確保分選密度。末煤含量多時(shí)，加大進(jìn)入入料漏斗的介質(zhì)流閥的開度，增加潤濕沖水量，加大分流量。柴里選煤廠目前介耗偏高，該情況尤為明顯。

1.3 系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性

柴里選煤廠經(jīng)過多次升級(jí)改造，生產(chǎn)工藝流程較復(fù)雜，且現(xiàn)場設(shè)備狀況參差不齊，生產(chǎn)過程中易出現(xiàn)不穩(wěn)定，會(huì)使重介懸浮液不能處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。系統(tǒng)操作過程中必須不斷地調(diào)節(jié)分流量的大小，以確保懸浮液的穩(wěn)定。

1.4 人為因素

柴里選煤廠合介段分流量的調(diào)節(jié)采用人工調(diào)節(jié)法，主要依靠人工觀察，根據(jù)原煤和精煤產(chǎn)品的性質(zhì)、重介質(zhì)懸浮液密度、磁性物以及煤泥含量來進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于人工觀察存在局限性，不能及時(shí)準(zhǔn)確了解系統(tǒng)狀況，往往造成分流調(diào)節(jié)不及時(shí)或不合適。

2 分流量對(duì)選煤廠介耗的影響分析

選煤廠介質(zhì)損失貫穿于生產(chǎn)運(yùn)行的全過程，包括介質(zhì)進(jìn)廠、添加使用和回收。介質(zhì)損失的因素包含人員操作、工藝、設(shè)備、管理等。正常洗煤生產(chǎn)中人為操作因素對(duì)各個(gè)參數(shù)相對(duì)穩(wěn)定會(huì)產(chǎn)生較大影響，其中分流量的調(diào)節(jié)會(huì)對(duì)重介質(zhì)的消耗產(chǎn)生重要影響，人工操作調(diào)節(jié)的滯后及誤差加劇了對(duì)分選效率的影響，增大了重介質(zhì)的消耗量。

分流經(jīng)過磁選機(jī)排出煤泥，回收介質(zhì)，受設(shè)備效率、設(shè)備狀況、工藝條件、操作流程等一系列因素影響，介質(zhì)回收效率η 隨分流量的增大而減小。

式中：

Q分-分流量，L；

P磁-磁性物濃度，g/L。

由上式可知，重介質(zhì)磁性物和煤泥含量不變的情況下，分流量越大，通過分流損失的介質(zhì)量越多。因此，在重介質(zhì)磁性物和煤泥含量穩(wěn)定前提下，盡可能減少分流量，降低介質(zhì)消耗。

懸浮液中煤泥與磁性物存在如下關(guān)系：

式中：

P懸-懸浮液密度，g/L；

P泥-煤泥密度，g/L；

P磁-磁性物濃度，g/L；

δ泥-煤泥密度，kg/m3；

δ磁-磁性物密度，kg/m3。

由上式可知，生產(chǎn)過程中，煤泥量恒定增加，小分流量可減少重介質(zhì)損耗，有利于介質(zhì)回收，但會(huì)使懸浮液煤泥含量增多，影響懸浮液特性，導(dǎo)致整個(gè)分選過程發(fā)生紊亂，從而影響分選效果；反之，分流量過大，將造成磁選機(jī)入料過多，介質(zhì)回收效果變差，介質(zhì)損耗增大。

綜上所述，合理的分流量對(duì)分選效率及介質(zhì)消耗量產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。

3 降低選煤廠介耗的優(yōu)化措施

3.1 強(qiáng)化煤質(zhì)檢測與調(diào)節(jié)

加強(qiáng)入洗原煤性質(zhì)檢測，做到對(duì)入洗原煤煤泥含量、泥化度等情況的掌控，根據(jù)原煤性質(zhì)、入洗方案，確定出合適的分流量。生產(chǎn)過程中原煤發(fā)生變化時(shí)及時(shí)做好調(diào)煤、配煤入洗，降低煤質(zhì)變化對(duì)重介分選操作過程產(chǎn)生的影響。

3.2 強(qiáng)化設(shè)備和系統(tǒng)管理

做好弧形篩、脫介篩、磁選機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備、系統(tǒng)運(yùn)行管理，加大現(xiàn)場系統(tǒng)管理，對(duì)設(shè)備漏、堵及布料不均現(xiàn)象及時(shí)處置，降低系統(tǒng)介質(zhì)消耗，減緩系統(tǒng)中磁性物含量的降低，抑制懸浮液的密度下降。

3.3 加強(qiáng)工藝技術(shù)管理

弧形篩安裝角度合理，強(qiáng)化脫介篩噴淋水，做好開車前的準(zhǔn)備工作，通過有效的“鼓風(fēng)混合”，確保循環(huán)液的均勻穩(wěn)定，提高循環(huán)液質(zhì)量，確保系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，保障重介懸浮液處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，減少系統(tǒng)操作過程中分流量大小的調(diào)節(jié)。

3.4 強(qiáng)化教育培訓(xùn)，提升操作水平

提高密控司機(jī)的業(yè)務(wù)技能水平，掌握生產(chǎn)現(xiàn)場的綜合判斷和處置能力，特別是原煤煤質(zhì)、產(chǎn)品質(zhì)量、循環(huán)液壓力、分選密度、磁性物含量、煤泥含量、液位各因素之間的關(guān)系，合理添加介質(zhì)，減少人為因素使重介質(zhì)循環(huán)液密度波動(dòng)、分流不合理等造成的介質(zhì)損耗。

4 降低選煤廠介耗的實(shí)踐效果

在上述分析基礎(chǔ)上，柴里選煤廠通過細(xì)化分流量流程控制進(jìn)行了降低介耗的實(shí)踐，圖1 為實(shí)踐前后的介耗對(duì)比。

圖1 分流量控制介耗實(shí)踐前后對(duì)比

由圖1 可知，通過分流調(diào)控使得噸原煤介耗由1 月份的1.23kg/t 下降到6 月份的0.99kg/t 左右，降幅為0.24kg/t。按年入選原煤240 萬t，介質(zhì)粉單價(jià)973 元/t 計(jì)，每年節(jié)約選煤成本：

973×0.24×240/1000=56.04 萬元

綜上所述，柴里選煤廠通過對(duì)分流量精準(zhǔn)控制，減少人為操控影響，順利實(shí)現(xiàn)了降介耗的目標(biāo)，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

5 結(jié)論

介質(zhì)消耗是重介選煤廠運(yùn)行水平的重要體現(xiàn)，控制介耗水平的高低，不僅影響重介生產(chǎn)系統(tǒng)能否保持正常和穩(wěn)定，而且直接影響選煤廠經(jīng)濟(jì)效益。柴里選煤廠通過理論分析和實(shí)踐結(jié)合，加強(qiáng)了分流調(diào)節(jié)措施，介耗管控流程得到了全面的優(yōu)化，介質(zhì)消耗量顯著降低，節(jié)省了選煤成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。