优化重介介质系统项目的试验研究

成建彪

（1.太原理工大学矿业工程学院，山西 太原 030024；2.华晋焦煤有限责任公司，山西 柳林 033315）

优化重介介质系统项目的试验研究

成建彪1,2

（1.太原理工大学矿业工程学院，山西 太原 030024；2.华晋焦煤有限责任公司，山西 柳林 033315）

沙曲选煤厂通过优化重介介质系统项目的试验研究，实现了自动控制分流量，自动配加重介质，精确计量介质消耗，稳定产品质量，提高精煤产率，产生了可观的经济效益和社会效益，值得应用。

重介介质系统；磁性物含量；试验研究；优化

1概述

沙曲选煤厂是华晋焦煤有限责任公司离柳矿区沙曲煤矿的配套项目。一期工程建设规模为150万t/a，由北京煤炭设计院设计，采用跳汰-浮选联合工艺流程。主导产品为8、9级炼焦精煤。二期工程实施总体设计分期建设的方式，总体设计能力为800万t/a。现有模块厂房建设规模为300万t/a，总投资9 975万元。由邯郸设计院设计，澳大利亚申克公司总承包建设，2004年9月奠基开工，2005年8月投入生产，主导产品为10级炼焦精煤。现有储装运系统建设规模为500万t/a，由邯郸设计院设计，中煤五处和山西金信公司共同承建，2005年8月开工，2007年5月投入使用。主要工艺采用：原煤动筛排矸50 mm～0.5mm原煤预脱泥有压两产品,重介旋流器主再洗0.5mm～0mm煤泥浮选联合工艺流程。

2 问题的提出

在重介选煤工艺过程中，悬浮液密度的大小和稳定性直接影响到产品的质量；悬浮液中煤泥的含量，也是影响分选效果的重要因素之一。工艺一般采用分流来实现系统煤泥量的平衡。沙曲选煤厂目前只能靠经验来控制分流的开度，做不到准确及时，不能保证悬浮液的稳定性，从而无法保证产品质量稳定。

沙曲选煤厂目前的重介介质添加系统是：厂房地面有一个斜面的介质坑及泵，用于对系统介质进行补加，补加的介质通过加介泵进入稀介质系统，经磁选机回收，进入合格介质桶。系统带来的弊病是：配加重介质时间滞后，造成重介密度调整滞后，一段时间内重介密度偏低，导致产品灰分偏低，精煤产率下降；介质消耗指标无法精确计量，不便于指标考核，同时增加了运输损失，还有人工添加介质的劳动强度很大,亟待对重介质制备和添加系统进行改造和调整。因此，优化重介介质系统已成为当务之急。

3 试验研究

3.1 主要研究及试验内容

重介选煤过程中，悬浮液的工艺参数（密度、流量、粘度和煤泥含量等）和入洗量的变化对分选效果有着显著的影响；稳定的悬浮液密度和适量的煤泥含量对稳定产品质量、提高产率，降低矸损起着决定性的作用；实现这些工艺参数的准确测量，并在此基础上根据具体工艺要求，对其进行合理的控制和调节，对重介选煤工艺来说是至关重要的。

一是对入选煤的性质、合格介质密度与产品质量的相关性进行了研究，为确定最佳的重介介质系统提供可靠依据。二是研究重介悬浮液中的煤泥百分含量，通过对悬浮液中磁性物质浓度的测量来实现的煤泥含量实时测量、显示，并据此控制分流阀的开度，使悬浮液中煤泥的含量保持在最佳状态。采用了磁性物含量测量仪测定磁性物含量。三是研究介质添加的最优途径。在介质库横梁上安装电磁单梁悬挂起重机,起重机上附带电磁铁,电磁铁上装有无线吊称,能精确计量磁铁矿粉的重量。

电磁铁把磁铁矿粉吸起后,放入浓介质桶，磁铁矿粉与水充分混合后，用浓介泵直接打入合格介质桶。为防止浓介质桶重介密度高，造成浓介泵堵塞。可在浓介质桶中加入风管，并保证打自循环来实现。

3.2 工艺流程（见图1）

图1 沙曲选煤厂优化重介介质系统工艺流程图

由图1可以看出，通过对悬浮液密度和磁性物质浓度的实时测量，从而得出悬浮液中煤泥的含量值，在工艺上据此控制分流阀的开度，调整分流量的大小来实现悬浮液密度和煤泥含量的稳定，从而达到降低介质消耗、提高精煤产率的目的。

3.3 技术关键

一是无线吊称计量的精度和可靠性的研究。二是浓介质桶的结构、浓介泵的合理选型。三是通过对合格介质悬浮液中磁性物质浓度的测量和密度的在线测量，得出系统中煤泥含量值，以此作为生产中分流开度控制的依据，以达到稳定悬浮液密度和煤泥含量值，保证产品的质量的稳定的目的。

3.4 现有的技术基础及条件

沙曲选煤厂工程电气系统，由一个开放的实时多任务计算机监控系统、MCC和变频调速器、现场仪表/传感器以及其他电器设备组成，控制系统可扩展。可在充分利用原有控制系统的基础上，通过增加部分硬件及编写相应控制软件，实现对悬浮液性质的稳定控制。

沙曲选煤厂建有350 m2介质库，其空间具备安装电磁单梁悬挂起重机、电磁铁、浓介质桶、浓介泵的条件。从浓介泵出料管铺设管路仅需30 m左右，就能通到主厂房合格介质桶的上方，既经济又合理。

3.5 需要增添的主要设备、仪器、材料

主要设备：电磁单梁悬挂起重机、电磁铁、浓介泵、浓介质桶。

主要仪器：磁性物含量测量仪、无线吊称。

主要材料：计算机软件、管路、电气控制元件、电缆。

4 投资测算

电磁单梁悬挂起重机15万元；电磁铁2.5万元；浓介泵9.5万元；浓介质桶6.5万元；磁性物含量测量仪9万元；无线吊称0.5万元；管路及电缆2万元；计算机软件及电气控制元件2万元；项目鉴定3万元；研究试制5万元；投资合计共55万元。

5 技术效果

改善脱介筛脱介效果，对重介介质系统综合优化后，系统的煤泥量保持在一定范围内，从而使筛子脱介效果明显改善，产品带介减小0.2%。

提高磁选机回收效果，沙曲选煤厂使用的是美国ERIEZ公司湿式磁选机，该机最佳工作条件处理量330 m3/h。在使用磁性物含量测量仪前，磁选机的入料不能达到最佳条件，所以磁选尾矿带介偏高。使用磁性物含量测量仪后，保证了磁选机的最佳入料条件，磁选尾矿带介减少0.6%，磁选效率增加0.2%。精煤产率提高0.05%；精煤灰分稳定率提高5%；介质消耗降低0.2 kg/t原煤；悬浮液密度测量：测量范围 1.0 kg/m3～2.0 kg/m3；测量误差≤±0.005 kg/m3；磁性物质浓度测量范围：0～1 000 g/L，测量误差≤±10 g/L；悬浮液煤泥含量自动测控误差：≤±5%。

6 经济效益分析

重介介质系统综合优化后，可产生的经济效益如下：精煤产率提高0.05%，每年按入洗原煤300万t计算，每年多生产精煤1500 t，每吨精煤按400元计，全年经济效益为60万元。介质消耗降低0.2 kg/t原煤，每年按入洗原煤300万t计算，每年少用介质600 t，每吨介质按750元计，全年节约成本45万元。两项合计的经济效益为105万元。

投资回收期：55/105=0.52 a。

7 社会效益

精煤灰分稳定率提高5%，进一步确保了产品灰分指标，满足了用户的需求，使用户在使用过程中保证了配煤的稳定性，可产生极大的社会效益。

8 结束语

沙曲选煤厂通过优化重介介质系统项目的试验研究，实现了自动控制分流量，自动配加重介质，精确计量介质消耗，稳定产品质量，提高精煤产率；同时还可以减运输损失，降低工人劳动强度，真正实现选煤自动化，值得推广应用。

The Test of Optimized Dense-medium Seperation System

CHENG Jian-biao1,2
（1.College of Mining Engineering,Taiyuan University of Technology,Taiyuan Shanxi 030024;2.Huajin-Coal Co.Ltd.,Liulin Shanxi 033315,China）

Througn the test of dense-medium system,it is achieved to control flow rate automaticly,to add dense-medium automaticly,to measure dense-medium precisely,so that the quality and production rate both arised to accomplished obvious economic and social benefit.

dens-medium system;content of magnetic material;test;optimize

TD922+.7

A

1672-5050（2010）02-0058-02

2009-11-20

成建彪（1970-），男，山西文水人，在读工程硕士研究生，工程师，从事选煤厂技术管理工作。

徐树文