三锥角水介旋流器在华丰选煤厂的应用

2018-11-16许宝林

选煤技术 2018年4期

许宝林，贺强，曹闯，王翔

(1.山东超美清洁能源有限公司，山东泰安 271000； 2.华丰选煤厂,山东泰安 271000；3.山东科技大学,山东青岛 266000)

华丰选煤厂是一座设计能力为1.8 Mt/a的炼焦煤选煤厂，原设计工艺为原煤经筛孔为0.63 mm的脱泥筛预先脱泥，50～0.63 mm粒级物料进入两段有压两产品重介质旋流器进行主再选，<0.63 mm的粗煤泥经过分级旋流器分级后，溢流进入浮选系统，底流进入主再选系统进行二次分选。近年发现由于粗煤泥含量增加，脱泥筛处理量变大，导致脱泥效果不佳，分级旋流器的分级效果变差，大量的细粒煤泥进入了主选系统，不但使主选系统的处理量减小，分选精度降低，而且增加了系统的水介消耗量，严重影响了企业的经济效益。为解决以上问题，华丰选煤厂采用三锥角水介旋流器取代原来的水力分级旋流器对粗煤泥进行单独分选。

1 粗煤泥分选工艺改造的依据

目前国内外处理粗煤泥的设备主要有螺旋分选机、TBS、煤泥重介质旋流器、三锥角水介旋流器等，其中三锥角水介旋流器因运行成本低，分选精度高，且不消耗介质，适用于老厂改造等优点，在选煤厂得到了广泛应用[1-2]。为确定华丰选煤厂粗煤泥采用三锥角水介旋流器分选的可行性，进行了多组试验分析。

1.1 煤泥粒度组成

按照《煤炭筛分试验方法》GB/T 477—2008对华丰选煤厂脱泥筛下粗煤泥的粒度进行了分析，结果见表1，粗煤泥累积粒度特性曲线如图1所示。

表1 粗煤泥粒度组成分析

图1 粗煤泥累积粒度特性曲线

从表1和图1中可以看出，该粗煤泥中>0.2 mm含量较多，达到50.58%；从粒度上看，适合采用旋流器分选[3-4]。0.8～0.375 mm和0.375～0.25 mm两个粒级含量较多，产率分别为24.49%和15.19%， 0.125～0.045 mm各粒级颗粒含量很低，均在5%左右，<0.045 mm的含量适中，有利于旋流器分选；就灰分而言，该粗煤泥累计灰分为28.83%，>0.2 mm累计灰分为26.18%，灰分较高，仍需要进一步分选，各粒级灰分比较接近，分布均匀。由此可见，对>0.2 mm粒级实施有效分选可从中选出精煤，以提高精煤产率。

1.2 煤泥密度组成

按照《煤炭浮沉试验方法》GB/T 478—2008，对华丰选煤厂脱泥筛下>0.2 mm粒级的粗煤泥进行了浮沉试验，浮沉试验结果见表2，并根据表2数据绘制了可选性曲线见图2。

表2 煤样中>0.2 mm粒级的浮沉试验结果

图2 煤样中>0.2 mm粒级的可选性曲线

由表2和图2可以看出，该粗煤泥中低密度级含量较多，其中<1.4 g/cm3密度级浮物累计产率高达68.39%，灰分仅为5.45%，说明该粗煤泥中精煤含量较多。从图2可知，当要求灰分为9.00%时，邻近密度物含量为3.88%(去除高密度物)，为易选煤，其精煤理论产率为77.00%，占煤泥全样的38.95%。

2 三锥角水介旋流器的分选试验

为了研究三锥角水介旋流器对华丰选煤厂粗煤泥的分选效果，采用山东科技大学自主研发的三锥角水介旋流器在实验室对该厂的粗煤泥进行了分选试验，最终确定了三锥角水介旋流器的参数[5]，见表3，粗煤泥最佳分选结果见表4。

表3 三锥角水介旋流器最终参数

由表4可知，实验室用三锥角水介质旋流器对于该粗煤泥的分选，在选用100 mm筒体、Ⅱ锥体、溢流管插入深度为50 mm、溢流管直径为50 mm、入料压力为0.06 MPa的条件时，能够取得较理想的分选效果，此时精煤灰分为6.61%，设定精煤脱泥效率95%时，则实际精煤灰分为7.70%，此时粗煤泥实际精煤产率为35.44%(占入料煤泥)，数量效率为90.99%。

表4 粗煤泥最佳分选结果

注：全样产率为>0.2 mm物料占旋流器入料的比率。

3 改造方案的确定

由试验结果分析可知，华丰选煤厂的粗煤泥采用三锥角水介旋流器能够得到有效分选，因此考虑对原来的工艺系统进行改造，改造后原则流程如图3所示。用三锥角水介旋流器代替了原来的水力分级旋流器，三锥角水介旋流器的溢流经振动弧形筛初步脱水分级后筛上物进入精煤泥离心机进一步脱水得到精煤，振动弧形筛筛下物与离心液进入浮选系统；三锥角水介旋流器底流经振动弧形筛脱水分级后筛上物进入中煤泥离心机，筛下物和离心液进入浮选，此次改造的优势在于充分利用了原系统的管道及设备，降低了改造成本，增大脱泥筛最小筛孔后，进入主选系统的细粒煤泥量减少，提高了主选系统的处理量及分选精度，同时降低了介耗。由三锥角水介旋流器代替水力分级旋流器可以对粗煤泥进行单独的分选，减轻了主选系统的压力，同时可以从粗煤泥中回收更多的精煤[6]。

图3 改造后原则流程

4 应用效果

为了对设备分选精度进行评价[7-8]，对三锥角水介旋流器的溢流与底流用筛孔为0.2 mm的筛子筛分后，取筛上物进行了浮沉试验，根据浮沉数据作出的分配曲线如图4所示。从图4中可以查出分配率为50%时对应的实际分选密度为1.47 g/cm3,计算得可能偏差为0.095 g/cm3，不完善度为0.2，说明三锥角水介旋流器的分选精度较高。