筛网沉降离心机在浮选精煤回收中的应用

戴长官，辛得祥，刘 敏，张宏松

(1.兖煤菏泽能化有限公司 赵楼煤矿，山东 郓城 274705；2.兖州煤业股份有限公司 选煤管理中心，山东 邹城 273500)

1 选煤厂概述

赵楼煤矿选煤厂隶属兖煤菏泽能化有限公司赵楼煤矿，为全重介质矿井型炼焦煤选煤厂，目前设计生产能力6.0 Mt/a。浮选系统采用预先脱泥+主再选浮选工艺，主厂房煤泥水全部入浮选回收精煤。浮选粗选和精选均采用XJM-S型机械搅拌式浮选机，3台快开式隔膜压滤机(KMZG700/2000-U型，过滤面积700 m2)负责浮选精煤脱水。目前浮选系统精煤产量大，当前在用的3台精煤压滤机处理能力不能满足生产要求，造成部分精煤损失。因此，必须增加新的脱水设备来满足生产需要。为此，选煤厂在充分调研论证的情况下，将其中1台原处理浓缩机底流的SB6400型筛网沉降离心机用于回收浮选精煤。改造后，运行效果良好，经济效益显著。

2 离心机工作原理及特点

2.1 工作原理

筛网沉降离心机结合了沉降、过滤两大功能[1]。如图1，煤浆通过入料管，进入旋转的入料室，在此，按转子旋转方向被加速，而后通过入料口进入转筒内。沉降后的固体由螺旋推进器从锥体部分送到筛网段。螺旋推进器(速度“ns”)与转子(速度“nT”)同方向旋转。两者的速度差异被称为差速。在筛网段，固体物料变得松散，使得躲藏起来的液体可以进一步从筛缝中排出，再次脱水后的固体经排料口排出。由于进入筛网段的固体水分较低，因此，离心液(过滤水)中细粒含量很低。通过滤液循环，可以进一步降低固体损失。离心机良好运行的先决条件之一是筛网未被堵塞。在机壳里安装有清洗装置，以避免离心机长期运转后筛网堵塞。根据工艺要求进行定期或不定期清洗。沉降段离心液通过堰板口排出。两个相对的溢流外沿间的距离被称做堰池直径，它设置在转鼓头部滤液端，可以同时得到澄清的滤液和脱水后的固体。离心机料位高度(水平)被定义为堰池高度，由转鼓内壁和溢流外沿(堰板外沿)确定[2]。

图1 SB6400型筛网沉降离心机原理示意

2.2 结构及特点

SB6400型筛网沉降离心机主要由转筒、螺旋推进器和齿轮组件三部分组成，主要结构特点如下：

(1)控制柜装有可编程序控制器和手工编程器，对离心机实行控制，其接口可与选煤厂中心控制室的主PLC相联接，纳入全厂集控。

(2)设备底座上装有负荷杆式扭矩传感器，被分离固体的传送产生与固体负荷成比例的传送扭矩，被扭矩传感器连续测量，并产生与扭矩成比例的输出信号到PLC，用于报警、关掉入料或主电机。螺旋输送器的扭矩通过安全销传送到差速器，可避免旋转部件尤其是差速器过载[3]。

(3)循环油系统通过油温、油量、油压的控制，对主轴承、齿轮组、联轴器以及中间传动轴实现自动润滑。

(4)转筒内壁贴有可更换的陶瓷保护片和碳化钨筛网，螺旋推进器的螺芽上贴有耐磨材料，可以延长螺旋输送器的使用寿命。

(5)离心机每个主轴承分别装有温度传感器(PT100型)，能测量并传送轴承的温度。

(6)底座装有振动开关，可以显示由于物料堆积而导致的不平衡和不稳定运行，甚至通过报警而停机[4]。

3 浮选精煤回收工艺

3.1 工艺改造方案

经过现场人员多次试验、改造，确定的工艺改造方案是：将浮选精矿桶旁预留的一台渣浆泵(447)入料管、出料管进行改造，浮精煤泥水直接入沉降机入料箱；对原来用于处理浓缩机底流的筛网沉降离心机(342)入料管路进行改造，专门用于回收浮选精煤；改造刮板输送机(652)及下料溜槽，将沉降机回收的浮精转载至精煤上仓带式输送机；对沉降机离心液进行检测(见表1)可知筛网段离心液灰分低(13.1%)、浓度高(162 g/L)，适合继续回收细颗粒精煤。因此将沉降机筛网段的煤泥水及沉降机入料缓冲箱的溢流管路改造至浮选入料总管上再次进入浮选系统。由于沉降段的煤泥水浓度低(81 g/L)、灰分高(24.93%)，大部分为高灰细泥，为了避免对浮选系统造成影响，将这部分煤泥水直接进浓缩机处理。其中，为适应生产实际，447泵入料方式以及652刮板输送机下料方式经过了多次改造，努力实现生产效率最大化[5]。

表1 筛网沉降离心机离心液技术检测

3.2 工艺流程

筛网沉降离心机回收浮选精煤系统由一台筛网沉降离心机(342)、一台浮选精煤入料泵(447)、一台浮精刮板输送机(652)以及相应的管道等组成。447泵将浮选系统的浮精煤泥水从精矿桶打至342沉降机入料缓冲箱，再进入342沉降机脱水回收，脱水后的浮精由652刮板输送机转载至701精煤上仓带式输送机，与洗煤系统精煤掺混后一起进入精煤仓。工艺流程图如图2所示。

图2 筛网沉降离心机回收浮选精煤工艺流程示意

4 应用效果及经济效益

将工艺改造前用于浮精脱水的快开式隔膜压滤机与改造后使用筛网沉降离心机的工艺指标进行对比(如表2)，可以看出：筛网沉降离心机相比快开式隔膜压滤机单台处理量大，有效缓解了原三台压滤机处理能力不足的问题。经过工艺改造，浮选精煤产率提高了约1.8%；处理后的浮选精煤水分为18%左右，相比压滤浮精水分25%，降低约7%；精煤灰分为9.0%～9.3%，相比压滤浮精灰分降低约0.2%～0.4%，说明沉降机在处理精煤泥时不仅产品水分低，还具有显著的降灰作用，且该部分物料松散，与主洗精煤掺混均匀，效果较好[6]。

表2 筛网沉降离心机与快开式隔膜压滤机工艺指标对比

筛网沉降离心机回收浮选精煤系统自改造完成后，与洗煤系统、浮选系统同步生产，平均生产浮选精煤30 t/h，系统运行情况良好，浮选精煤产率提高了1.8%左右。至2018年11月底，累计增加浮选精煤产量10 047 t，增加销售额约859万元，增加利润额约683万元，为企业创造了很好的经济效益。

5 结 论

筛网沉降离心机回收浮选精煤系统在赵楼煤矿选煤厂使用效果良好，不仅精煤产品水分低，还具有一定的降灰脱泥作用，且单台处理量大，有效提高了浮选精煤产率，增加了企业的经济效益。该系统的成功应用，改变了国内由压滤机回收浮精的传统工艺，具有较好的推广价值。