850／600大直徑有壓三產(chǎn)品旋流器在杏花選煤廠的應(yīng)用

史振國

(雞西礦業(yè)集團(tuán) 城山礦洗煤廠，黑龍江 雞西158100)

0 引言

選煤廠，是設(shè)計(jì)年處理能力120 萬噸礦井型、煉焦煤選煤廠。采用塊煤跳汰一末煤重介質(zhì)旋流器一煤泥直接浮選聯(lián)合工藝。原設(shè)計(jì)重介分選采用3 組環(huán)形布置500／350 有壓三產(chǎn)品旋流器，環(huán)形旋流器單組處理量40 噸/小時(shí)，三組處理量120 噸/小時(shí)。 隨著入洗臺(tái)時(shí)量從120萬噸／年增加到200 萬噸／年以上，原來的500／350 處理量已滿足不了當(dāng)前生產(chǎn)的需求，且故障頻發(fā)，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)不到要求的指標(biāo)，經(jīng)集團(tuán)公司批準(zhǔn)2008 年9 月20 日我們把原來的500／350 型旋流器換為850／600 旋流器， 并對(duì)850／600 旋流器一些工藝參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)技術(shù)更改后，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到正常分選要求。

1 原500／350 型旋流器存在的問題

隨著入洗臺(tái)時(shí)量的增加，原設(shè)計(jì)500／350 型旋流器組各項(xiàng)指標(biāo)極不正常，由于該旋流器是三臺(tái)環(huán)形布置，泵給入各組旋流器壓力不穩(wěn)，導(dǎo)致物料在旋流器內(nèi)分選不正常，在保證精煤灰分前題下，中煤夾矸現(xiàn)象嚴(yán)重，二段旋流器密度不易調(diào)節(jié)，矸石灰分達(dá)不到要求灰分時(shí)常跑煤；入料粒度上限小，煤質(zhì)塊量大時(shí)，懸浮液密度不好控制，旋流器經(jīng)常堵塞，保障不了生產(chǎn)正常運(yùn)行，給維修維護(hù)帶來負(fù)擔(dān)；數(shù)量效率低，分選時(shí)一段數(shù)量效率只有74.35%，綜合產(chǎn)率低，特別是對(duì)細(xì)粒物料分選效果差小于0.5mm 不能及時(shí)回收，導(dǎo)致浮選入料上限高，加之浮選機(jī)處理量低，大量精煤從尾礦中流失。 根據(jù)分選原理定性分析可知，要使顆粒較小的礦粒獲得較大的離心力和沉降速度，可通過采用小直徑旋流器、適當(dāng)提高入料壓力及改變懸浮液流變性質(zhì)等措施來實(shí)現(xiàn)。 但500／350 旋流器給料粒度上限小，達(dá)不到重介質(zhì)旋流器擴(kuò)大入選粒度范圍的要求。 只有在采用大直徑旋流器時(shí)，適當(dāng)?shù)卦龃笕肓蠅毫亩a(chǎn)生較大的離心因數(shù)，才能達(dá)到降低分選下限的要求。 種種原因表明只有把500／350 型旋流器更換成大直徑旋流器才能改變當(dāng)前生產(chǎn)狀況，才可以為廠創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。

2 新?lián)Q850／600 型旋流器工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)

為了保證產(chǎn)品各項(xiàng)指標(biāo)合格化，提高精煤產(chǎn)率，滿足臺(tái)時(shí)量增加的要求，多為廠創(chuàng)造效益，經(jīng)集團(tuán)公司批準(zhǔn)我們把3 組500／350 型旋流器更換成2 組850／600 旋流器，該旋流器一段圓筒形，二段圓筒圓錐形。

850／600 型旋流器安裝后調(diào)試生產(chǎn)時(shí)，由于旋流器本身結(jié)構(gòu)與工藝參數(shù)不適用于我廠當(dāng)前情況，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)不到預(yù)想結(jié)果，生產(chǎn)系統(tǒng)極不完善，從面導(dǎo)致畔煤中帶煤量大、矸石夾煤現(xiàn)象嚴(yán)重、二段分選密度不易調(diào)節(jié)。為了謀求正常分選指標(biāo)，我們主要從旋流器給料壓力、旋流器結(jié)構(gòu)參數(shù)二方面進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2.1 進(jìn)料壓力的調(diào)節(jié)

由實(shí)踐可知，進(jìn)料壓力升高進(jìn)料速度變快，旋流器處理量增加，壓力越高離心力越大，因此在一定程度上增大進(jìn)料壓力可以加速分選過程。但通過我們的試驗(yàn)可知，隨入料壓力增大，旋流器本身濃縮作用加強(qiáng)。 一方面增大礦粒實(shí)際分選密度，另一方面使旋流器密度分布更加不均勻，比重控制不穩(wěn)定，使精煤灰分時(shí)高時(shí)低，從而降低分選效果，因此壓力增大并不是有利的，隨壓力增大二段中煤帶精現(xiàn)象轉(zhuǎn)變成中煤夾矸現(xiàn)象，此外還會(huì)增加動(dòng)力消耗、給料泵的磨損，從長遠(yuǎn)利益上講增大給料壓力是行不通的，現(xiàn)在普遍發(fā)展趨勢是低壓給料。

2.2 旋流器結(jié)構(gòu)參數(shù)的調(diào)節(jié)

為了進(jìn)一步謀求合理化方案， 在保證入料壓力不變的情況下，能否通過改變旋流器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，以達(dá)到預(yù)期效果。 我們首先增大溢流口直徑改變底流口直徑，來增大實(shí)際分選密度。 但溢流過大造成圓柱部分溢流速度過快，影響溢流穩(wěn)定，縮小底流口可以使實(shí)際分選密度增大，但底流口過小造成礦粒擠壓，使矸石易泥化部分混入中煤，或造成堵塞引起精煤損失。 實(shí)踐證明增加溢流口直徑或減小底流口直徑，雖在一定限度上可以改變分選效果，但仍有很多負(fù)面影響，調(diào)節(jié)不當(dāng)分選指標(biāo)極易變差。

在旋流器的直徑和錐角確定后，旋流器的容積和總長度，主要取決于圓柱部分長度。 旋流器圓柱部分長度對(duì)分選影響很大，當(dāng)圓柱長時(shí)，物料停留時(shí)間長，實(shí)際分選密度高，但圓柱部分太長會(huì)使低密度產(chǎn)品質(zhì)量遭到破壞，過短實(shí)際分選密度低，使精煤損失到底流中去。當(dāng)體積同樣時(shí)錐角增大，實(shí)際分選密度增大，我們?cè)囅肽芊裨诒ＷC低入料壓力，旋流器一段體積不變的情況下，把一段圓筒形改為圓錐形。經(jīng)過資料的收集與論證， 我們把850／600 旋流器一段由圓筒形改為圓錐形，錐角10°，并加長筒體長度500am。保證入料壓力情況下，強(qiáng)化物料在旋流器內(nèi)的分選過程，改善空氣柱狀態(tài)，從而減少了旋流器內(nèi)空氣柱對(duì)分選的影響，在一段入料低壓情況下，一段分選空間不變的情況下，加速物料的分選過程，尤其是細(xì)粒的物料的分選過程；二段密度易于調(diào)節(jié)，可以保證二段分離因數(shù)正常， 使各產(chǎn)品指標(biāo)達(dá)到正常標(biāo)準(zhǔn)，排出指標(biāo)合格的中煤和矸石。

表1 改造前試樣各項(xiàng)指標(biāo)

表2 改造后試樣各項(xiàng)指標(biāo)

由表1、表2 可知一段旋流器由圓筒形改為圓錐形后，中煤帶精量明顯減少，二段分選過程得到改善，可以分選出較為合格的矸石產(chǎn)品。

3 原500／350 型旋流器組與改進(jìn)后850／600 型旋流器組效果對(duì)比

我廠入洗原煤灰分在29%-40%這間， 若要求精煤灰分在9.5%-10.5%區(qū)間內(nèi)，精煤理論回收率為35%-45%之間，6±0.1 含量＞40%，屬于極難選煤。

表3 500／350 型旋流器組與改進(jìn)后850／600 型旋流器組效果對(duì)比

4 經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算

4.1 由表3 可知500／350 型旋流器改為850／600 型旋流器后， 精煤產(chǎn)率提高0.52 個(gè)百分點(diǎn)，若年入洗240 萬噸，多創(chuàng)收240 萬噸×0.52%×570 元=711.36 萬元。

4.2 通過對(duì)比可知，850／600 型旋流器比500／350 型旋流器數(shù)量效率提高10%，山原來74.5%提高到85%，矸石帶煤平均＜0.5%，綜合產(chǎn)率提高＞1%，中煤增盈240×0.0075×350=630 萬元。

4.3 噸煤介耗山500／350 旋流器時(shí)的2.3kg／t 降為2.0kg／t，均降幅0.3kg／t，年入洗原煤240 萬噸，則每年可節(jié)約介質(zhì)0.3×2400000／1000=720t，若每噸磁鐵礦粉的價(jià)格為650 元／噸，則每年可節(jié)約材料費(fèi)720×650=46.8 萬元。

改造之后每年可多為杏花選煤廠創(chuàng)收效益711.36＋630＋46.18=1388.16 萬元。

5 社會(huì)效益

技改后，廠可根據(jù)市場需要，靈活方便的生產(chǎn)灰分為9.3%-10.5%之間的各種商品煤，商品煤質(zhì)量不僅大幅度提高，不僅滿足市場需求，也使用煤企業(yè)提高能源利用效率，為減少環(huán)境污染創(chuàng)造條件。

各產(chǎn)品指標(biāo)滿足用戶要求，提高了綜合產(chǎn)率，入料粒度，處理量大有改善， 減少了浮選入料量， 使尾煤產(chǎn)率由原來的8.5%降至現(xiàn)在的6.0%，減少了對(duì)周圍環(huán)境的污染。

6 結(jié)論

經(jīng)過這次500／350 型旋疏器改成850／600 型旋流器并對(duì)850／600 型旋流器各項(xiàng)參數(shù)調(diào)節(jié)的技術(shù)改造，杏花選煤廠各項(xiàng)產(chǎn)品指標(biāo)達(dá)到用戶的要求，各項(xiàng)工藝參數(shù)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，適應(yīng)了臺(tái)時(shí)量增大等不利因數(shù)，并為以后煤質(zhì)的變壞，入洗難度的加大，提供了先決條件。