高陽煤礦選煤廠重介質(zhì)系統(tǒng)降耗新方法研究

王建兵

(山西焦煤汾西礦業(yè)集團(tuán) 高陽煤礦選煤廠，山西 孝義 032300)

介耗指標(biāo)是重介質(zhì)選煤廠的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一，介耗高低不僅關(guān)系到原材料消耗量的大小，而且還影響重介生產(chǎn)系統(tǒng)能否保持正常和穩(wěn)定[1-2]。高陽煤礦選煤廠是入洗量6.0 Mt/a的礦井型選煤廠，一期系統(tǒng)入洗能力為4.0 Mt/a，二期系統(tǒng)入洗能力為2.0 Mt/a。選煤工藝采用原煤預(yù)先脫泥—有壓重介質(zhì)旋流器主選—粗煤泥分選—細(xì)煤泥浮選—尾煤壓濾的聯(lián)合工藝[3]。

1 重介系統(tǒng)工藝及存在的問題

高陽煤礦選煤廠重介系統(tǒng)工藝為原煤經(jīng)脫泥篩預(yù)先脫泥后，0.75～50 mm粒級(jí)物料與合格介質(zhì)混合后由泵給入有壓三產(chǎn)品重介旋流器進(jìn)行分選，精煤、中煤產(chǎn)品先后經(jīng)弧形篩、香蕉振動(dòng)篩及離心機(jī)脫水脫介后成為精煤、中煤。矸石經(jīng)弧形篩、香蕉振動(dòng)篩脫水脫介后進(jìn)入矸石膠帶機(jī)?；⌒魏Y和香蕉振動(dòng)篩合介段篩下物進(jìn)入合格介質(zhì)桶，香蕉振動(dòng)篩稀介段篩下物進(jìn)入稀介質(zhì)桶，經(jīng)磁選機(jī)回收介質(zhì)后磁選精礦返回合格介質(zhì)桶，尾礦進(jìn)入煤泥水系統(tǒng)。

選煤廠介耗近年偏高，經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)精煤產(chǎn)品帶介量偏高，達(dá)到1.3～1.4 kg/t，是導(dǎo)致介耗偏高的一個(gè)主要因素。通過現(xiàn)場檢查及分析發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致精煤產(chǎn)品帶介量高的主要問題有以下幾點(diǎn)：

(1)精煤篩脫介面積不足，篩上物料層厚，脫介困難。

(2)不銹鋼篩板篩縫易粘掛雜物堵塞篩縫，影響脫介篩篩分效率。

(3)脫介篩設(shè)2道噴水，噴水量不足，脫介不充分。

因此如何采取合理措施，提升脫介篩脫介效果，減少精煤產(chǎn)品帶介量，從而降低介耗，是高陽煤礦選煤廠當(dāng)前亟需解決的一個(gè)難題[3-4]。

2 原因分析

(1)精煤篩篩上物料層厚，脫介面積不足。主要是由于近些年井下地質(zhì)條件變化及機(jī)械化程度的提高，選煤廠入洗原煤中末煤及煤泥含量逐步加大，造成精煤脫介篩上物料粒度減小，比表面積增大，精煤表面帶介脫除困難且透篩效果差，精煤產(chǎn)品帶介量偏高[5]。但是由于受場地空間限制，無法通過更換大型脫介篩或增加設(shè)備的方式增加脫介能力。

(2)不銹鋼篩板篩縫易粘掛雜物，堵塞篩縫，主要是由于不銹鋼篩板篩條硬度大，彈性差，原煤中細(xì)絲狀雜物易粘掛至篩塊下方，造成篩縫堵塞，篩上物透篩率下降，脫介效果變差。

(3)脫介篩設(shè)置2道噴水，噴水量不足，噴水打不透料層，精煤篩上底部精煤中附著的介質(zhì)不能有效脫除，導(dǎo)致精煤產(chǎn)品帶介量偏高，需增加噴水量來提高脫介效果。

3 改造方案

經(jīng)廠技術(shù)人員現(xiàn)場研究及討論，決定通過采用“新型TP篩板+雙幕噴嘴”聯(lián)合改造方法來解決精煤產(chǎn)品帶介量偏高的問題。

3.1 新型TP篩板改造

將精煤脫介篩篩塊由現(xiàn)有的不銹鋼篩塊更換為新型TP篩板，以解決精煤篩篩上物料厚，脫介面積不足和篩板篩縫易堵塞的問題。

(1)TP篩板采用山型結(jié)構(gòu)，篩網(wǎng)的錐形角度為60°，篩網(wǎng)開孔率增加1倍，如圖1所示。在篩分物料的過程中，使物料與篩板兩側(cè)進(jìn)行切割運(yùn)動(dòng)，促進(jìn)了細(xì)顆粒透篩。新型TP篩板在水平方向脫介面積與不銹鋼篩板脫介面積持平，但在垂直方向可增加切割面積 1.732倍，乘以切割系數(shù)0.3，約增加脫介面積50%，且篩網(wǎng)的彈性較好，不易堵孔，提高了篩分效率，從而進(jìn)一步提升脫介效果。

圖1 TP篩板結(jié)構(gòu)

(2)新型TP篩板材質(zhì)采用特殊耐磨三組分聚氨酯材質(zhì)，耐磨耐腐蝕性、抗斷裂強(qiáng)度、可塑性等較不銹鋼篩板更高，不粘連篩上物料，可有效解決篩板的篩孔堵塞問題，脫水、脫介效果更佳。

3.2 雙幕噴嘴改造

將精煤脫介篩上單幕扇形噴嘴改為雙幕噴嘴，在現(xiàn)有脫介篩噴水管路不改變的情況下，增加了脫介篩噴水量，解決了因噴水量不足，導(dǎo)致精煤帶介量高的問題，與普通噴嘴相比，其主要優(yōu)點(diǎn)如下：

(1)由于雙幕噴嘴有前后2個(gè)噴水孔，可以同時(shí)噴出2道水幕，只需1道噴水管路就可達(dá)到2道噴水的效果；

(2)該噴嘴采用超高分子材質(zhì)，噴嘴出水阻力小，脫介效果好，耐磨性好。

4 應(yīng)用效果和經(jīng)濟(jì)效益

4.1 應(yīng)用效果

高陽煤礦選煤廠在一期重介系統(tǒng)313、314精煤脫介篩和二期重介系統(tǒng)2308精煤脫介篩上使用“新型TP篩板+雙幕噴嘴”。使用前后的應(yīng)用效果對(duì)比見表1。

由表1可知，采用“新型TP篩板+雙幕噴嘴”的新方法可顯著提升精煤脫介篩的脫介效果，精煤產(chǎn)品帶介量平均降幅0.36 kg/t，重介系統(tǒng)精煤產(chǎn)率占全樣52.08%，由此計(jì)算，選煤廠介耗可降低約0.19 kg/t。

表1 使用前后對(duì)比數(shù)據(jù)

4.2 經(jīng)濟(jì)效益分析

(1)節(jié)約介質(zhì)費(fèi)用。高陽煤礦選煤廠入洗原煤4.5 Mt/a，采用新方法后選煤廠介耗降低0.19 g/t，磁鐵礦粉價(jià)格600元/t，可節(jié)約介質(zhì)費(fèi)用51.3萬元/a。

(2)成本分析。高陽煤礦選煤廠一期、二期重介系統(tǒng)3臺(tái)精煤脫介篩共使用610 mm×610 mm不銹鋼篩板180 塊，篩板使用壽命為6個(gè)月，單價(jià)840元。新型TP篩板的尺寸為305 mm×610 mm，篩板使用壽命為9個(gè)月，單價(jià)1200 元。以使用壽命1 a為基準(zhǔn)對(duì)比2種篩板的成本。

每年使用不銹鋼篩板360塊，篩板成本費(fèi)用為30.24萬元/a；每年使用新型TP篩板480塊，篩板成本費(fèi)用為57.6萬元/a。經(jīng)計(jì)算，新增篩板成本費(fèi)用27.36萬/a。

3臺(tái)精煤脫介篩共使用78個(gè)雙幕噴嘴，雙幕噴嘴成本50元/個(gè)，單幕噴嘴成本30元/個(gè)，年新增噴嘴成本費(fèi)用為0.156萬元。

由此可得出，新方法綜合節(jié)約成本費(fèi)用=節(jié)約介質(zhì)費(fèi)-新增噴嘴成本費(fèi)用-新增篩板成本費(fèi)用=51.3-27.36-0.156=23.784(萬元/a)。

5 結(jié) 語

綜上所述，針對(duì)高陽煤礦選煤廠精煤脫介篩脫介效果差、產(chǎn)品帶介量高的問題，采取“新型TP篩板+雙幕噴嘴”聯(lián)合改造措施，通過使用新型TP篩板有效提升了脫介篩脫介面積，消除了篩縫堵塞的現(xiàn)象，達(dá)到提高脫介能力的效果，采用雙幕噴嘴可有效克服選煤廠脫介作業(yè)環(huán)節(jié)中因噴水量不足導(dǎo)致脫介效果差、介耗偏高的問題，減少重介精煤產(chǎn)品帶介量，降低了選煤廠介耗，并取得經(jīng)濟(jì)效益。