鎮(zhèn)城底礦選煤廠浮選截粗篩改造方案分析

徐 鵬

(西山煤電集團(tuán) 鎮(zhèn)城底礦選煤廠， 山西 古交 030203)

鎮(zhèn)城底礦選煤廠位于山西省太原市古交市鎮(zhèn)城底鎮(zhèn)汾河北岸，是一座入選易選煤的礦井型煉焦煤選煤廠，1986年投產(chǎn)，入選原煤來(lái)自鎮(zhèn)城底礦的高、低硫煤層。2014年進(jìn)行擴(kuò)大產(chǎn)能技術(shù)改造，采用3GDMC1300/920A型和JQW1100/780型兩套無(wú)壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器不分級(jí)不脫泥選煤，-0.5 mm精、中煤磁選機(jī)尾礦(簡(jiǎn)稱磁尾)采用兩套FJC16-6噴射式浮選機(jī)直接浮選，主要產(chǎn)品為十級(jí)肥精煤，副產(chǎn)品有混煤、煤泥等，入洗能力2.4 Mt/a[1].

1 目前存在問(wèn)題及分析

鎮(zhèn)城底選煤廠精煤磁尾經(jīng)過(guò)截粗弧形篩脫水脫泥(弧形篩型號(hào)分別為HS-F-322060、VSB302060，弧形篩篩縫為0.5 mm),篩上物由煤泥離心機(jī)脫水回收，篩下物由浮選機(jī)分選回收，其工藝流程見(jiàn)圖1，浮選入料粒度組成見(jiàn)表1.

浮選入料為精煤磁尾以及中煤磁尾弧形篩篩下物。由表1可知，浮選入料中+0.5 mm粒度級(jí)的占比為5.65%，粒度級(jí)為0.5～0.25 mm的物料占比為37.42%. 生產(chǎn)中存在“跑粗”現(xiàn)象。

原弧形篩入料(精煤磁尾水)的粒度組成情況見(jiàn)表2. 由表2可知，精煤磁尾水中主導(dǎo)粒度級(jí)為0.25～0.125 mm，占比為33.82%，灰分為15.01%；+0.25 mm的累積灰分為8.51%，累積產(chǎn)率為37.40%.+0.25 mm粒度級(jí)物料經(jīng)重介旋流器分選后，灰分指標(biāo)已經(jīng)滿足最終精煤產(chǎn)品的質(zhì)量要求，再進(jìn)入浮選系統(tǒng)存在重復(fù)分選，造成生產(chǎn)成本浪費(fèi)，也會(huì)使入浮礦漿濃度升高，浮選機(jī)分選精度降低。所以，需要使用截粗篩對(duì)+0.25 mm粒度級(jí)物料截粗。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，更換使用小于0.4 mm規(guī)格的弧形篩板，但造成弧形篩脫水脫泥效果下降，截粗篩篩上物水分高于50%，離心機(jī)出現(xiàn)跑水，導(dǎo)致產(chǎn)品水分嚴(yán)重超標(biāo)。

圖1 粗煤泥作業(yè)工藝流程圖

表1 浮選入料粒度組成表

表2 截粗篩的入料粒度組成表

需要說(shuō)明的是，表1、表2中-0.045 mm粒級(jí)的灰分差別大主要是由于該廠入洗鎮(zhèn)城底礦22215、22212兩個(gè)工作面的煤，22215工作面泥質(zhì)頁(yè)巖含量高，泥化現(xiàn)象嚴(yán)重，原煤含矸量??；22212工作面矸石含量大，泥質(zhì)頁(yè)巖含量較低。兩工作面的煤質(zhì)差異較大，受井下出煤影響以及井下工作安排的不確定，原煤入洗配比變化頻繁，表1與表2為不同時(shí)間段采樣。因本文主要對(duì)0.125～0.5 mm粒級(jí)進(jìn)行討論，-0.045 mm數(shù)據(jù)不影響方案對(duì)比。

分析可知：1) 該選煤廠重介質(zhì)旋流器分選有效下限為0.25 mm，+0.25 mm以上各粒度級(jí)的灰分都低于銷售精煤產(chǎn)品要求的灰分指標(biāo)。2) 根據(jù)各粒度級(jí)產(chǎn)品灰分分布，截粗分級(jí)粒度應(yīng)控制在0.25 mm. 3) 不能在原弧形篩上采用直接更換小篩縫篩板的方法對(duì)+0.25 mm煤泥進(jìn)行截粗。

2 改造方案

2.1 方案一

1) 方案一：“旋流器+疊層高頻振動(dòng)細(xì)篩”工藝(見(jiàn)圖2). 該方案對(duì)該廠粗煤泥分選工藝流程改變不大，目的在于提高粗精煤泥的回收率，降低浮選系統(tǒng)入料量。目前，該廠3GDMC1300/920重介系統(tǒng)中精煤磁尾的流量約為500 m3/h，JQW1100/780重介系統(tǒng)精煤磁尾水流量約為400 m3/h，兩者濃度均為80 g/L左右，則兩套系統(tǒng)中實(shí)際干礦量為40 t/h和32 t/h，受礦漿流量影響，如果使用精煤磁尾直接進(jìn)入疊層高頻振動(dòng)細(xì)篩，則需要疊篩數(shù)量較多，否則會(huì)出現(xiàn)疊篩處理能力不足的問(wèn)題。

圖2 方案一工藝流程圖

2) 1300/920A重介系統(tǒng)選型計(jì)算見(jiàn)表3，4.

表3 分級(jí)濃縮旋流器流程計(jì)算表

表4 疊層高頻振動(dòng)細(xì)篩流程計(jì)算表

根據(jù)流程計(jì)算結(jié)果，經(jīng)過(guò)分級(jí)濃縮旋流器預(yù)脫水脫泥后，底流(疊篩入料)的濃度偏高，需要增加30～40 m3/h的稀釋水，提高疊篩的分級(jí)效率。

3) 1100/780重介系統(tǒng)選型計(jì)算見(jiàn)表5，6.

根據(jù)流程計(jì)算結(jié)果，經(jīng)過(guò)分級(jí)濃縮旋流器預(yù)脫水脫泥后，底流(疊篩入料)的濃度偏高，因此需要增加35 m3/h左右的稀釋水，提高疊篩的分級(jí)效率。

表5 分級(jí)濃縮旋流器流程計(jì)算表

4) 設(shè)備選型。

根據(jù)數(shù)值量流程計(jì)算結(jié)果及煤泥水選型放大系數(shù)為1.25，進(jìn)行選型：

GDMC1300/920A重介系統(tǒng)選型為FX500×3旋流器組1套+ZKJ1408-D5疊篩高頻振動(dòng)細(xì)篩1臺(tái)；JQW1100/780重介系統(tǒng)選型為FX500×2旋流器組1套+ZKJ1208-D5疊篩高頻振動(dòng)細(xì)篩1臺(tái)；系統(tǒng)中增加了分級(jí)濃縮旋流器，原兩臺(tái)精煤磁尾泵流量不存在較大的改變，揚(yáng)程需要根據(jù)旋流器在廠房?jī)?nèi)的安裝高度進(jìn)一步計(jì)算確定。

2.2 方案二

方案二采用DZSN系列三質(zhì)體智能高頻脫泥篩替換現(xiàn)有的截粗弧形篩，精磁尾水直接入篩，篩上物料入離心機(jī)，篩下物料入浮選機(jī)浮選。DZSN系列三質(zhì)體智能高頻脫泥篩技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表7 ，兩套重介質(zhì)系統(tǒng)各使用2臺(tái)，每套系統(tǒng)設(shè)計(jì)煤泥水通過(guò)量560 m3/h，高于生產(chǎn)實(shí)際的最大精煤泥水量500 m3/h.

表7 DZSN2833三質(zhì)體智能高頻脫泥篩技術(shù)特征表

3 方案對(duì)比

方案一優(yōu)點(diǎn)：1) 單位容積處理能力大。2) 旋流器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)運(yùn)轉(zhuǎn)部件。缺點(diǎn)：1) 工藝系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，增加煤泥水分級(jí)旋流器后，存在重復(fù)分級(jí)作業(yè)，與工藝設(shè)計(jì)原則相違背，相應(yīng)的配件能耗等費(fèi)用增加；且分級(jí)濃縮旋流器易出現(xiàn)工作不穩(wěn)定、旋流器溢流有粗顆粒等弊端。2) 為了保證疊層篩脫水效果，需增大篩上沖水量約80 m3/h，會(huì)使浮選入料濃度降低至50～55 g/L，而礦漿濃度的高低對(duì)浮選效果有直接影響，礦漿濃度在60～80 g/L時(shí)，浮選抽出率指標(biāo)最好[2-3]. 3) 安裝分級(jí)旋流器，受廠房空間位置限制，改造難度大。4) 新增設(shè)備多，改造成本高。

方案二特點(diǎn)：1) 工藝布置簡(jiǎn)潔，工藝適應(yīng)性強(qiáng)。三質(zhì)體高頻篩對(duì)入料濃度、壓力無(wú)特別要求，對(duì)選煤廠洗選工藝的適應(yīng)性較強(qiáng)。2) 脫泥脫水效果優(yōu)異，為后續(xù)設(shè)備創(chuàng)造良好的入料條件，三質(zhì)體智能高頻脫泥篩脫泥效率可達(dá)80%以上，篩上物水分一般在30%，是下段離心機(jī)的最佳入料條件，同時(shí)，由于進(jìn)入離心機(jī)的細(xì)粒量減少，也可以進(jìn)一步地降低離心機(jī)產(chǎn)品水分。3) 分級(jí)粒度下限低，分級(jí)選擇范圍大，工藝適應(yīng)性好。三質(zhì)體智能高頻脫泥篩分級(jí)粒度可到0.1 mm，在生產(chǎn)過(guò)程中，可根據(jù)產(chǎn)品灰分，選擇0.25 mm、0.2 mm、0.15 mm、0.125 mm、0.1 mm分級(jí)，在滿足產(chǎn)品灰分的基礎(chǔ)上，盡量提高篩上物產(chǎn)率，提高精煤回收量。同時(shí)，也可以最大限度地減少浮選機(jī)壓力，降低精煤回收成本。4) 改造工作量小。DZSN2833三質(zhì)體智能高頻脫泥篩自帶機(jī)架及入料斗，機(jī)架底部為框架結(jié)構(gòu)。改造時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)，利用原入料管路、原篩上物溜槽、篩下水溜槽，改造工作量不大，微調(diào)篩上物溜槽、篩下水溜槽高度即可實(shí)現(xiàn)原入料管路與篩機(jī)入料箱對(duì)接。拆除原精煤泥弧形篩，安裝新三質(zhì)體智能高頻脫泥篩，在不影響生產(chǎn)的情況下可完成改造工作。5) 設(shè)備可靠性高，日常維護(hù)量小，三質(zhì)體智能高頻脫泥篩采用了先進(jìn)的三質(zhì)體設(shè)計(jì)原理，篩框不動(dòng)，振動(dòng)器及振動(dòng)軸微動(dòng)，篩網(wǎng)正常振動(dòng)，從原理上保證了設(shè)備的可靠性。篩機(jī)不需要軸承，也不需要潤(rùn)滑，日常不需要維修和維護(hù)，10個(gè)月左右更換一次篩網(wǎng)即可。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上比較，三質(zhì)體高頻篩改造方案從生產(chǎn)效率、產(chǎn)出、產(chǎn)品指標(biāo)、維護(hù)成本等多個(gè)方面優(yōu)于分級(jí)旋流器+疊層高頻篩系統(tǒng)方案，適合在老廠房空間狹小環(huán)境下改造安裝，能夠?qū)崿F(xiàn)不停產(chǎn)改造。