浮選加藥系統(tǒng)的優(yōu)化與評定

摘 要：通過對浮選系統(tǒng)加藥方式的改變和系統(tǒng)的局部優(yōu)化，將風(fēng)壓霧化裝置成功應(yīng)用于選煤廠現(xiàn)場生產(chǎn)，保證整個浮選系統(tǒng)運行平穩(wěn)可靠，并且有效降低浮選藥劑消耗，實現(xiàn)精煤產(chǎn)率和尾礦灰分的顯著提升，帶來較大的經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：風(fēng)壓霧化;優(yōu)化;加藥方式;評定

1 賀西礦選煤廠概況及存在問題

賀西礦選煤廠是一座礦井型煉焦煤選煤廠，設(shè)計入選規(guī)模為300萬t/a，是一座具有現(xiàn)代化洗選工藝和先進管理經(jīng)驗的大型選煤廠。采用“重介-TBS-浮選”聯(lián)合工藝流程。

自2012年7月份投產(chǎn)以來，各項生產(chǎn)技術(shù)指標均達到了設(shè)計要求和目標，唯獨浮選效果時好時壞。在正常的浮選條件下，尾礦灰分和浮選抽出率始終達不到預(yù)期目標，且藥劑消耗量大，嚴重影響了浮選精煤回收率。

鑒于以上情況，我們對以上問題進行研究，經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)研、技術(shù)交流，有針對性的提出對浮選系統(tǒng)局部進行優(yōu)化，以合理解決浮選系統(tǒng)的問題。

2 系統(tǒng)分析與優(yōu)化

2.1 浮選藥劑在煤泥浮選中的作用

浮選藥劑一般分為捕收劑和起泡劑。捕收劑加入煤漿中可提高煤粒表面的疏水性，使其易于向氣泡附著。起泡劑在浮選過程中用以控制氣泡大小、維持泡沫穩(wěn)定性，與捕收劑有聯(lián)合作用。

在現(xiàn)場的采樣中我們還發(fā)現(xiàn)：經(jīng)過水乳化后的浮選藥劑在浮選室內(nèi)存在形成的油膜較小較脆，數(shù)量少、油膜面較薄且易碎，不具有很好的連續(xù)性;分散性差，油--水界面積小，與煤粒表面粘附的概率低;尾礦中含有部分細小煤粒等“不良”現(xiàn)象。造成這一切的“罪魁禍首”皆是因為浮選藥劑經(jīng)乳化器箱后乳化不“徹底”，藥劑分子未能盡量分散并與煤粒“充分”接觸，使本應(yīng)被浮起的精煤顆粒未能被及時“獲救”而“喪身”尾礦，浮選藥劑發(fā)揮不出應(yīng)有的作用而導(dǎo)致浮選效率極其低下?，F(xiàn)場崗位司機有時不得不依靠“犧牲”藥劑消耗來暫時獲得所謂“滿意”的浮選指標而陷入了無限的“惡性循環(huán)”之中。因此，如何將浮選藥劑進行充分分散，有效解決藥劑乳化“不徹底”的問題是決定浮選效率好壞的關(guān)鍵。

我們采集一定濃度的浮選入料，在相同的藥劑消耗條件下，通過在實驗室多次進行“小浮選”實驗，對現(xiàn)使用的浮選捕收劑N88002和起泡劑N88050的作用效果進行實驗分析。

通過在實驗室模擬生產(chǎn)現(xiàn)場多次進行的“小浮選”實驗結(jié)果可以看出，同樣的浮選入料和濃度，選擇同樣的捕收劑和起泡劑，采用與現(xiàn)場同樣的加藥量和加藥方式，在實驗室的應(yīng)用效果卻要明顯好于生產(chǎn)現(xiàn)場，基本能夠達到比較理想的狀態(tài)。這充分說明了導(dǎo)致浮選效果不佳的原因不在浮選藥劑本身，而是在于現(xiàn)場對浮選藥劑進行“作用”的設(shè)備和方式上。因此，我們需要對浮選藥劑添加設(shè)備和添加方式進行優(yōu)化改造。

2.2 浮選系統(tǒng)的優(yōu)化實施

在經(jīng)歷了長期的現(xiàn)場觀察、查閱資料和對浮選入料、精礦、尾礦進行一系列的實驗室分析后，我們認真討論后一致認為：造成浮選藥劑“乳化”不徹底以及不能充分分散的原因在于藥劑添加設(shè)備存在“缺陷”和“弊端”，故決定根據(jù)文丘里原理對浮選系統(tǒng)藥劑添加管路進行優(yōu)化改造，改變浮選藥劑的添加方式。借助一定的風(fēng)壓，從而使藥劑由“乳化”變?yōu)椤办F化”，以徹底解決藥劑分散程度低造成的浮選效果不理想的狀態(tài)。

2.3 藥劑添加設(shè)備的優(yōu)化改造

在5月份完成對浮選加藥設(shè)施以及一系列管路的優(yōu)化改造后，我們對現(xiàn)場加藥過程中所用到的儀器儀表進行了標定校準，確保生產(chǎn)過程中所記錄的數(shù)據(jù)準確可靠。

選煤廠現(xiàn)使用的浮選乳化器共有3套，且均為唐山國華公司生產(chǎn)的AEM型浮選劑乳化器。我們決定對其中的一套乳化器進行優(yōu)化改造，即改造為風(fēng)壓“霧化”的結(jié)構(gòu)，并與現(xiàn)有的2套形成對比，以檢驗其改造后的先進性和優(yōu)越性。

與原系統(tǒng)相比，優(yōu)化改造后的新系統(tǒng)相對更加直觀簡單，借助一定條件下的風(fēng)壓（約0.04-0.06MPa），使管道混合器下方的管路呈現(xiàn)“負壓”狀態(tài);同時通過風(fēng)壓將藥劑徹底進行霧化，浮選藥劑液滴直徑將會變得更小，能夠最大限度的發(fā)揮其作用效果。由于管路附近均呈現(xiàn)“負壓”狀態(tài)，霧化后的藥劑經(jīng)負壓被吸入管道內(nèi)，在管道混合器內(nèi)與浮選入料充分混合和接觸，輔之循環(huán)泵的攪拌充氣，最終達到提高浮選效率的目的。

所有優(yōu)化改造完成后，我們經(jīng)過現(xiàn)場觀察，發(fā)現(xiàn)在相同的生產(chǎn)條件和藥劑消耗水平下，改造前后浮選室內(nèi)的浮選效果存在明顯的區(qū)別。經(jīng)風(fēng)壓“霧化”后的浮選室內(nèi)，泡沫層比較平穩(wěn)、厚度相對穩(wěn)定，氣泡均勻不易破滅，精煤的富集程度密集且平穩(wěn)，刮泡器的刮泡效率更高。尾礦中的氣泡明顯減少，顏色明顯“發(fā)灰”，用手濾去其中的水后感覺不到有未被浮出的煤粒存在，浮選效果更加“徹底”。

3 系統(tǒng)優(yōu)化后的評定

我們選擇在相同的生產(chǎn)條件下，按照藥劑消耗由大到小的原則，利用10天時間，從浮精和尾礦的產(chǎn)率及灰分兩方面對水乳化和風(fēng)壓霧化兩種狀態(tài)下的浮選效果進行了認真化驗和對比分析。

在相同的藥耗條件下，經(jīng)風(fēng)壓“霧化”后的浮選藥劑作用效果要優(yōu)于水乳化后的效果。隨著藥耗的下降，兩種狀態(tài)下的浮精和尾礦灰分均出現(xiàn)不同程度的降低。當藥劑消耗為0.40kg/t時，經(jīng)風(fēng)壓霧化后的藥劑作用效果發(fā)揮到了最佳狀態(tài)，浮精產(chǎn)率比“乳化”后高出0.36%，尾礦灰分也達到了88.90%的良好狀態(tài)，說明當藥劑添加量為0.40kg/t干煤泥時，在適當?shù)娘L(fēng)壓條件下，藥劑霧化效果最好，在浮選機內(nèi)能夠充分的發(fā)揮出其效果。但隨著藥耗的進一步降低，兩種情況下的浮選效果均出現(xiàn)明顯的降低，說明此藥耗已不能“滿足”實際生產(chǎn)過程中浮選效果的“需求”，因此不宜進一步降低藥劑添加量。

通過此次全面系統(tǒng)的實驗，我們可以看出，經(jīng)過優(yōu)化改造后的風(fēng)壓霧化加藥系統(tǒng)使浮選抽出率較之前得到了明顯的提升，也基本確定了實際生產(chǎn)條件下的浮選藥劑最佳添加值。我們決定將前面工業(yè)試驗中總結(jié)得出的所有最佳條件綜合在一起，再次利用一周的時間，對浮選風(fēng)壓霧化加藥系統(tǒng)的最佳效果進行一次全面的試驗檢驗和評價。

從試驗結(jié)果來看，當入料濃度保持一定時，在最佳的藥劑添加量和最佳的風(fēng)壓條件下，浮精產(chǎn)率和尾礦灰分較之前又有了小幅提升（最大提升達0.15%），最后穩(wěn)定在一個理想的范圍（浮精產(chǎn)率79.99%，尾礦灰分85.43%）之內(nèi)。這再次體現(xiàn)了浮選風(fēng)壓霧化加藥系統(tǒng)的先進性和高效性，良好效果得到了進一步的驗證。

4 結(jié)論

浮選風(fēng)壓“霧化”加藥系統(tǒng)原理先進、結(jié)果簡單、操作方便、實用可靠，能夠有效降低浮選藥劑消耗，實現(xiàn)精煤產(chǎn)率和尾礦灰分的顯著提升，針對解決當前浮選效率普遍低下的難題實現(xiàn)了新的突破，不僅有效節(jié)約了稀缺資源，而且在避免稀缺資源的浪費和提高企業(yè)經(jīng)濟效益等方面具有重要的意義。

參考文獻：

[1]王瑞紅.浮選藥劑自動控制系統(tǒng)的研究[J].煤礦機械，2004 （08）.

[2]謝廣元，吳玲，歐澤深，張秀捧，王務(wù)平.煤泥分級浮選工藝的研究[J].中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報，2005（06）.

[3]張濤，隋廣武.浮選工藝參數(shù)自動監(jiān)測及加藥系統(tǒng)的研發(fā)[J].煤炭加工與綜合利用，2016（07）.

[4]章宏令.潘一選煤廠浮選加藥控制系統(tǒng)的自動化改造與應(yīng)用[J].選煤技術(shù)，2016（01）.

[5]劉波，吳剛.選煤廠浮選機改造下的自動控制應(yīng)用研究[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2017（18）.

作者簡介：

段斌（1981- ），男，山西省平遙縣人，工程師，主要從事選煤廠生產(chǎn)技術(shù)管理和選煤自動化研究。