K－FV 50 NS充气式浮选机的应用

张荣瑞

K－FV 50 NS充气式浮选机的应用

张荣瑞

(西山煤电(集团)公司 官地矿选煤厂，山西 太原 030022)

介绍了普浮乐浮选机的工作原理及结构特点，并对普浮乐浮选机与传统机械搅拌式浮选机在工艺效果及经济效益等方面进行比较，证实了普浮乐充气式浮选机可作为机械搅拌式浮选机的重要补充或成为其替代产品。

充气式;浮选机;原理;结构特点;应用;优势

西山煤电集团官地矿选煤厂为矿井型选煤厂，年设计生产能力3.0 Mt/a，工艺系统采用重介无压三产品旋流器分选、煤泥浮选、尾煤压滤联合工艺流程，主导产品为高炉喷吹精煤和电精煤。煤泥浮选环节选用德国KHD洪堡威达克矿物技术股份有限公司研制和开发的新型系列充气式浮选机 －Pneuflot普浮乐。

1 工艺简介

官地矿选煤厂2003年进入生产调试阶段，工艺系统采用重介无压三产品旋流器分选，煤泥压滤回收工艺，主要产品为优质动力煤。由于集团公司产品结构调整的需要，同时为打造山西焦煤喷吹煤生产基地，2006年，对煤泥水系统进行了工艺改造，工艺系统改为重介无压三产品旋流器分选、煤泥浮选、尾煤压滤联合工艺流程，主导产品为高炉喷吹精煤和电精煤。技改完成后，生产系统运行正常，浮选设备运行可靠，各项工艺、性能及经济指标较为理想。

现有煤泥水系统流程见图1：煤泥经表面改质后直接浮选流程。磁选尾矿(煤泥水)通过旋流器组回收粗煤泥后，溢流进入浮选系统，经过表面改质和二段微泡浮选后，浮选精煤采用加压过滤机脱水，产品掺入精煤，浮选尾煤浓缩后经压滤机脱水成为煤泥。加压过滤机滤液返回浮选系统进一步回收，浓缩机溢流及压滤机滤液作为循环水重复使用(表面改质机由于运行成本较高、设备故障率高，现已停止使用)。

图1 改造后煤泥水系统工艺流程图

2 浮选机工作原理

浮选矿浆首先以一定的压力被输送到安装在浮选槽上方入料管上的空气反应器里，空气反应器(自吸式或带有风机或空压机的动力式)安装在向下的垂直入料管上。充气后的矿浆从空气反应器内通过中心管进入到位于浮选槽底部的物料分配盘里，附着有疏水矿物颗粒的空气泡浮升到浮选槽的上部并形成泡沫层，泡沫产品随溢流进入环绕浮选槽的环形精矿槽内。未附着在空气泡上的颗粒物形成尾矿从浮选槽锥体底部排出。浮选液位控制是根据液位传感器采集信号来调整底流阀的开启度，而实现或是通过所谓的“鹅颈”排料管装置。

KHD洪堡威达克股份公司设计开发的普浮乐充气式浮选机的工艺步骤示意图见图2。

图2 PNEUFLOT原理图

矿浆在进入给料泵之前已被添加并混和药剂。在泵入浮选槽的过程中，通过空气反应器进行物料的充气、气泡的细化弥散及混入。气泡与颗粒的碰撞接触主要发生在空气反应器里，部分发生在去矿浆分配盘的路途上。气泡与矿物颗粒表面相互结合的动能是通过空气反应器内的矿浆紊流产生的。因而给料泵输出物料的压力和流速应达到要求。物料分配盘将充好气并矿化好的矿浆垂直向上喷入浮选槽内。浮选槽的任务仅仅是将附着有矿物颗粒的泡沫从矿浆中分离出来。

3 煤质特征

官地矿主要可采煤层共5层，分别为2#、3#、6#、8#、9#煤层。其中，2#、3#为贫瘦煤，6#、8#、9#为贫煤，目前，开采的为 2#、3#、6#、8#煤层，选煤厂入洗以 2#、8#为主，配洗少量 3#、6#，其余原煤直销。

对入浮煤泥进行了筛分、浮沉、浮选试验分析，具体指标见表1，表2，表3，煤泥可选性曲线见图3。

表1 小筛分试验结果报告表

表2 煤泥浮沉试验报告表

表3 小浮选试验报告

图3 煤泥可选性曲线

从以上资料可以看出：

1)煤泥主导粒级为0.25～0.075 mm，占本级34.85%。

2) －1.50密度级累计产率为79.70%，灰分为10.35%，煤泥可浮性好。

3)从小浮选试验结果可以看出，入料浓度在80～120 g/L时，浮选精煤产率均大于75%。

4 应用情况分析

4.1 工艺效果

设备投入使用以来，系统各项工艺指标取得了较好的效果。工艺效果指标见表4。

表4是该厂使用煤油 +仲辛醇状况下获取的数据，另外，借鉴该设备在国外的成功应用经验，对德国KHD公司EKOF浮选股份有限公司专为该设备研制开发的EKOF浮选药剂进行了工业试验，也取得了较为理想的效果：在保证浮精产品质量指标的前提下，浮精产率可提高2%～3%。

表4 工艺效果指标

4.2 操作要点

1)对于自吸充气式浮选机来说，由于其空气反应器特有的结构特点，稳定的入料压力是保证其充气量的重要因素，也是保证浮选工艺效果的关键因素。

2)系统跑粗会造成空气反应器堵塞，影响浮选效果。因此，该浮选机对生产工艺跑粗环节管理要求较为严格。

3)该设备浮选精煤以自溢方式流出，操作时应采用合适的药剂比例，可根据不同的煤种选择合适的药剂。浮选药剂的选择性对设备运行效果起到关键作用。普浮乐浮选机工艺流程图见图4。

4.3 充气式浮选机的优点

1)工艺简单操作容易。

2)单机处理能力大。

3)在浮选机前无需专门设置添加药剂的搅拌桶。

4)由于对浮选入料变化的适应性强，可入浮固体含量较少浓度较低的浮选入料。

图4 普浮乐浮选机工艺流程图

5)两段的设计，每个单元的分选效率明显较高。

6)普浮乐浮选机中无任何运转部件，空气反应器采用新型的耐磨陶瓷材料，降低了设备的消耗及维护保养。

7)占用空间少。

4.4 设备运行存在的问题

设备运行以来，设备性能及运行指标基本可靠，但也存在着一定的问题：

1)与设备配套的调整回流量控制入料液位的自动调节装置不能满足生产要求，现生产过程通过改造的回流管手动调节回流量，来调整入料池液位，达到保证入料压力、充气量的目的。

2)入料“T”型弯头因焊接存在缺陷，容易破损，现已更换为自制的耐磨弯头。

3)由于该类型的浮选机浮精泡沫以自溢方式进入精煤收集槽，所以泡沫流动性要求较高，浮精浓度相对较低，生产过程中，浮精浓度约120～150 g/L，对后续脱水环节设备要求较高。

4)空气反应器喷咀为直径为22 mm，系统跑粗容易造成空气反应器喷咀堵，严重影响浮选效果，工艺跑粗管理要求相当严格。

5)该浮选机特有的工作方式，对药剂的选择性、分散性要求较高，该厂目前采用药剂是煤油和仲辛醇。该厂对EKOF药剂、乳化油进行应用性试验，取得较好的浮选效果，但是从综合效益的角度出发，效果不太理想，目前，该厂正在寻求综合效益较好的一种药剂。

6)设备设计通过能力为800～1 000 m3/h，从应用情况看：在该厂的生产条件下，该设备在500 m3/h左右，工艺效果较好。情况见表5。

表5 设备检修维护情况

4.5 设备检修维护情况

该浮选机无运转部件，日常维护较为简单，只需对空气反应器、矿浆分配盘、管路等容易磨损的部件和相关设备泵及电机进行日常维护和保养。

设备在该厂运行3年来，日常检修和维护量极小，易磨损部件未进行过更换;管路部分只对浮选槽入料“T”型弯头、伸缩节进行过更换。设备检修维护

5 综合评价

自2006年1月10日投入使用以来，设备运行正常可靠，各项性能指标基本达到工艺要求和设计要求。由于设备没有运转部件，动力消耗少，设备维护量小，设备几乎没有进行过检修，只对辅助设备给料泵进行过必要的维护和检修。设备调整操作简单方便，操作人员劳动强度大大降低。

充气式浮选机是先进的高效低耗大型化设备，普浮乐可靠性高、选择性好、能耗低、占用厂房空间少，在官地矿选煤厂取得了较好效果的应用，现在全世界有20多座大型洗煤厂成功采用普浮乐浮选机，其经济工艺性能以及长期的实践运行证明，充气式浮选机可作为机械搅拌式浮选机的重要补充或成为其替代产品。

Application on K－FV 50 NS Pneumo Type Flotation Cell

Zhang Rong－rui

Introduces the working principle and structural characteristics of PNEUFLOT flotation cell，and compares the process effect，economic benefits and other to PNEUFLOT flotation cell and the traditional mechanical agitation flotation cell.Proved the PNEUFLOT flotation cell is an important complement or substitutes of the traditional flotation cell.

Pneumo type;Flotation cell;Principle;Structural characteristics;Application;Advantages

TD456

A

1672－0652(2012)07－0016－04

2012－06－18

张荣瑞(1973—)，男，山西临猗人，1996年毕业于山西矿业学院，工程师，主要从事选煤技术管理工作(E －mail)zrr660@sina.com