黄陵一号煤矿选煤厂介质消耗管控实践

2018-11-16周文强

选煤技术 2018年4期

何晨,周文强

(陕西陕煤黄陵矿业有限公司黄陵一号煤矿选煤厂，陕西黄陵 727307)

黄陵一号煤矿选煤厂始建于1992年，为满足矿井产能提升和矿区循环经济战略发展的需要，2010年对选煤厂进行全面技术改造。改造后，该选煤厂设计能力为6.00 Mt/a，选煤工艺为无压三产品重介质旋流器主选、TBS分选、浮选机分选的联合工艺。入选原煤为黄陵一号煤矿的气肥煤，选后产品主要作为炼焦配煤。

对黄陵一号煤矿选煤厂来说，主要辅助材料和消耗材料都是磁铁矿粉(介质)，介质成本无疑成为生产成本的重要组成部分。因此，合理管控介质消耗成为日常生产管理的重要内容。通常介质消耗包括两方面，即管理消耗和技术消耗，该选煤厂在管理消耗方面管理严格，很少存在这种消耗。目前的介质消耗绝大部分是技术消耗，因此技术消耗就成为介质消耗的管控重点。

1 影响磁选机磁选效果的因素

磁选机是重介生产系统的重要设备，它可以有效回收进入磁选机的加重质，减少介质损失；同时，其还能净化重介悬浮液，去除合格悬浮液中的部分煤泥，提高三产品重介质旋流器的分选精度。在实际生产中，影响磁选机磁选效果的因素较多，下面主要从两个方面对其进行分析。

1.1 磁选机自身因素

(1)磁系偏角。磁系偏角就是磁系弧面中心线与圆筒中心垂直线的夹角[1]，当磁系偏角过小时，精矿不能被滚筒带到应有高度，导致精矿排出量减少，部分精矿损失到尾矿中，最终的结果是尾矿带介，磁性物回收效果变差；当磁系偏角过大时，尾矿区磁力作用范围变小，磁场对磁性矿粒作用时间变短，磁性矿粒被吸引机会降低，且精矿排出端的磁场较强，导致精矿不能及时排到精矿槽内，而损失到尾矿之中。目前，磁选机的磁系偏角一般在15°～20°之间。

(2)工作间隙。粗选区圆筒表面到底板之间的距离就是工作间隙[2]，当工作间隙大时，矿浆流量大，有利于提高处理量；但由于距离圆筒表面较远，磁场强度较弱，导致尾矿中的磁性物含量升高，介质回收效果变差。当工作间隙小时，磁场作用增强，尾矿中的磁性物含量降低，介质回收效果提高；但工作间隙过小时，矿浆流速过快，矿粒来不及吸附在圆筒表面就被矿浆流带到尾矿中，导致尾矿磁性物含量升高，容易出现排矿困难的问题，甚至出现“满槽”现象。在安装与维修磁选机时要保证工作间隙，正常范围为30～60 mm。

(3)精矿卸料方式。稀介质经过磁选机处理后，精矿必须及时、有效进入精矿溜槽。在实际生产中，如果滚筒卸料不彻底，其表面粘附的细粒铁粉进入生产系统形成恶性循环，导致磁选机工作负荷增大，磁选效率降低。因此，必须选择合理的卸料方式，保证精矿及时、有效进入精矿溜槽。

1.2 磁选机入料性质

(1)介质特性。在重介选煤过程中，通常采用磁铁矿粉作为介质，磁铁矿粉的各种性质(粒度、密度、水分、磁性物含量等)对选煤过程和介质回收都有很大影响[3]。一般来说，磁铁矿粉的粒度越细，悬浮液的稳定性越强；磁铁矿粉的密度越高，悬浮液的密度越高；磁铁矿粉的水分越高，其颗粒越容易打团，在合介桶内越难分散；磁性物含量越低，磁选机回收效果越差，介耗肯定越大。因此，在选择磁铁矿粉时要综合考虑各种因素，确保介质回收处于高水平。

(2)入料浓度。如果入料浓度高，则其流速慢，流动阻力大，精矿中易夹带杂物，导致其质量降低，需要时可以通过添加稀释水来降低入料浓度。如果入料浓度低，则其流速快，分选时间短，导致部分有机会选上来的细小弱磁性颗粒进入尾矿，介质消耗量增大。因此，需要根据实际生产情况调整矿浆浓度，最大浓度不能超过35%，最好控制在25%左右。

(3)煤泥含量。入料中的煤泥含量影响磁性物颗粒粘附到滚筒表面的速度，加上煤泥比表面积大、吸附能力强等原因，对脱介有着极其不利的影响[4]。在其他条件相同的条件下，煤泥含量高，必然使部分磁性物颗粒来不及回收而损失到尾矿中，导致精矿回收效果变差，介质损失加剧。

2 介质消耗管控方案

2.1 管理消耗管控方案

(1)采制化人员对每批进厂磁铁矿粉逐一采样、化验，保证磁铁矿粉质量满足以下要求：①磁性物含量≥95%；②全水分≤10%；③<0.045 mm粒级含量≥85%；④密度≥4.50 g/cm3。对于质量较差或磁性物含量、全水分不达标的磁铁矿粉[6]，坚决拒收。

(2)对磁铁矿粉的磁性强度进行测试，具体做法为：将磁铁矿粉置于盛有清水的容器内，搅拌使其充分分散；将一块正方体磁铁置于其中，被磁化的磁铁矿粉形成针状磁聚(图1)，并吸附在磁铁表面。一般磁聚长度在30 mm左右，磁聚越长说明磁铁矿粉的磁性越强，越易于回收；反之，磁铁矿粉越难回收。

图1 磁聚现象

(3)对磁铁矿粉的真密度进行测试，具体做法为：在盛有定量体积水的密度瓶中，加入一定量的磁铁矿粉，充分搅拌后静置24 h；观察固体含量，反算磁铁矿粉的真密度。

(4)在测试磁性物含量时，要注意观察清水用量和尾矿颜色。一般情况下，尾矿颜色随清水用量的增加而变淡，当清水用量约为5 L时，尾矿颜色变清，表明磁铁矿粉正常。如果清水用量过多，且尾矿颜色不澄清或呈现其他颜色，说明磁铁矿粉存在问题。

2.2 技术消耗管控方案

2.2.1 调整磁系偏角与工作间隙

通常需要根据入选原煤性质将磁选机的磁系偏角调整在15°左右[5]，但磁系偏角测量较为麻烦。根据该选煤厂的经验方法可以轻松完成，且磁系偏角调整效果较好。取一根长度为3 cm的铁钉，在钉帽部位拴一根长线；将铁钉在尾矿溢流内靠近滚筒位置缓慢放下，直至钉尖被吸住，以铁钉延长线正好高于尾矿溢流堰20 mm为宜，此时调整的磁系偏角就在15°左右。将工作间隙调整为50 mm的具体做法是除去滚筒中心轴两下侧的垫片。在这两个结构参数调整后，磁选机尾矿带介量降低。

2.2.2 控制磁选机入料浓度

根据现场生产需要，增大脱介筛喷水。在此之后磁选机尾矿存在轻微的“翻花”现象，但尾矿带介情况明显好转。据统计，在脱介筛喷水半开的情况下，精煤磁选机入料浓度在30%左右，磁选尾矿带介严重；当增大脱介筛喷水后，精煤磁选机入料浓度降低，平均浓度为23%，尾矿带介量降低。不同时间的磁选尾矿带介结果见表1。

表1 磁选尾矿带介结果Table 1 Comparison of loss of medium in magnetic tailings before and after increase of water spay rate

2.2.3 保证脱介筛脱介效果

(1)保证弧形筛脱介效果。为了保证弧形筛的预先脱介效果，采用布料箱沿切线方向将入料给到弧形筛筛面，确保入料分布均匀[7]。每天早班停车检修时，清理各布料箱内的棉纱、木块、铁线等杂物，保证不出现堵塞现象。加强弧形筛管理，保证全断面入料且不窜料，筛面没有破损，出料端有约25%的筛面形成料堆[8]。精煤、中煤弧形筛正常生产10～12个班(约160 h)翻转一次，矸石弧形筛正常生产15～20个班(约320 h)翻转一次，具体情况由现场决定。当筛孔磨损达到标准尺寸的1.50倍或磨损面积超过40%时，必须更换筛板。每10 d检测一次筛孔、筛条宽度，保证筛板满足要求。

(2)保证振动筛脱介效果。保证喷水浓度≤15 g/L，严禁随意添加絮凝剂，杜绝药剂不够或药剂残留对喷水质量的影响。为了提高喷水效果，选择加压分散性好且易形成扇面的喷嘴，保证喷头不易掉、不堵塞，喷水压力以0.25 MPa左右为宜。筛面布置3道隔挡筛板，精煤脱介筛布置3道喷水，中煤、矸石脱介筛各布置2道喷水，保证喷水落点在筛面隔挡之后，并实现全断面喷水[9]。

2.2.4 保证脱介筛筛面完好

该选煤厂脱介筛稀介段的筛孔尺寸为0.75 mm，筛下物粒度<0.75 mm。如果脱介筛筛网遭受磨损，则>0.75 mm粒级物料进入筛下物内，导致筛下物浓度、粒度增大，磁选机入料浓度、粒度随之增大。这部分大粒度物料易在磁选机槽底堆积，进而使槽体堵塞，影响磁选机的分选效果。为此，必须保证脱介筛筛面无破损，筛孔磨损达到标准尺寸的1.50倍或磨损面积超30%时，必须更换筛板。此外，需要每10天检测一次筛孔、筛条宽度，保证筛孔尺寸满足要求。

2.2.5 降低系统中的煤泥含量

由于原煤采用不分级、不脱泥方式入选，随着生产时间的延长，介质中的煤泥含量呈上升趋势[10]。为此，为重介生产系统加设分流装置，并在密度操作司机技能培训和实际操作中要求牢牢树立“稳定打分流，不得大开大合”的理念，每班生产要求强制性打分流。悬浮液内的煤泥含量参考指标见表2。悬浮液内煤泥含量对磁选机磁选效果的影响见表3。