DZSN2431三质体高频脱水筛在东曲选煤厂尾煤回收中的应用

王亚伟

（西山煤电 (集团)有限责任公司东曲选煤厂，山西 古交 030200）

东曲选煤厂地处西山煤电古交矿区，1994年11月正式投产，历经改造后，核定入选能力为4.0 Mt/a，生产采用原煤预先脱泥无压三产品重介旋流器分选+粗煤泥TBS分选+细煤泥浮选的联合工艺流程，主要产品为12级瘦精煤和动力煤，主要销往钢铁、焦化、电厂等企业。由于东曲选煤厂入选原煤中煤泥含量大 (平均在20%以上)、煤质易碎且易泥化 (＜0.045 mm粒级细泥含量高)，导致实际生产中浮选系统和尾煤回收系统工作不稳定，回收能力不足且回收率低，经常出现尾煤浓缩机运行电流高被迫停止洗选等待尾煤浓缩回收的情况。为保证选煤生产的正常进行，该厂尾煤回收系统亟待改造。

1 存在问题及分析

改造前东曲选煤厂尾煤回收系统工艺 (图1)为:浮选尾煤首先进入尾煤一次浓缩机进行浓缩，一次浓缩溢流进入二次浓缩机，底流则打回主厂房，由主厂房内的浓缩旋流器+立式离心机 (高频筛)回收;旋流器溢流、离心液、筛下水进入沉降离心液池，沉降离心液池物料一部分返回尾煤一次浓缩机，一部分由沉降离心机回收。现有回收设备存在的主要问题有:

图1 改造前尾煤回收系统工艺流程图Fig.1 The original flowsheet of tailings recovery system

(1)回收效果差。浮选尾煤采用煤泥离心机回收，然而煤泥离心机可以回收＞0.3 mm粒级的物料，对＜0.3 mm粒级物料回收效果极差，致使＜0.3 mm粒级物料基本全部进入离心液，对尾煤的回收率较低［1］;并且煤泥离心机筛篮使用寿命较短 (约45 d左右)，刚更换的筛篮在第1星期内筛篮缝隙较小，回收产品水分偏大;第2星期筛篮即发生磨损，导致回收率较低;在更换筛篮前后半个月，离心机的回收效果较差，基本起不到正常回收作用，停止洗煤时尾煤回收的效率更低。当采用高频筛回收时，在浓缩机底流浓度较大时高频筛能形成料层，尚可回收部分＜0.3 mm粒级物料，但当停止洗煤回收时，浓缩机底流浓度较低，高频筛无法形成料层，根本无法回收＜0.3 mm粒级物料。系统中沉降离心机用于回收部分煤泥离心机的离心液和高频筛的筛下水，沉降离心机虽原则上无回收下限，但由于该厂入选原煤和精煤产品种类较多，一个班进入尾煤系统的物料状况变化较大，导致沉降离心机入料性质不稳定，沉降离心机对其适应性差，除造成设备故障以外，也致使其产品水分和处理量的波动较大，回收效果也不理想。

(2)回收能力不足。由于东曲选煤厂原煤易碎且易泥化，原煤中细泥含量大，导致尾煤回收系统负荷不断增加，回收设备处理能力明显不足。在生产中经常因尾煤回收不及时而造成尾煤一次浓缩机运行电流升高，被迫停止洗煤回收尾煤的情况。即使停止洗煤后，通常也需要回收3 h以上，从而使尾煤回收设备运转时间过长，影响检修。

2 技术调研与改造方案

2.1 技术调研

通过调研，目前浮选尾煤预脱水、脱水工艺主要有以下5种:

(1)浓缩旋流器预脱水+煤泥离心机脱水工艺。此工艺优点在于工艺简单，初期设备投资低;缺点是浓缩旋流器底流浓度不稳定，溢流有跑粗现象，煤泥离心机脱水效果不稳定。

(2)振动弧形筛预脱水+煤泥离心机脱水工艺。此工艺优点在于工艺简单，初期设备投资低;缺点是振动弧形筛脱水效果差，易跑水，不能保证煤泥离心机入料浓度，使煤泥离心机产品水分偏高。特别是为了提高回收率减小弧形筛筛缝时，跑水情况更为严重。另外，当振动弧形筛宽度较宽时，还易出现断梁断帮故障［3］。

(3)浓缩旋流器、振动弧形筛预脱水+煤泥离心机脱水工艺。此工艺优点在于初期设备投资较低，能除去一定的水分;缺点是工艺较复杂，脱水效果仍不稳定［4］。

(4)浓缩旋流器、三质体高频脱水筛预脱水+煤泥离心机脱水工艺。此工艺优点是:工艺适用性强，不受入料浓度、粒度和入料压力影响，浓缩旋流器和三质体高频脱水筛能保证入料浓度，三质体高频筛筛上水分一般在30%～40%，为煤泥离心机的最佳入料浓度;缺点是初期设备投资较高。

(5)浓缩旋流器预脱水+三质体复合高频脱水筛脱水工艺。此工艺优点在于工艺简单，设备投资和运行成本均较低，能保证筛上的水分;缺点是筛上物水分在20%～25%，比煤泥离心机产品水分 (一般在16%左右)要高。

以上几种工艺中，后两种是伴随着三质体高频脱水筛和三质体复合高频脱水筛的成功研制和应用而于近两年新兴的预脱泥、脱水工艺。工艺核心设备是DZSN2431三质体高频脱水筛 (主要技术指标见表1)，该筛技术特点为:①工艺适用性强。由于三质体高频脱水筛入料不受入料浓度、入料压力、入料粒度的影响，其工艺适用性和运行稳定性远高于浓缩旋流器;②脱水效果好。由于三质体高频脱水筛筛网开孔率高于振动弧形筛，物料在筛面上的脱水时间高于振动弧形筛，其振动频率和振幅也高于振动弧形筛，而且有清网作用，所以三质体高频脱水筛的脱水效果要远高于振动弧形筛;③整机可靠性高。由于采用三质体振动原理设计，筛框振幅极小，筛网振幅较大，所以整机可靠性高，故障率低，平时不需维修和维护，仅需三个月左右更换一次筛网即可;④安装方便。由于筛框几乎不动，对地基要求不严，布局简单，安装方便;⑤整机节能。由于振动集中在筛网上，参振质量小，振动效率高，能耗仅为其他筛分设备的30%左右［5］。

表1 DZSN2431三质体脱水筛技术特征Table1 Technical characteristics of DZSN2431 three masses high frequency sieve

2.2 改造方案

根据东曲选煤厂近几年生产实际状况，结合国内三质体高频脱水筛使用情况，本着充分利用现有系统，提高尾煤回收率和工艺灵活性的原则，决定采用浓缩旋流器、三质体高频脱水筛预脱水+煤泥离心机脱水工艺。

具体实施为:在煤泥离心机之前增加一台DZSN2431三质体高频脱水筛;在脱水筛给料前安装四组φ 300 mm的浓缩旋流器，以去除一定的水分;旋流器入料端安装DN200管路，与尾煤一次浓缩机底流来料主管路相接，并安装电动阀门;旋流器溢流和三质体高频脱水筛筛下水经DN300管路进入沉降离心液池;三质体高频脱水筛筛上物出料口与煤泥离心机给料管路通过软管连接，以便于离心机更换筛篮等检修工作。改造后的尾煤回收工艺流程见图2。

图2 改造后的尾煤回收工艺流程图Fig.2 The modified flowsheet of tailings recovery system

3 改造效果

改造前，由于煤泥离心机入料浓度不能保证，回收效果不好。经过改造，在煤泥离心机前增加了三质体高频脱水筛，保证了煤泥离心机的入料浓度，使煤泥离心机的处理能力和回收效果得到了很大改善，并减轻了高频筛脱水的负荷。从表2可以看出，三质体高频脱水筛和煤泥离心机基本上将＞0.125 mm粒级的煤泥全部回收，使生产中尾煤产品水分稳定在17.1%左右，并且脱水产品灰分比入料降低了14.56个百分点。可见，三质体高频脱水筛和煤泥离心机组合不仅起到了预期的脱水作用，且具有良好的降灰效果。

表2 三质体高频脱水筛和煤泥离心机产品小筛分试验结果Table 2 The sieve analysis of products from three masses high frequency dewatering screen and coal slime centrifuge%

4 经济效益

(1)通过对尾煤回收系统进行改造，尾煤回收系统的处理能力得到大幅提升，尾煤回收效率大大提高，避免了因尾煤浓缩机电流高而被迫停止洗煤回收尾煤而造成的影响生产的问题。改造前，每月需停煤回收10次，每次回收时间1.5 h，按小时带煤量840 t计算，改造后每年可多入选原煤:840×1.5 ×10 ×12=151200 t。

(2)改造前煤泥离心机筛篮1个月左右即需更换一次，改进后3个月左右更换一次，三质体高频脱水筛筛网可使用3个月，筛篮单价8000元，高频筛筛网单价3000元，则每年可节约配件费用:8000× ［12－ (12/3)］ －3000×12/3=52000元。

(3)改造前，停车后尾煤回收时间为3 h，改造后只需回收1.5 h即可，回收设备装机功率约1800 kW，每度电以0.5元计，则年可节约电费:0.5×1800×10×12× (3－1.5)=108000元。

综上可见，通过尾煤回收系统的改造为企业创造了良好的经济效益。

［1］张来祥，成翠仙.东曲矿选煤厂粗煤泥回收系统工艺优化 ［J］.山西焦煤科技，2007(1).

［2］杨建国，刘传印，程晓峰，等.煤泥高效离心脱水机脱水效果的试验研究［J］.矿山机械，2011(7).

［3］卢志明，王万明.DZSN2825煤泥脱泥专用筛在友谊精煤公司选煤厂的应用 ［J］.煤炭加工与综合利用，2011(6).

［4］曹义强，李 明，陈 飞，等.DZSN2425型煤泥脱泥筛在五沟选煤厂的应用 ［J］.矿山机械，2013(1).

［5］卢志明，梁金钢，段海鹏，等.DZSN2830三质体高频脱泥筛的研制［J］.选煤技术，2013(6).