邯鄲選煤廠細(xì)粒煤高效分級(jí)技術(shù)的研究與應(yīng)用

李甜甜，郝巧霞

(冀中能源峰峰集團(tuán)有限公司 邯鄲洗選廠，河北 邯鄲 056000)

邯鄲洗選廠煤泥分選工藝為：1.0～0.4 mm粒級(jí)粗煤泥采用CSS粗煤泥分選機(jī)分選，小于0.4 mm粒級(jí)浮選。CSS粗精煤經(jīng)弧形篩再經(jīng)離心機(jī)脫水后為最終粗精煤產(chǎn)品；煤泥分級(jí)旋流器溢流+CSS精煤脫水弧形篩篩下水+部分煤泥離心機(jī)離心液(另一部分進(jìn)煤泥桶)[1]進(jìn)入浮選系統(tǒng)。

CSS粗精煤脫水弧形篩篩孔尺寸為0.5mm-0.7mm，所以進(jìn)入浮選系統(tǒng)的篩下水中含有大量的大于0.25mm粒級(jí)的物料，根據(jù)浮選動(dòng)力學(xué)特性，大于0.25 mm粒級(jí)顆粒在浮選過程中浮選速度慢，容易從泡沫脫落而損失在浮選尾煤中[2-3]，所以，弧形篩篩下水中大量0.25 mm以上合格精煤顆粒進(jìn)入浮選系統(tǒng)后，部分會(huì)損失到浮選尾煤中。因此，提前將合格精煤分離出來，避免進(jìn)入下一級(jí)分選系統(tǒng)，既能減少因重復(fù)分選導(dǎo)致的精煤損失，又降低了下一級(jí)分選系統(tǒng)的分選壓力，提高分選效果。所以，降低CSS粗精煤脫水篩的篩孔尺寸，提高分級(jí)精度，是解決問題的根本思路[4-5]。

1 邯選廠原工藝效果檢查

1.1 CSS精煤脫水弧形篩篩分效果檢查

對(duì)CSS粗精煤弧形篩篩上、篩下物料進(jìn)行粒度分析，數(shù)據(jù)見表1。

表1 CSS精煤脫水弧形篩篩上、篩下物料粒度組成分析

從表1數(shù)據(jù)可以看出，弧形篩篩上物料中小于120目粒級(jí)含量為9.59%，灰分為34.09%；篩下物中大于80目含量為43.98%，灰分為10.91%，此部分物料在篩下物料占比較高，灰分較低，可以直接作為合格精煤產(chǎn)品，若此粒級(jí)物料進(jìn)入浮選系統(tǒng)，容易損失到浮選尾煤中，造成精煤損失。

1.2 浮選指標(biāo)的分析

浮選系統(tǒng)的入料有煤泥分級(jí)旋流器溢流、CSS脫水弧形篩篩下水、部分煤泥離心脫水機(jī)離心液，對(duì)這三部分入料以及生產(chǎn)入浮煤泥分別進(jìn)行粒度組成分析，數(shù)據(jù)見表2。

表2 浮選入料粒度組成

從表2中數(shù)據(jù)來看，煤泥分級(jí)旋流器溢流中，大于80 目粒級(jí)含量只有2.8%，含量很低，而浮選總?cè)敫≈写笥?0 目粒級(jí)含量達(dá)17.33%，造成入浮中該粒級(jí)含量升高的原因?yàn)槊耗嚯x心液和弧形篩篩下水中大于80 目粒級(jí)含量高，分別占本級(jí)的58.47%、43.98%，所以，降低浮選中大于80目粒級(jí)顆粒的含量，關(guān)鍵是降低弧形篩篩下水和煤泥離心液中該粒級(jí)的含量。

根據(jù)2019年各月月綜合數(shù)據(jù)，對(duì)浮選尾煤進(jìn)行粒度組成分析，數(shù)據(jù)見表3。

表3 浮選尾煤粒度組成

從表3數(shù)據(jù)分析可知：浮選尾煤中大于80目粒級(jí)含量達(dá)9.47%，灰分為27.60%，可以看出，有部分低灰粗顆粒損失到了浮選尾煤中。

1.3 小結(jié)

從上述分析結(jié)果來看：浮選尾煤中有部分較粗粒級(jí)的低灰顆粒。浮選系統(tǒng)中，大于80 目粒級(jí)粗顆粒主要來源于CSS粗精煤脫水弧形篩篩下水和煤泥離心機(jī)離心液，而減少這部分物料的關(guān)鍵在于提高CSS粗精煤脫水篩的分級(jí)效率和分級(jí)精度。

2 EPS高效細(xì)粒分級(jí)篩的工業(yè)試驗(yàn)

EPS高效細(xì)粒分級(jí)篩是一種細(xì)粒物料強(qiáng)化篩分的新型專利設(shè)備[5]，邯選廠采購1臺(tái)型號(hào)為EPS-1500的設(shè)備，替代雙系統(tǒng)中其中1個(gè)系統(tǒng)中的2臺(tái)脫水弧形篩，進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)，并與另外一個(gè)系統(tǒng)的弧形篩進(jìn)行效果對(duì)比。

2.1 EPS的設(shè)備安裝

原生產(chǎn)工藝流程中，1.0～0.4 mm粒級(jí)原煤經(jīng)CSS粗煤泥分選機(jī)分選后，精煤經(jīng)2臺(tái)弧形篩進(jìn)行一次脫水，弧形篩下水進(jìn)浮選入料桶，篩上物再經(jīng)煤泥離心機(jī)脫水。EPS高效細(xì)粒分級(jí)篩替代原系統(tǒng)中的2臺(tái)脫水弧形篩，具體安裝如圖1所示。

圖1 EPS設(shè)備安裝示意

2.2 EPS設(shè)備參數(shù)的調(diào)整和試驗(yàn)結(jié)果的分析

EPS設(shè)備影響煤泥分級(jí)效率和分級(jí)精度的主要參數(shù)為設(shè)備的長(zhǎng)度、篩縫尺寸以及滾筒轉(zhuǎn)速(電機(jī)頻率)。設(shè)備長(zhǎng)度為出廠設(shè)備固定參數(shù)，工業(yè)試驗(yàn)主要試驗(yàn)內(nèi)容為調(diào)整滾筒轉(zhuǎn)速和篩縫尺寸。

(1)滾筒轉(zhuǎn)速試驗(yàn)。為確保脫水效率和處理量，試驗(yàn)開始采用0.4 mm篩板，通過調(diào)整滾筒驅(qū)動(dòng)電機(jī)頻率來改變滾筒轉(zhuǎn)速，頻率分別為30、35、40、45 Hz，試驗(yàn)結(jié)果如表4、表5所示。

表4 滾筒轉(zhuǎn)速條件試驗(yàn)結(jié)果——篩上物粒度組成

表5 滾筒轉(zhuǎn)速條件試驗(yàn)結(jié)果——篩下物粒度組成

分析表4、表5試驗(yàn)結(jié)果可知：隨著滾筒轉(zhuǎn)速的提高，篩上物料中小于120目粒級(jí)含量由3.6%逐漸降低至2.77%，篩上物濃度隨著轉(zhuǎn)速的提高，由57.6%提升至60.8%；篩下物料中大于80 目粒級(jí)含量由30.86%逐漸升高至35.54%，篩下物濃度由10.5%逐步提升至14.1%。

用曲線圖展示幾項(xiàng)參數(shù)的變化趨勢(shì)，如圖2所示。

圖2 各項(xiàng)參數(shù)的變化趨勢(shì)

從曲線變化趨勢(shì)以及設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性綜合來看，當(dāng)轉(zhuǎn)筒電機(jī)頻率為40 HZ時(shí)，設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)最穩(wěn)定，且設(shè)備的分級(jí)效率也較高。

(2)篩縫尺寸調(diào)整試驗(yàn)。篩縫尺寸的降低，直接影響篩上篩下物料的粒度組成，同時(shí)，篩縫尺寸的降低，也會(huì)影響設(shè)備脫水率和處理量[7]。EPS共5排篩板，篩孔尺寸由大變小的過程中，每次更換的原則是先更換入料端2排篩板，穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后，再進(jìn)行后3排篩板的更換。進(jìn)行篩縫尺寸調(diào)整試驗(yàn)時(shí)，采用不同篩縫組合，來逐步減小篩縫尺寸小，試驗(yàn)結(jié)果見表6、表7。

從表6、表7中數(shù)據(jù)分析可知：隨著篩縫尺寸的逐步減小，篩上物料的濃度變化較小，篩下物濃度由12.1%降低至7.8%，篩孔尺寸的變化對(duì)篩上精煤以及篩下物料灰分的影響較大。

表6 篩縫尺寸變化試驗(yàn)結(jié)果—篩上物粒度組成

表7 篩縫尺寸變化試驗(yàn)結(jié)果—篩下物粒度組成

用曲線圖展示幾項(xiàng)參數(shù)的變化趨勢(shì)，如圖3所示。

圖3 各項(xiàng)參數(shù)的變化趨勢(shì)

從圖2-3曲線的變化趨勢(shì)可以明顯看出，篩板篩縫從2排0.2 mm+3排0.3 mm調(diào)整到全部0.2 mm時(shí)，篩上物灰分變化不大，而篩下物中大于80目含量大幅度降低，且篩下物灰分大幅度提升?？紤]生產(chǎn)過程中篩縫隨著設(shè)備的磨損會(huì)有所增大，所以，最終選擇篩板篩縫全部更換為0.2 mm。

2.3 降低離心機(jī)篩籃尺寸

將EPS對(duì)應(yīng)的離心機(jī)篩籃尺寸由0.35 mm降低至0.25 mm，對(duì)2臺(tái)離心機(jī)產(chǎn)品取樣進(jìn)行對(duì)比，數(shù)據(jù)見表8、表9。

表8 2種篩縫尺寸的離心機(jī)篩上物粒度組成對(duì)比

從表8、表9中數(shù)據(jù)可以看出：篩縫由0.35 mm降低至0.25 mm以后，篩上物料水分略有提高，篩上物料中高灰細(xì)泥含量相差不大；離心液濃度降低，且離心液中大于80目含量降低了20.64%，而該粒級(jí)灰分僅在11%，離心液中粗粒級(jí)的降低意味著離心機(jī)多回收，也意味著進(jìn)入浮選系統(tǒng)的粗粒級(jí)減少。篩縫降低后，離心液粒度組成偏細(xì)，可直接全部進(jìn)入浮選系統(tǒng)，避免了高灰細(xì)泥在系統(tǒng)中的重復(fù)循環(huán)。

表9 2種篩縫尺寸的離心機(jī)離心液粒度組成對(duì)比

2.4 小結(jié)

EPS工業(yè)試驗(yàn)主要從2個(gè)條件進(jìn)行了試驗(yàn)：滾筒轉(zhuǎn)速和篩縫尺寸。

從試驗(yàn)結(jié)果來看，當(dāng)滾筒驅(qū)動(dòng)電機(jī)頻率為40 Hz，篩縫尺寸為0.2 mm時(shí)，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到了最佳水平。

將EPS對(duì)應(yīng)的離心機(jī)篩籃篩縫尺寸降低后，離心液中大于80目含量大幅度降低，篩縫減小后，離心液粒度組成較細(xì)，可直接進(jìn)入浮選系統(tǒng)，避免了高灰細(xì)泥在系統(tǒng)中的重復(fù)循環(huán)。

3 EPS與弧形篩脫水效果對(duì)比

改造后，EPS處理北部系統(tǒng)CSS溢流，原系統(tǒng)弧形篩處理南部系統(tǒng)CSS溢流，為了確保弧形篩的脫水效果和處理能力，根據(jù)多年來的經(jīng)驗(yàn)，弧形篩篩縫尺寸控制在0.5～0.7 mm，2個(gè)系統(tǒng)2種脫水設(shè)備的指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果見表10、表11。

表10 2種脫水設(shè)備指標(biāo)的對(duì)比-篩上物料粒度組成

表11 2種脫水設(shè)備指標(biāo)的對(duì)比-篩下物料粒度組成

從表10、表11數(shù)據(jù)分析可知：在達(dá)到相同的處理量的情況下，EPS分級(jí)下限更低；EPS篩上物料中小于120 目高灰細(xì)泥含量比弧形篩低一半；對(duì)于篩下物料，EPS的篩下物料中大于80目粒級(jí)含量比弧形篩降低39.68%。各項(xiàng)數(shù)據(jù)顯示，EPS比弧形篩分級(jí)下限更低，分級(jí)更精確高效。

4 應(yīng)用效果分析

經(jīng)過一段時(shí)間的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，分別采取2個(gè)系統(tǒng)的浮選入料進(jìn)行粒度分析，另外，分別取2個(gè)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的浮選尾煤進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見表12、表13。

表12 2個(gè)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)浮選入料粒度組成

從表12中數(shù)據(jù)可以看出，2個(gè)系統(tǒng)浮選入料粒度組成差別較大，EPS系統(tǒng)對(duì)應(yīng)浮選入料大于80目含量比弧形篩系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的浮選入料少11%，而減少的這部分物料在上一級(jí)粗精煤脫水環(huán)節(jié)隨篩上物料進(jìn)入最終精煤產(chǎn)品，從而避免其進(jìn)入浮選系統(tǒng)后對(duì)浮選效果的影響[8-10]。

從2個(gè)系統(tǒng)的浮選尾煤情況來看，EPS對(duì)應(yīng)系統(tǒng)的浮選機(jī)尾煤中大于80 目含量低，且浮選尾煤灰分高，整體浮選效果比弧形篩對(duì)應(yīng)系統(tǒng)的浮選效果要好。

表13 2個(gè)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)浮選尾煤粒度組成

5 結(jié) 語

(1)EPS基于其反復(fù)翻拋再造漿、篩縫高效清理以及其處理量大等優(yōu)勢(shì)，在煤泥深度高效分級(jí)中起到了極其重要的作用，在不增加篩上物料中高灰細(xì)泥含量的同時(shí)，極大地降低了篩下物中大于80 目粒級(jí)的含量，為后續(xù)浮選作業(yè)環(huán)節(jié)提供了粒度保障，減少了合格粗粒在浮選系統(tǒng)中的損失，進(jìn)一步改善浮選效果。

(2)降低煤泥離心機(jī)篩籃篩縫尺寸，離心液全部進(jìn)入浮選系統(tǒng)，既直接提高了合格粗粒的回收率，同時(shí)，又避免了離心液返回煤泥桶造成的高灰細(xì)泥在系統(tǒng)中的重復(fù)循環(huán)污染。

(3)EPS作為一種新型專利產(chǎn)品，設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性有待進(jìn)一步驗(yàn)證。在設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定可靠的前提下，考慮將另一系統(tǒng)的2臺(tái)脫水弧形篩也替換成EPS。