PAD-2000型重力流态式矿浆预处理器应用效果分析

朴正武，江明东，宋永平，严宝智

(1.通化矿业(集团)公司 八宝工业园选煤厂，吉林 白山 134300；2.唐山森普工程设计有限公司，河北 唐山 064000)

PAD-2000型重力流态式矿浆预处理器应用效果分析

朴正武1，江明东2，宋永平1，严宝智2

(1.通化矿业(集团)公司 八宝工业园选煤厂，吉林 白山 134300；2.唐山森普工程设计有限公司，河北 唐山 064000)

为进一步提高八宝工业园选煤厂的煤泥浮选效果，提升节能减排水平，采用PAD-2000型重力流态式矿浆预处理器代替管道式煤浆预处理器，对煤浆进行预处理。介绍了重力流态式矿浆预处理器的结构、工作原理、技术特点、技术参数，并分析了其在八宝工业园选煤厂的应用效果。实践表明：该矿浆预处理器投入使用后，煤浆预处理效果好，在入选原煤煤质不变和浮选产品指标基本相同的条件下，捕收剂和起泡剂的用量分别节省19.95%和18.37%。

矿浆预处理器；重力流态式；浮选药剂；预处理时间

八宝工业园选煤厂位于吉林省白山市江源区砟子镇八宝工业园内，隶属吉林通化矿业(集团)公司，是一座设计能力为2.40 Mt/a的矿井型炼焦煤选煤厂。经多次技术改造后，原煤洗选能力达到3.00 Mt/a，洗选工艺为不脱泥、不分级无压给料三产品重介质旋流器分选、浮选的联合工艺。入选原煤为主焦煤,灰分在40%左右，硫含量小于0.6%，粘结指数在75%～85%之间；主要产品包括11级主焦精煤、中煤、矸石、煤泥，精煤作为冶炼原料使用，中煤作为动力煤销往电厂，矸石供园区内的矸石电厂发电，实现了资源的综合利用。

八宝工业园选煤厂浮选系统的煤浆预处理设备原为管道式煤浆预处理器，存在预处理时间短，浮选指标不稳定，浮选药剂用量偏大等问题[1]，为进一步提高煤泥浮选效果，降低浮选药剂用量，提升节能减排水平，该厂于2014年10月将管道式煤浆预处理器更换成PAD-2000型重力流态式矿浆预处理器。重力流态式矿浆预处理器投入使用后，捕收剂和起泡剂的用量分别下降19.95%和18.37%，节能减排效果显著。

1 PAD-2000型重力流态式矿浆预处理器

1.1 结构

PAD-2000型重力流态式矿浆预处理器是由唐山森普工程设计有限公司研发的一种新型煤浆预处理设备，主要由高压气流引射雾化装置和流态混合装置组成，高压气流引射雾化装置由加药斗1和高压气流引射雾化器2组成，流态混合装置由矿浆入料口3、箱体4、矿浆均分器5、流态混合单元6、出料口7、支腿8组成。高压气流引射雾化装置的作用是使浮选药剂充分分散，流态混合装置的作用是使浮选药剂与矿浆混合均匀。PAD-2000型重力流态式矿浆预处理器结构示意图如图1所示。

1—加药斗；2—高压气流引射雾化器；3—矿浆入料口；4—箱体； 5—矿浆均分器；6—流态混合单元；7—出料口；8—支腿；

1.2 工作原理

压缩空气(0.06～0.10 MPa)经管路进入高压气流引射雾化器，再经喷嘴高速喷出，此时喷射室内形成负压，并产生抽吸作用；加药斗中的浮选药剂被快速吸进喷射室，并在压缩空气体积迅速膨胀形成的“爆炸”冲击和射流高速冲击的双重作用下雾化[2-3]，雾状药滴弥散在混合装置箱体内。煤浆从入料口进入混合装置箱内，矿浆均分器通过两次溢流将其无死角地均匀分配给最上层的流态混合单元；在自身重力作用下，煤浆沿各层流态混合单元从上向下运动，运动过程中与弥散于箱内的雾状药滴接触、混合[4-5]。

由于流态混合单元紊流堰的作用，煤浆运动过程中不断地上下起伏、翻滚，紊流程度得到提高。各层流态混合单元为圆形，当煤浆从其中心向周边运动时，接触面积逐渐增大，流动层逐渐变薄；当煤浆从其周边向中心运动时，接触面积逐渐减小，流动层逐渐变厚，即煤浆在运动中不断地扩散、聚合，形成大量二次流和涡流，紊流程度进一步提高，混合效果得到强化[6]。煤浆运动到预处理器底部后从出料口排出，进入浮选机分选。

1.3 技术特点

PAD-2000型重力流态式矿浆预处理器具有以下技术特点：

(1)设备结构简单，本身没有运转部件，无噪声，故障率低，可靠性高，维护工作量小；利用煤浆自身重力和流变特性实现其与浮选药剂的混合，基本无动力消耗[7]。

(2)采用高压气流引射雾化技术对浮选药剂进行雾化分散处理，药剂分散效果好，雾滴粒度均匀、直径小，可明显降低药剂用量[8]，一般可节省20%的浮选药剂。

(3)以压缩空气作为动力源，药剂雾化过程中所需的压缩空气风压低(<0.1 MPa)，风量少(约2.0 m3/h)，动力消耗极小[9]。选煤厂现有的空气压缩系统余量即可满足要求，不需要再增加空压机等设备。

(4)粗细煤粒经过流态混合单元上的紊流堰时所受的阻力不同，低灰粗粒煤预处理时间长，能产生足够的油膜，其与气泡的粘附强度增大，进而使精煤灰分降低；高灰细泥随水流漂动，预处理时间短，吸附的药剂少，浮选选择性高，从而使浮选完善指标变好[10]。

1.4 技术参数

PAD-2000型重力流态式矿浆预处理器主要技术参数如下：

矿浆处理能力/(m3·h-1)

500～800

筒体直径/m

2.0

筒体高度/m

2.40

压缩空气压力/MPa

0.06～0.10

压缩空气风量/(m3·h-1)

2.0～3.0

外形尺寸/(mm×mm×mm)

2 158×2 158×2 718

2 浮选入料性质

2.1 粒度组成

浮选生产实践发现，八宝工业园选煤厂浮选精煤灰分控制难度较大，即使浮选药剂用量少量增加，浮选精矿灰分也会大幅升高，致使精煤产品质量不合格，这是制约浮选尾矿灰分进一步提高的主要原因。为指导现场实际生产，提高精煤产率和回收水平，以该厂浮选入料为对象，研究其粒度组成，结果如表1所示。

表1 浮选入料粒度组成Table 1 Feed size composition %

由表1可知：入料的主导粒级为<0.045 mm粒级，产率为35.83%，且灰分较其他各粒级高很多。这部分物料比表面积大，吸附药剂的能力强，浮选选择性差，致使浮选入料的可浮性降低。

2.2 分步释放浮选试验

为研究浮选入料不同部分的可浮性，进行分步释放浮选试验，结果如表2所示，根据表2绘制的分步释放浮选曲线如图2所示。

表2 浮选入料分步释放浮选试验结果Table 2 Result of feed timed-release analysis %

图2 分步释放浮选曲线Fig.2 Curve of timed-release analysis

由表2、图2可知：经五次精选后最终精煤的灰分仍很高，高达10.70%；从第二次至第五次的精选结果可以发现，精煤灰分降幅很小，仅下降0.48个百分点，这与生产实践中精煤灰分不易控制的情况相吻合。

3 工业应用与效果

2014年10月完成改造工程施工与设备调试，在设备运行正常后，考察相关指标的变化情况。改造前的9月与改造后的11月浮选药剂用量和浮选指标对比结果如表3所示。

由表3可知：PAD-2000型重力流态式矿浆预处理器投入使用后，在入选原煤煤质没有变化，且浮选指标基本相同的情况下，吨原煤捕收剂用量下降19.95%，起泡剂用量下降18.37%，降耗效果明显。

表3 浮选药剂用量与浮选产品指标对比结果Table 3 Comparative result of reagent dosage and product index %

该厂每年洗选原煤2.40 Mt，按每吨原煤节省捕收剂0.014 8 kg，起泡剂0.006 1 kg计算，采用重力流态式矿浆预处理器后，每年可节省捕收剂和起泡剂的用量分别为35.52、14.64 t。目前，捕收剂和起泡剂价格分别为8 000、9 000元/t，因此每年可节约浮选药剂成本41.59万元。

4 结语

煤浆预处理器是浮选工艺系统中的重要设备，对浮选精煤灰分、尾煤灰分等工艺技术指标以及浮选药剂成本等经济指标都有重要影响。八宝工业园选煤厂采用PAD-2000型重力流态式矿浆预处理器代替原煤浆预处理器后，捕收剂用量下降19.95%，起泡剂用量下降18.37%，不但使浮选药剂用量减少，选煤生产成本降低，选煤厂经济效益提高，而且节约了大量石化类浮选药剂，有力地促进了节能减排水平的提高。

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Analysis of application of PAD-2000 gravity flow type pulp preprocessor

PIAO Zheng-wu1, JIANG Ming-dong2, SONG Yong-ping1, YAN Bao-zhi2

(1.Babao Industrial Area Coal Preparation Plant, Tonghua Mining (Group), Co., Ltd., Baishan,Jilin134300, China; 2.Tangshan Senpu Engineering Design, Co., Ltd., Tangshan, Hebei 064000, China)

In order to further improve flotation effect of coal slime and enhance energy saving or emission reduction in Babao industrial area coal preparation plant, PAD-2000 gravity flow type pulp preprocessor is used instead of pipe type one.Introduced structure, working principle, technical features and parameters of this equipment as well as analyzed its use in coal preparation plant.The application shows that this pulp preprocessor can serve coal slime well, cutting down by 19.95% and 18.37% respectively on collecting agent and frothing agent under a condition of the same feed raw coal and product indicators.

pulp preprocessor; gravity flow type; flotation reagent; preprocessing time

1001-3571(2015)03-0040-03

TD943+.2

B

2015-03-23

10.16447/j.cnki.cpt.2015.03.011

朴正武(1964—)，男，吉林省白山市人，高级工程师，从事选煤生产管理工作。

E-mail:1623458957@qq.com Tel：18643937555