高频叠筛在选煤厂不同工艺环节的应用

包小燕

(中煤科工集团 北京华宇工程有限公司，河南 平顶山 467002)

选煤厂的精煤产品一般由三部分组成：重介质选精煤、浮选精煤和粗精煤。近年来一些选煤厂入选原煤含煤泥量越来越大[1]，粗精煤灰分居高不下，造成重介质选精煤、浮选精煤背灰，影响了产品质量和精煤产率的提升。因此，有效降低粗精煤灰分，是大多数选煤厂亟待解决的问题。目前，高频叠筛在粗煤泥回收环节的应用越来越多，在多个选煤厂成功实现了粗精煤泥的精细分级和高效降灰。笔者以安徽方园塑胶有限公司生产的高频叠筛(FY-HVS-1500型)为例，阐述其结构和工作原理，并结合案例，介绍其在多个选煤厂在粗精煤截粗、脱水、脱泥以及降灰等方面的实际应用情况。

1 FY-HVS-1500型高频叠筛的结构及工作原理

方园FY-HVS-1500型高频叠筛是一种借助于筛面高频振动力和物料重力实现按物料粒度分级的机械设备，其结构主要由分料器、喂料器、上下筛框、高频振动电机、筛上产品收集料斗、筛下产品收集槽、框架及支撑平台等部分组成。筛机的工作原理见图1。其主要特征及优势有以下几点。

图1 FY-HVS-1500型高频叠筛工作原理示意

(1)采用方园公司自主研发的高开孔率聚氨酯精细筛网(FY-SIEVE型)，开孔率高达32%以上，处理能力大；筛孔采用锥孔设计，利于物料通过，不易堵孔，可实现对细粒级物料的高效分级；其分级粒度为0.3～0.074 mm[2]，分级效率可达70%～80%。另外，FY-SIEVE型聚氨酯精细筛网采用整体成型技术一次成型，采用高强纤维增加强度，不会出现整体开裂现象，提高了筛网的抗张强度及使用寿命。

筛机配置了低电耗的强力双激振电机、浮动式筛框和全封闭式振动器。经浮动抗剪切橡胶弹簧传递给固定筛框的动负荷仅为5%～10%，即振动力的90%以上全部转化为筛分振动力[3]，因此适合于细粒级物料的高效分级。

(2)筛机参振部件全部采用哈克钉拉铆，保证了设备运转的可靠性。

(3)高频振动电机为原装进口Italvibras电机，使用寿命长达42 000 h，保证了筛机运转的稳定性。

(4)筛机所有金属部件均采用喷砂—聚脲工艺进行防腐处理，对受到物料长期冲刷的关键部件采用耐纳特胶板进行耐磨防护处理。

2 高频叠筛的主要应用案例

2.1 新巨龙选煤厂的应用案例

山东新巨龙能源有限公司选煤厂入选的煤种以肥煤和1/3焦煤为主，是目前国内宝贵的炼焦煤资源。按照对稀缺煤种保护性开发的要求，选煤厂在工艺选择时以精煤最大产率原则为出发点和立足点，选煤工艺采用毛煤动筛排矸、原煤有压两产品重介质旋流器主再选、煤泥浮选、尾煤浓缩压滤的联合流程[4]。在精煤磁选尾矿回收环节，于2013年进行技术改造，采用3台方园5层高频叠筛用于粗精煤分级旋流器底流的脱水、降灰。表1为5层高频叠筛入料的筛分试验数据。

根据表1筛分试验数据，将0.5 mm筛缝的弧形筛更换为5层高频叠筛，通过采用不同孔径筛网对比试验，发现对于该厂粗精煤，采用孔径0.32 mm的筛网降灰时效果最佳，可实现经济效益最大化。5层高频叠筛筛上物料筛分试验结果见表2。

表1 5层高频叠筛入料筛分试验结果

表2 5层高频叠筛筛上物料粒度组成

通过表1和表2可以得出：5层高频叠筛入料中0.32 mm以下粒级的综合产率为34.12%，入料灰分为16.61%；经过筛孔为0.32 mm的高频叠筛筛分后，筛上物中0.32 mm以下粒级含量降至20.70%，较筛分前降低13.43%；筛上物灰分10.91%，较筛分前降低5.7%。上述试验数据表明，筛孔为0.32 mm的高频叠筛在新巨龙选煤厂截粗、脱泥、降灰方面效果显著。

2.2 淮北选煤厂的应用案例

淮北选煤厂于2010年进行技术改造，采用原煤三产品重介质旋流器—煤泥浮选联合生产工艺及“2+2”煤泥水处理流程(即精煤泥二次浮选两段脱水、尾煤泥二次浓缩两段脱水)。对于重介质选精煤磁选尾矿和中煤磁选尾矿的脱水回收，采用传统振动弧形筛加立式离心机的组合脱水工艺[5]；对于尾煤泥(浮选尾煤、粉中煤筛下水)利用沉降离心机脱水回收并入中煤(见图2)。

图2 淮北选煤厂改造前卧式沉降离心脱水机回收粗煤泥工艺

在实际生产中，这两种脱水工艺存在以下不足：① 弧形筛易窜料，导致筛分效率降低，同时影响离心机脱水效率；② 弧形筛筛板频繁调头、筛板使用寿命短、工作量大、更换不方便，维护费用高；③ 沉降过滤机能耗较高，粗煤泥回收收益与电耗成本倒挂。为了在工艺上对上述问题进行优化，经调研，淮北选煤厂最终选择利用安徽方园的5层高频叠筛处理精煤、中煤磁选机尾矿。图3所示为改造后的工艺流程。

图3 淮北选煤厂采用高频叠筛改造后的粗煤泥回收工艺

采用5层高频叠筛后的效果分析：

(1)高频叠筛对磁选尾矿的降灰作用。工艺改造后，利用5层高频叠筛(0.32 mm、0.23 mm和0.18 mm 3种孔径筛网)回收粗精煤的筛分试验数据见表3，从表中可以看出，入料灰分均在18%以上。经过筛分后，筛上物灰分均降至12%以下，说明高频叠筛在回收粗精煤时，降低了精煤磁选尾矿的灰分。筛上物料进入离心机脱水后，能够进一步有效控制粗精煤的灰分，可使最终精煤对粗精煤“背灰”现象大幅减少，有利于控制重介质和浮选指标，特别是可以提高精煤产率。

表3 5层高频叠筛的筛分检查试验

(2)高频叠筛对细粒煤的截粗效果明显。为了验证5层高频叠筛对细粒煤的截粗效果，对该设备的筛分效果进行跟踪试验，引取粉中煤筛下水进入0.32 mm筛网的5层高频叠筛进行试验，结果见表4。

从表4可以看出，5层高频叠筛能够实现按筛网快速分离物料，筛下物浓度较入料浓度大幅下降，说明该设备在筛分细粒级物料时，截粗、降灰作用明显。

淮北选煤厂应用高频叠筛后，既优化了工艺，又大幅减少了浮选精煤的比例，提高了精煤产量，取得了可观的经济效益。 另一方面，因停用了2台回收粗煤泥的卧式沉降离心脱水机及相应的入料泵，每年减少了大量电耗。

表4 5层高频叠筛截粗试验数据

2.3 凯达选煤厂的应用案例

伊泰集团凯达选煤厂(动力煤)利用方园5层高频叠筛，从煤泥水中回收产品取得预期效果。表5所示为浓缩机底流压滤后的煤泥筛分试验数据。结合凯达选煤厂的煤泥筛分试验报告，因小于0.075 mm的高灰细泥含量高达66.77%，滤饼发热量约6 897 J/g，即使煤泥干燥处理后也难以销售，既影响选煤效益，又增加环保压力。

表5 凯达选煤厂浓缩机底流压滤煤泥筛分试验结果

表6所示为工艺调整后采用方园高频筛的煤泥试验数据统计。根据表5的筛分试验数据，配套的高频叠筛为0.1 mm筛网。1号浓缩机物料不添加絮凝剂，底流作为高频叠筛入料，溢流添加絮凝剂进入3号浓缩机。高频叠筛筛上物料压滤干燥后成为产品销售；3号浓缩机底流经压滤后直接外排。从表6可以看到，高频叠筛筛上物料灰分比入料降低10.66%，发热量比入料提高1 994 J/g，取得了很好的效果。

表6 凯达选煤厂工艺调整后浓缩机底流及高频叠筛煤泥试验数据统计

3 结 论

高频叠筛在3座选煤厂的成功应用，说明了该设备能够减少高灰细泥对洗选产品的污染[6]，使全厂最终洗选产品灰分或发热量达到要求；同时，还可降低选煤厂药耗、电耗等，提高了选煤厂经济效益，促进了粗煤泥降灰工艺的发展，对粗煤泥分选工艺的选择有一定指导意义。