重介質(zhì)選煤廠介耗控制途徑探討

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(山西汾西礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司，山西 介休 032000)

重介質(zhì)選煤具有煤質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)、分選效率高、入洗粒度寬、生產(chǎn)密度調(diào)節(jié)范圍寬、易于實(shí)現(xiàn)自動化等優(yōu)點(diǎn)。目前重介旋流器分選工藝逐步替代了跳汰洗選工藝。近年來，重介旋流器分選工藝不論在簡化工藝環(huán)節(jié)、提高介質(zhì)系統(tǒng)調(diào)控水平、易于操作管理方面，還是在減少介耗、電耗，降低生產(chǎn)成本方面都取得了長足的進(jìn)步，技術(shù)日趨完善，在我國已被廣泛采用。磁鐵礦粉消耗包括磁鐵礦粉的技術(shù)損失和管理損失?！睹禾肯催x工程設(shè)計規(guī)范》(GB 50359—2016)規(guī)定分選每噸煤的磁鐵礦粉技術(shù)耗量，塊煤應(yīng)小于0.8kg；混煤、末煤應(yīng)小于2.0kg[1]。

1 介耗高對選煤廠的影響

1)增加洗選成本，磁鐵礦粉價格昂貴，增加成本。

2)重介質(zhì)硬度高，對設(shè)備、管道存在磨損，加速設(shè)備磨損。

3)介質(zhì)回收設(shè)備、環(huán)節(jié)更為復(fù)雜，導(dǎo)致工藝流程復(fù)雜。

4)對其他洗選環(huán)節(jié)造成影響，增加管理難度。

選煤廠介質(zhì)損失包括技術(shù)損失和管理損失，其中：技術(shù)損失為生產(chǎn)工藝存在問題，脫介篩、磁選機(jī)工況差導(dǎo)致的損失等；管理損失為生產(chǎn)管理損失，儲裝運(yùn)、采購過程中的損失[2]。

2 技術(shù)損失及降低途徑

造成技術(shù)損失的原因主要有脫介篩效果差、磁選機(jī)效果差、分選工藝不合理及自動化程度低等。

2.1 脫介篩效果

重介質(zhì)分選設(shè)備選出的產(chǎn)品進(jìn)入脫介篩前宜設(shè)固定篩或弧形篩進(jìn)行預(yù)脫介；脫介篩上應(yīng)設(shè)噴水裝置，且不宜采用雙層篩。脫介篩的處理能力、噴水量及噴水壓力選取見表1，或采用廠家提供的保證值[1]。影響脫介篩脫介效果的因素如下：

表1 脫介篩的處理能力、噴水量及噴水壓力

2.1.1 集料箱分料情況

集料箱分料不均會導(dǎo)致不同系統(tǒng)或不同篩子的料層不均，不利于脫介，采用溢流堰可以防止分料不均的情況發(fā)生。部分選煤廠旋流器集料箱不能夠?qū)⑿髌鞒隽系膲毫︶尫?，?dǎo)致后續(xù)弧形篩及脫介篩物料流速過快，應(yīng)對旋流器集料箱進(jìn)行改造，考慮螺旋出料，以更好地泄壓。

2.1.2 脫介篩處理能力

篩上煤層過厚，噴水不能打透。為保證物料能夠在脫介篩上均勻布料，增加脫介面積，選煤廠在保證弧形篩板正常翻轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上，增加擋水皮，使物料均勻平鋪在脫介篩篩面上，脫介面積得以增加；完善脫介工藝，保證大部分的介質(zhì)能夠在合介段回收。例如：

雙柳選煤廠脫介篩前無弧形篩預(yù)脫介，前期介質(zhì)消耗居高不下，嚴(yán)重超標(biāo)，針對這一問題，廠內(nèi)在精煤集料箱中鋪設(shè)了一層篩板，相當(dāng)于增加了一段固定篩脫介，篩下物直接進(jìn)入合格介質(zhì)桶，起到了顯著的降耗效果。高陽和水峪選煤廠在弧形篩前安裝了固定篩預(yù)脫介，解決了脫介面積不足的問題。

2.1.3 脫介篩噴水

通常根據(jù)脫介篩上的物料粒度、帶介量、物料運(yùn)動速度等因素，設(shè)置2～3段噴水。前1～2段噴水用循環(huán)水，最后一道可用清水，以保證脫介效率穩(wěn)定，細(xì)粒物料含量多時噴水量應(yīng)稍大。高濃度循環(huán)水用作噴水，可能導(dǎo)致脫介不充分，使介耗升高，通常脫介篩噴水濃度應(yīng)控制在5g/L以下。在生產(chǎn)前清理堵塞噴嘴，以保證噴水的暢通。噴水距離對脫介效果也有影響，相同噴水壓力下，距離篩面較高會導(dǎo)致噴水沖擊力小，脫介效果較差，因此可適當(dāng)降低噴水高度并增大噴水量[3]。

2.1.4 篩板、篩孔

調(diào)整篩孔，既要保證脫介效果，又要確保滿足后續(xù)的介質(zhì)回收環(huán)節(jié)?；⌒魏Y傾角應(yīng)根據(jù)重介質(zhì)懸浮液濃度和及物料粒度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，使物料切線進(jìn)入篩面。若傾角偏小，易造成大塊物料堆積；若傾角偏大，重介質(zhì)懸浮液及物料下滑過快，會降低脫介效率?；⌒魏Y篩面使用一段時間后會有一定的磨損，應(yīng)及時調(diào)轉(zhuǎn)篩面，篩面破損或脫介效果變差時應(yīng)及時更換。針對脫介篩的磁化現(xiàn)象，應(yīng)定期予以消磁，或采用聚氨酯類篩板。其中，中興選煤廠使用三組分聚氨酯篩板，效果較好。

2.2 磁選機(jī)回收效果

《煤炭洗選工程設(shè)計規(guī)范》(GB 50359—2016)規(guī)定，磁選機(jī)的磁性物回收率不應(yīng)低于99.8%[1]。重介質(zhì)選煤廠采用磁選機(jī)的磁選效率與入料濃度、粒度、磁性物含量、物料運(yùn)動速度等密切相關(guān)。

1)根據(jù)生產(chǎn)需要，適當(dāng)擴(kuò)大磁選機(jī)滾筒與槽體間距，在磁選尾礦不帶介的前提下，促進(jìn)介質(zhì)快速通過，防止該區(qū)域積料；但滾筒與槽體間距過大，懸浮液流速過快，可能造成介質(zhì)回收不充分，此時可適當(dāng)調(diào)整磁選尾礦溢流堰高度，使磁性介質(zhì)二次富集至滾筒上，提高其回收率；并采用加壓噴水或卸料刮板將磁選機(jī)滾筒上已回收的磁鐵礦粉及時卸至精礦槽。

2)定期對磁選機(jī)做單機(jī)檢查，保證磁選機(jī)磁偏角、入料量、入料濃度、噴淋水角度、流量及壓力等操作參數(shù)滿足要求，定期對磁選機(jī)進(jìn)行清理。確保磁選機(jī)磁性物回收率達(dá)到要求，保證磁選機(jī)運(yùn)行效果。

3)磁選機(jī)的入料變化，合理調(diào)整脫介篩噴水量和分流，穩(wěn)定磁選機(jī)的入料，確保入料的壓力、濃度等。根據(jù)稀介質(zhì)段懸浮液中磁性物含量，磁選機(jī)的入料濃度一般為15%～30%，磁性物含量高，磁選濃度可適當(dāng)降低，以保證磁鐵礦粉充分回收。

4)磁偏角需調(diào)整，定期調(diào)整磁偏角，將磁偏角調(diào)整到合適位置，將介質(zhì)帶到最佳角度及時卸料。

5)磁選機(jī)液位不穩(wěn)，根據(jù)現(xiàn)場情況設(shè)溢流堰等；及時根據(jù)磁選機(jī)入料情況調(diào)整磁選機(jī)尾礦閘板，使磁選機(jī)液面穩(wěn)定，在磁選尾礦不堵塞的情況下，確保足夠的磁選機(jī)回收時間。液面過高，容易堵塞尾礦管；液面過低，掃選不徹底，影響磁選效果；尾礦翻花，影響磁選效果[4]。

6)重介分流控制不當(dāng)，分流的目的是調(diào)節(jié)重介質(zhì)懸浮液的穩(wěn)定性，分流量大小間接影響介耗。重介分流量過小，會造成煤泥在介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)中積聚，不利于磁選機(jī)的回收。分流量過大，磁選機(jī)單位時間內(nèi)通過的礦漿量增加，磁選機(jī)工況參數(shù)不變形的條件下，可能造成磁選精礦在尾礦中流失，磁選效率下降，介耗增加。在實(shí)際生產(chǎn)中，多在精煤弧形篩下設(shè)置分流箱及電動分流器，并通過分流調(diào)節(jié)信號和煤泥合格介質(zhì)桶液位聯(lián)動調(diào)節(jié)，及時、穩(wěn)定調(diào)節(jié)分流量，使得重介質(zhì)系統(tǒng)煤泥可及時排出，同時保證磁選機(jī)給料的均勻穩(wěn)定。

2.3 分選工藝

1)對由于設(shè)計不合理造成的介耗高，應(yīng)該與相關(guān)設(shè)計技術(shù)人員從源頭上分析設(shè)計質(zhì)量的原因，找出設(shè)計優(yōu)化方案。

2)由于原煤質(zhì)量發(fā)生變化，引起現(xiàn)有的工藝系統(tǒng)與之不匹配?？疵嘿|(zhì)變化的檢測是否及時、合理，相對應(yīng)的洗選密度調(diào)整等工藝措施是否到位；研究設(shè)計本身是否合理，如果不合理，應(yīng)及時進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化[5]。

3)無粗煤泥分選工藝或工藝落后。部分選煤廠原煤煤泥含量高，無單獨(dú)的粗煤泥分選工藝，造成此類選煤廠介耗偏高，需根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行工藝改造。介休洗煤廠將原有的細(xì)粒煤重介旋流器改造為TBS粗煤泥分選機(jī)后，簡化了分選工藝的同時，大幅的降低了介質(zhì)消耗。

4)無廢介回收工藝。隨著選煤廠運(yùn)行年代增長，出現(xiàn)跑冒滴漏現(xiàn)象，需增加廢介回收工藝，防止介質(zhì)粉的損失；若重介產(chǎn)品脫水以及重介粗煤泥回收時的濾液水含介，需要進(jìn)一步進(jìn)行回收。

2.4 自動化程度低

1)無法自動調(diào)節(jié)重介分流。部分選煤廠的分流仍靠崗位職工根據(jù)合介桶、稀介桶液位手動調(diào)節(jié)，不利于介耗控制。

2)磁性物含量、煤泥含量顯示不準(zhǔn)確。部分選煤廠不對磁性物含量、煤泥含量等數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)定，數(shù)據(jù)不能及時反映出生產(chǎn)情況。

3)產(chǎn)品帶介、磁尾帶介檢測缺乏。部分選煤廠不重視對產(chǎn)品和磁尾帶介檢測，只憑借每班用介量對介耗進(jìn)行評測，不能及時發(fā)現(xiàn)跑介現(xiàn)象。

針對以上情況，應(yīng)提高選煤廠自動化程度，向智能化方向邁進(jìn)。

3 管理損失及降低途徑

選煤廠科學(xué)管理的核心在于人，包括從事生產(chǎn)技術(shù)管理人員和直接從事生產(chǎn)運(yùn)行、設(shè)備維修、產(chǎn)品檢測的人員，后者是生產(chǎn)問題的首先發(fā)現(xiàn)者。各崗位及時發(fā)現(xiàn)、反饋生產(chǎn)過程中各環(huán)節(jié)可能存在的問題，在從事生產(chǎn)技術(shù)管理人員和調(diào)度人員的協(xié)調(diào)、各崗位緊密配合下解決問題。管理損失主要包括對工藝和人員管理不到位、人員的意識不到位、磁鐵礦粉質(zhì)量差異、跑冒滴漏嚴(yán)重及工藝檢測不到位等。

3.1 加強(qiáng)管理、提高人員意識

建立健全科學(xué)的管理制度及考核辦法，加強(qiáng)節(jié)能意識宣傳，使介質(zhì)管理工作有條不紊，促使職工形成良好的、一致的工作習(xí)慣。重點(diǎn)考核磁選機(jī)、脫介篩崗位工，確保脫介篩的噴水壓力、噴嘴通暢和磁選機(jī)正常的溢流量，保證介質(zhì)消耗管理到位、考核到位。使崗位職工形成統(tǒng)一的操作規(guī)范，減少倒班銜接過程中因操作習(xí)慣不同而導(dǎo)致的介耗增加。

3.2 保證磁鐵礦粉質(zhì)量

《煤炭洗選工程設(shè)計規(guī)范》(GB 50359—2016)規(guī)定：用于重介質(zhì)旋流器分選的磁鐵礦粉，其磁性物含量不應(yīng)小于95%，密度不宜小于4.5t/m3，粒度小于0.045mm的含量應(yīng)占85%以上。根據(jù)汾西實(shí)踐，磁鐵礦粉指標(biāo)要求：水分≤8%，真密度≥4.5g/cm3，磁性物含量≥95%，-0.045mm粒級含量≥85%，全鐵含量≥60%[1]。

各礦(廠)加強(qiáng)磁鐵礦粉管理工作，對到貨的磁鐵礦粉及時化驗(yàn)，嚴(yán)格按照合同指標(biāo)要求進(jìn)行驗(yàn)收。要嚴(yán)格加強(qiáng)磁鐵礦粉的出入庫管理，磁鐵礦粉到貨驗(yàn)收后及時入庫，防止雨水沖刷、風(fēng)刮等，同時加強(qiáng)磁鐵礦粉的入庫驗(yàn)收工作，保證采制化的準(zhǔn)確性。

3.3 杜絕跑冒滴漏現(xiàn)象

1)加強(qiáng)現(xiàn)場管理，做好清潔生產(chǎn)工作，杜絕跑冒滴漏造成的介質(zhì)損失。

2)定期進(jìn)行巡檢，及時進(jìn)行封堵；因檢修產(chǎn)生的廢介，區(qū)域統(tǒng)一進(jìn)行回收。

3)建立事故收集泵坑，跑冒滴漏及事故情況下的介質(zhì)能夠循環(huán)回收。

4)化驗(yàn)室對產(chǎn)品帶介進(jìn)行檢測，對不達(dá)標(biāo)的帶介產(chǎn)品要進(jìn)行分析解決。

3.4 加強(qiáng)工藝檢測

1)定期對產(chǎn)品、離心液、磁選尾礦及濃縮池底流等物料的帶介情況進(jìn)行檢測，及時發(fā)現(xiàn)問題并解決。

2)對介質(zhì)循環(huán)情況進(jìn)行檢測，包括旋流器入料量、入料壓力、介質(zhì)循環(huán)量及懸浮液中煤泥含量等須滿足生產(chǎn)要求。

3)針對弧形篩及脫介篩存在的竄料、噴水打不透物料等情況，加強(qiáng)弧形篩、脫介篩的現(xiàn)場管理，保證布料均勻、合理。定期對篩板進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時解決；對篩面噴水角度、流量及壓力進(jìn)行檢查，保證噴水效果。

4)定期對集料箱、入料箱等進(jìn)行檢查并清理雜物。

4 新建選煤廠脫介系統(tǒng)建議

1)產(chǎn)品脫介設(shè)置固定篩、弧形篩和脫介篩，精煤、中煤和矸石三部分稀介質(zhì)分別設(shè)置磁選機(jī)進(jìn)行處理，選出的磁選精礦返回合格介質(zhì)桶。

2)合格介質(zhì)用泵打至重介旋流器作為分選介質(zhì)。

3)補(bǔ)加介質(zhì)采用合格磁鐵礦粉，補(bǔ)加的磁鐵礦粉由濃介桶混合后泵入原煤合格介質(zhì)桶。

4)廠內(nèi)跑、冒、滴、漏的介質(zhì)收集后，由掃地泵打入中煤稀介系統(tǒng)進(jìn)行回收處理。

5 結(jié) 論

磁鐵礦粉的噸煤損失量是重介質(zhì)選煤廠的一項(xiàng)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，合理的介質(zhì)消耗量，不僅關(guān)系到選煤廠的經(jīng)濟(jì)效益，而且是重介質(zhì)選煤廠是否可以合理組織生產(chǎn)的關(guān)鍵因素。通過對重介質(zhì)選煤廠介耗的影響因素進(jìn)行分析，結(jié)合實(shí)際，提出重介質(zhì)選煤廠降低介耗的途徑，降低介耗對于降低企業(yè)成本有著非常重要的意義。