LWZ型沉降过滤式离心机在应用中的工艺优化

李春乐

摘 要：介绍了LWZ型沉降过滤式离心机的主要技术参数、工作原理和优点；在大远洗煤厂使用过程中，为降低沉降过滤式离心机精煤产品水分而进行的一系列工艺优化；对工艺优化前后的精煤水分进行了对比。

关键词：离心机；水分；工艺优化

中图分类号：TB 文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2018.06.084

0 引言

大远洗煤厂隶属于冀中能源峰峰集团山西大远煤业有限公司，位于山西省忻州市静乐县杜家村镇，于2004年5月建成投产。大远洗煤厂自2013年起交由邯郸洗选厂山西大远事业部管理运营，并先后于2014年3月和2015年12月进行了两次技术改造，最终形成了脱泥无压三产品重介选、粗煤泥CSS分选机分选、煤泥二次浮选和尾煤压滤回收的联合生产工艺，处理能力达到120万t/a，主打产品为十级1/3焦精煤。大远洗煤厂入洗原煤中煤泥含量高达45%，总精煤产品中浮选精煤的比例将近50%，为降低浮选精煤水分，该部分物料采用LWZ（AII）型沉降过滤式离心机和快开式隔膜压滤机的二次脱水工艺，其中沉降离心机的脱水效果对总精煤产品水分起着决定性影响。

1 沉降过滤式离心机工作原理与优点

1.1 工作原理

LWZ（AII）型离心机是一种连续处理物料的固液分离设备。煤浆通过入料管进入螺旋体内，再经过螺旋体的出料口分配到转鼓内。在离心力作用下，煤浆中的固体颗粒迅速沉淀在转鼓内壁上，水和微细颗粒从转鼓大端溢流口排出，即为离心液；沉降在转鼓内壁上的煤颗粒由螺旋输送到过滤段，经过滤段再次脱水后由转鼓小端排料口排出，即为脱水产物。离心机连续生产两种产品：脱水产物和离心液。透过筛网的过滤液可作为循环料重新进入离心机处理。

1.2 离心机简图及主要参数

1.2.1 离心机简图

1.2.2 主要参数

型号：LWZ1100×1800AII；产品水分：14%～24%；

处 理 量：20t/h～40t/h；主动电机：Y315L1-4 160kW；

入料浓度：20%～40%。

1.3 使用优点

（1）产品水分更低、传动系统简单、易磨损件使用寿命长。

（2）入料更加连续稳定，保证精煤产品水分的稳定性。

（3）控制系统高智能化，减少工人劳动强度，提高劳动效率。

2 存在问题与优化措施

2.1 存在问题

大远洗煤厂浮选精煤脱水工艺为沉降过滤式离心机和快开式隔膜压滤机的二次脱水工艺，如图2所示。在生产中沉降离心机存在如下几个问题：

（1）沉降离心机是大远洗煤厂浮选系统改造期间的新增设备，由于厂房空间的局限性，其安装位置在浮选机下层平面偏东位置。浮选机刮出的精矿直接自流入沉降离心机，总跌落高差仅为1.75米且连接管道角度较小，从而经常出现自流下料不畅，浮选机精矿溜槽冒料的现象。

（2）沉降离心机对于入料的流量和浓度都有较高的要求，超出限制时脱水效果很难得到良好体现。在实际生产中，入洗不同性质原煤时浮选精矿的流量、浓度都不十分稳定，离心机产品水分也产生较大波动。浮选精矿量大时，离心机扭矩可在600N·m以上，产品水分在18%以下，相对较低。精矿量小时，离心机扭矩数值只有180～200N·m，此时离心机产品呈稀糊状，水分高达28%—30%，非常不理想。

（3）大远洗煤厂煤泥，-320目部分在35%—40%之间，沉降离心机水分平均为20.4%，自身水分很难再有下降空间。并且离心液浓度一直很高，对下游压滤机脱水效果也造成不小的影响。

2.2 优化措施

针对存在的问题，采取了如下优化措施：

（1）增加沉降离心机入料缓冲系统。制作沉降离心机入料缓冲桶，桶顶密封并在一端制作溢流槽，生产中大量泡沫随溢流进入精煤压滤机入料池，桶底高浓度物料通过两台渣浆泵给入沉降离心机。当精矿量波动时，通过控制缓冲桶液位使沉降离心机来料保持稳定，在浮精量过大时，溢流进入压滤机系统确保了生产连续畅通，该缓冲系统兼缓冲存料、排气消泡、稳定入料为一体，很好的解决了因来料不稳造成的离心机水分波动问题。

大远洗煤厂入洗量最高200t/h，其中煤泥含量（干重）约35%，计算精矿流量为130m3/h，再加入掺粗流量约30 m3/h，该缓冲桶在设计时考虑寸料时间为5分钟，则其最小容积为（130+30）×5÷60=13.3m3。最终根据厂房层高及现场实际情况制作缓冲桶规格为高2.2m，直径2.8m，体积13.5m3。

（2）对离心机的入料进行掺粗。大远洗煤厂浮选精煤中极细粒级物料比例高，从表1中可看出，+40目不到1%，而-320目超过40%，极细粒度对沉降离心机造成很大影响。对此采取了将部分精煤磁选尾矿通过振动弧形筛脱灰后掺入浮选精矿中的措施，以调整沉降离心机入料的粒度组成。精磁尾原工艺流程为通过0.35mm弧形筛后进入煤泥离心机脱水，水分在12%左右。掺粗时主要考虑到精磁尾矿浆本身的灰分不高，约14%-15%，通过振动击打弧形筛脱水的同时起到脱灰作用，最终掺粗的粗粒级物料灰分仅为10.41，能够达到掺粗的灰分要求。精磁尾掺粗部分粒度组成见表2。

生产中，经过反复试验掺粗的流量，在不同掺粗比例时分析掺粗后沉降离心机水分和掺粗前两产物各自脱水的计算水分得到表3。

从表3中可看出第3组数据是掺粗后水分降低且降幅最明显的一组，即为掺粗的最佳比例，该组的掺粗流量在30 m3/h左右，此时沉降离心机入料的粒度组成见表4。

3 优化效果

（1）缓冲系统投入使用后，收效显著。在使用过程中，桶顶端的溢流槽仅有少量泡沫溢出，浮选量很大时浮选机溢流槽也没有出现冒料现象。离心机改为渣浆泵给料后，入料流量得到保证，同时缓冲桶底部物料的浓度高、气泡少，更有利于提高沉降离心机的脱水效率。

（2）掺粗环节使沉降离心机入料的粒度组成达到最佳，并且掺粗在调整到最佳比例后，扭矩持续稳定在400～500N·m之间，沉降离心机精煤产品平均水分保持在16%左右。

通过计算可以得出，对离心机工艺优化后，精煤水分大幅降低近2个百分点。我们对实际销售的精煤进行采样，水分基本稳定在12%左右，低于销售合同要求，起到了工艺优化的目标。

（3）工艺优化前，精煤产品水分较高，大远煤矿销售每车精煤（40吨），需要额外抵加3吨精煤。改造后，降低了精煤产品水分，销售每车精煤只需抵加2.5吨精煤。每车精煤为矿方带来了0.5吨精煤的效益，约230元。

现大远矿洗煤厂原煤每月入洗量约为3万吨，按40%的回收率计算，每月生产精煤1.2万吨，每月销售约280车精煤。通过计算每年带来的经济效益约为772800元。

在经过增加缓冲系统、对沉降过滤式离心机入料进行掺粗等一系列工艺优化后，成功的降低了精煤产品的水分，提高了精煤质量，每年都可为矿方带来近80万元的经济效益。

4 结束语

LWZ1100×1800AII型沉降过滤式离心机在大远洗煤厂投入使用的几个月中，没有出现大的故障，总体运行情况较好。在进一步采取工艺优化后，保证了离心机入料的连续稳定，提高了脱水效率，沉降离心机精煤产品水分稳定在16%左右，总精煤水分较之前降低了2%，以微小的投入得到较大成果，为企业节约了开支，提高了产品的市场竞爭力，达到了以产促销的目的，为同类型洗煤厂进行工艺优化提供了借鉴意义。

参考文献

[1]张宁，刘东红.离心机在处理污泥上的应用分析[J].现代商贸工业，2013，（7）.