辛置選煤廠降低介質消耗改造實踐

侯向沖

(霍州煤電集團 辛置選煤廠, 山西 霍州 031412)

霍州煤電集團辛置煤礦選煤廠是一座礦井型選煤廠,由選煤一、二車間兩個獨立的生產(chǎn)系統(tǒng)組成,現(xiàn)原煤入洗能力達到3.35 Mt/a. 其中一車間生產(chǎn)能力0.75 Mt/a,生產(chǎn)工藝為原煤預先脫泥、有壓重介三產(chǎn)品旋流器分選,煤泥直接浮選,煤泥水濃縮、壓濾回收及洗水閉路循環(huán)。二車間設計入洗能力1.5 Mt/a,改造后入洗能力達到2.6 Mt/a,生產(chǎn)系統(tǒng)為雙系統(tǒng),生產(chǎn)工藝為200～25 mm粒級重介淺槽排矸、25～0 mm級不脫泥無壓重介三產(chǎn)品旋流器+煤泥重介分選、-0.5 mm級直接浮選、浮精壓濾脫水、尾煤兩段濃縮、沉降離心機和壓濾聯(lián)合回收,洗水閉路循環(huán)工藝。

經(jīng)過多年對介質回收系統(tǒng)的實踐,一車間噸煤介耗保持在0.90 kg以下。但隨著礦井資源逐漸枯竭,煤質變差,末矸含量劇增。同時,內調、外購原煤出于經(jīng)濟效益考量,入廠原煤過粉碎現(xiàn)象嚴重,導致入洗原煤末煤量大,煤泥含量增加,給洗選工作及脫介環(huán)節(jié)造成困難。

一車間由于采用脫泥有壓工藝,介耗仍然能夠保持在要求范圍。二車間采用無壓不脫泥工藝,介質消耗受到較大影響,有時會達到1.40 kg/t左右,造成介質回收系統(tǒng)不穩(wěn)定,分選密度波動大,不僅嚴重影響產(chǎn)品質量,而且生產(chǎn)成本增加,給生產(chǎn)經(jīng)營帶來較大壓力。

1 介質回收系統(tǒng)存在問題及原因分析

1) 受介質質量與介質添加方式影響,介質使用效果差。

辛置選煤廠磁鐵礦粉原驗收標準要求:全水分≤6%;磁性物含量≥93%;-44 μm(325網(wǎng)目)含量≥85%;真密度≥4.3 kg·m-3.在實際生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn),有時介質加入系統(tǒng)后,合介桶密度變化不明顯,說明磁鐵礦粉中強磁性物質含量較低。經(jīng)對磁鐵礦粉樣品采樣檢測發(fā)現(xiàn),磁鐵礦粉中磁性物含量(磁選管磁場電流為0.75 A時)在75.3%～77.5%,中間磁性物含量在17.7%～21.4%,中間磁性物含量偏高。磁鐵礦粉抽查檢測結果見表1.

表1 磁鐵礦粉抽查檢測結果表

二車間介質添加方式采用抓斗抓取介質放入濃介桶中,加水鼓風攪拌后,經(jīng)泵打入合介桶。實際生產(chǎn)中由于壓風機服役時間較長,鼓風壓力不足、鼓風口頻繁堵塞等原因造成鼓風效果差,介質不能有效分散[1]. 特別是冬季介質粉中含有凍塊時,鼓風攪拌效果尤其差,介質粉小團塊未被攪散直接進入介質循環(huán)系統(tǒng),甚至在脫介篩上檢測到介質粉團塊,說明介質使用效果較差。

2) 二車間305系統(tǒng)精煤磁尾帶介量高,精煤產(chǎn)品帶介量高。

由二車間兩系統(tǒng)采樣檢測產(chǎn)品及磁選機帶介情況發(fā)現(xiàn),二車間305系統(tǒng)編號為338、339的兩臺磁選機帶介量偏高,兩系統(tǒng)精煤產(chǎn)品帶介量均超過指標較多。

二車間重介分選工藝為兩套不脫泥無壓給料三產(chǎn)品重介旋流器分選系統(tǒng),分別是305系統(tǒng)、306系統(tǒng),每個系統(tǒng)各4 臺磁選機回收介質,共8 臺磁選機,每兩臺并聯(lián)使用,見圖1.

圖1 改造前305、306系統(tǒng)稀介質回收工藝圖

經(jīng)分析發(fā)現(xiàn),由于工藝缺陷,305系統(tǒng)入洗原煤煤泥含量高,導致305精煤系統(tǒng)338、339磁選機入料濃度高,帶介量高,尾礦易發(fā)生跑介情況。此外磁選機設備老化,磁筒磁性減弱,通過對磁選機尾礦帶介量測試發(fā)現(xiàn),339磁選機尾礦帶介量偏高,達到0.40 kg/m3左右,存在跑介情況。

由于入洗原煤中末煤量大,經(jīng)旋流器分選后精煤產(chǎn)品末煤較多,精煤脫介篩上物料較厚、結團較多,噴水不易穿透,造成產(chǎn)品帶介較多。

3) 精煤弧形篩脫介效果差。

精煤集料箱設置了固定篩進行預先脫介,但由于固定篩與精煤脫介弧形篩間落差較大,沖擊力較大,且由于安裝位置限制無法安裝精煤布料箱,僅有簡易擋板裝置,造成弧形篩脫介效果差。

4) 入選原煤中煤泥含量高,打分流量較多,介質損失在磁選機尾礦中。

二車間由于入洗原煤種類復雜,煤質變化較大,原煤中煤泥含量波動范圍較大,集控操作難度大。煤泥含量時高時低,造成密度系統(tǒng)不穩(wěn)定,不僅影響介質消耗,還會造成精煤灰分波動。為保持懸浮液的穩(wěn)定,需打大分流。分流量經(jīng)常保持在40%～60%,大量合格介質分流到稀介質,造成磁選機負荷增大,大量介質損失在磁選機尾礦中。

2 降低介耗的措施

1) 調整磁鐵礦粉入廠指標。

辛置選煤廠對介質粉化驗指標進行了深入研究,在目前化驗磁性物含量、粒度、水分、真密度基礎上進行擴展,采樣試驗分析磁選管在1.5 A、1.0 A、0.75 A時介質粉磁性物含量與介質粒度的對應關系。經(jīng)多次使用不同粒級的磁鐵礦粉進行化驗室檢測和生產(chǎn)試驗,最終確定當磁鐵礦粉中-44 μm(325網(wǎng)目)含量在80%～85%時,磁鐵礦粉中強磁性物含量在85% 以上(磁選管電磁鐵電流在0.75 A),此時介質使用效果極佳,介質單耗可下降30%以上,重選精煤質量也最穩(wěn)定。

針對磁鐵礦粉強磁性物質含量較低,中間磁性物含量較高,造成磁鐵礦粉回收效果不好的情況,通過對市場銷售磁鐵礦粉調研發(fā)現(xiàn),目前磁鐵礦粉主要加工原料為尾礦經(jīng)球磨及多次磁選后的產(chǎn)品。尾礦礦石雖然粒級較細,但品位較低,所含強磁性物質不足,回收效果差。采用原礦磨制的磁鐵礦粉礦石品位高,強磁性物含量也高。

為此重新修訂了《辛置煤礦選煤廠重介質粉驗收結算管理辦法》,調整磁鐵礦粉指標為:全水分≤6%;磁性物含量≥95%;-44 μm(325網(wǎng)目)含量80%～85%;真密度≥4.5 kg·m3;中間磁性物含量≤10%,通過粒度要求確保生產(chǎn)廠商使用原礦作為生產(chǎn)原材料,保證磁鐵礦粉中強磁性物含量保持在95%以上。

2) 在濃介桶安裝攪拌裝置,提高介質添加效果。

二車間介質添加過程使用鼓風攪拌介質分散效果不好,在濃介桶安裝機械攪拌裝置,通過葉輪的強力旋轉,將結塊的介質團塊打散,充分分散到懸浮液中,以提高介質粉的使用效果。

3) 采用磁選機串聯(lián)工藝,提高精煤稀介回收效果。

鑒于原磁選機回收效率下降,精煤稀介整體處理能力不足,采用磁選機串聯(lián)工藝回收介質。新增加一臺磁選機串聯(lián)到338、339磁選機,對重介305系統(tǒng)精煤稀介先進行掃選、再精選,通過兩次回收,提高介質回收量,降低介耗,同時提高舊設備使用年限。

具體改造方案為:338、339磁選機在洗煤樓四層,在洗煤樓五層中部靠東側墻位置增加一臺磁選機,五層高度3.4 m,上梁高度2.8 m(與四層一致)。在五層增加磁選機,需增加支撐鋼梁,現(xiàn)底部有支撐梁2 根,間距2.2 m. 改造管路將精煤稀介管先進入新增磁選機掃選,尾礦再進入338、339磁選機回收。增加管路,新增磁選機回收合介進入338、339磁選機合介管。改造后305系統(tǒng)精煤稀介回收工藝圖見圖2.

圖2 改造后305系統(tǒng)精煤稀介回收工藝圖

4) 延長精煤固定篩,增加預脫介面積,同時減小物料沖擊力,提高合介脫介效果。

為減緩物料對弧形篩的沖擊力度,將305、306系統(tǒng)精煤固定篩板向后延伸,物料在固定篩上充分脫介后再進入弧形篩,不僅增加了固定篩預脫介面積,而且減小了物料對精煤弧形篩的沖擊,延長了物料在弧形篩的停留時間,提高了弧形篩的脫介效果[2]. 同時將精煤篩合介段第一排篩板篩縫從0.75 mm調整為1.0 mm,進一步提高精煤合介的脫介效果。

5) 安裝磁性物在線檢測裝置,保持合理分流量,減少介質損失。

目前重介密度自動控制系統(tǒng)主要依靠安裝磁性物含量計實時監(jiān)測磁性物含量,實現(xiàn)密度控制系統(tǒng)高效運行[3]. 辛置選煤廠懸浮液中煤泥含量和磁性物的檢測主要依靠人工采樣后送化驗室檢測,檢測周期2日,嚴重滯后無法有效指導生產(chǎn)。

在二車間合格介質管路安裝一套磁性物含量測量儀,測量合格介質中的磁性物含量,并實時傳輸?shù)郊厥译娔X,實現(xiàn)在線檢測磁性物含量。集控員根據(jù)檢測的磁性物數(shù)值,通過查閱磁性物與煤泥含量對應表,調節(jié)合格介質分流閥門的開度,控制懸浮液中煤泥的含量和磁性物含量,杜絕分流頻繁及長時間大分流現(xiàn)象的發(fā)生,減少磁選機負荷,降低介質損耗。

3 應用效果

通過調整重介質粉入廠指標后,辛置選煤廠入廠介質質量得到提高,磁鐵礦粉中在磁選管磁場電流為0.75 A時的強磁性物質含量達到85%以上,中間磁性物含量下降到10%以下,介質單價未變,介質添加效果明顯提高。此外一系列工藝環(huán)節(jié)改造的實施,也使得精煤磁尾、精煤產(chǎn)品帶介顯著降低。二車間305系統(tǒng)技術介耗測試結果見表2. 二車間介質單耗下降明顯,從改造前最高噸原煤1.40 kg下降到1.0 kg以下,按年處理原煤260 萬t,每噸介質1050元計算,每年可節(jié)約介質1040 t,價值109.2 萬元,降耗效果明顯。

4 結 語

保持較低的介質消耗不僅是選煤廠經(jīng)營需要,也是保持分選密度控制系統(tǒng)穩(wěn)定,保證精煤產(chǎn)品質量的需要。辛置選煤廠的降耗探索表明,介質中強磁性物質含量的高低是介耗高低的先決條件,只有使用原礦生產(chǎn)的磁鐵礦粉,才可以使介耗大幅降低。同時合理的介質添加工藝和回收工藝也是必不可少的,并加強對脫介環(huán)節(jié)的動態(tài)巡查控制。