水峪煤矿选煤厂降低介耗的实践

刘 威

(山西焦煤汾西矿业集团 水峪选煤厂，山西 孝义 032300)

1 选煤厂概述

水峪选煤厂二车间于2010年9月开始筹建，设计能力为3.0 Mt/a，采用不脱泥无压三产品重介质旋流器+粗煤泥重介质旋流器+细煤泥浮选的联合工艺流程；产品属中灰、高硫炼焦精煤，质量指标为：Ad不大于10.00%，St，d不大于2.50%，Vdaf为20.00%～24.00%，GR.I不小于80，Y值16～20 mm。2011年10月正式投入生产后，虽经多次技术改造，介耗仍高达2.5 kg/t。因此，介质回收系统急需改进完善。

水峪选煤厂二车间工艺流程见图1。其介质回收系统为：合格介质用泵打至无压给料三产品重介质旋流器作为分选介质。精煤、中煤、矸石各自的脱介弧形筛首先脱除悬浮液，再经脱介筛合格介质段、稀介质段脱除剩余悬浮液，精煤合格悬浮液一部分直接回收进入合格介质桶，另一部分分流至煤泥重介质旋流器，分选后溢流入精煤磁选机，底流入中煤磁选机。精煤、中煤和矸石稀介质系统彼此独立，三部分稀介质分别进入各自的磁选机，选出的磁选精矿返回合格介质桶，从而将重介质磁铁矿粉与其他非介质物料分开，实现介质回收作业。

2 存在问题及原因分析

为准确查明重介质系统介质损失情况，对各部分产品带介情况进行了详细排查，发现的主要问题如下。

(1)精煤磁选机尾矿产品带介量高，平均磁性物含量达0.32%，磁选机翻花现象频繁，翻花时跑介量大大增加。分析其原因为：① 精煤脱介喷水孔径为10 mm，每个喷嘴流量6～7 m3/h，脱介筛(型号ABS3661)每排布置13～14个(共3排)喷嘴，则4台脱介筛稀介质段喷水流量为972～1 134 m3/h，喷嘴布局不尽合理；② 分流量控制不准确，每台脱介筛由2个分流阀门控制分流量，分流开度常大于50%；由于分流板经常磨损，阀门故障率高，常导致生产过程中分流量增加，不易察觉；③ 三产品旋流器入介泵由型号350ZJ-I-A85(81)更换为型号TZJST350-1000，介质循环量增至2 300～2 500 m3/h，悬浮液流量分布按合介质段、稀介质段9∶1分布，稀介质段悬浮液分布增至230～250 m3/h(由于脱介弧形筛利用面积不足，稀介质段悬浮液流量比此数据要大)，分流量按初设300 m3/h计算，合计稀介质段流量达1 684 m3/h，接近磁选机(6台型号HMDA-6，筒体尺寸914mm×2972mm)最大通过量1 770 m3/h。

图1 水峪选煤厂二车间工艺流程示意

(2)重介质精煤产品带介量高，平均带介量达1.15 kg/t。分析其原因为：① 弧形筛包角为45°，现场观察筛面脱介利用面积仅1/2，出料点靠近筛面前端，出料不匀，脱介筛存在合格介质段向稀介质段“串料”、“串介”现象；② 生产过程中筛面喷水时无雾化现象，脱介筛喷水压力不足，喷嘴距离筛面较远，落水点有直接冲击挡水堰等问题，导致精煤产品脱介效果差。

(3)矸石产品带介量高：平均带介量达0.55 kg/t。分析其原因：重介质矸石与悬浮液由2根φ350 mm出料管流入弧形筛入料箱，由于2根管出料位置结构不合理，导致矸石脱介弧形筛入料箱出料不匀，矸石脱介筛入料偏移，矸石筛前个别位置产品带介严重。

3 技术改造方案

3.1 提高精煤磁选机回收效率

将磁选机入料由箱体分配下料改为管道直接进入磁选机入料箱结构，以保证磁选机流道入料的均匀性，在磁选机进块煤时便于观察和清理，提高了磁选机回收效率。

新增2台精煤磁选机，以增加磁选机处理能力，避免分流量变化和脱介筛喷水增加造成的磁选机翻花问题，对精煤稀介质进行有效回收。

调整磁选机参数：将磁偏角调整至最后一个磁极中心水平高出溢流堰20 mm；一般磁选机正常工作间隙在 30～50 mm ，通过调整瓦座垫片，将工作间隙调整至40 mm；磁选机溢流量占入料约20%，此时回收效率较高。

经以上技术改造，磁选机尾矿磁性物含量由0.32%降至0.11%，磁选效率由94.87%增至95.73%。其工艺效果比较见表1。根据标准MT/T 816—2011，将磁选效率作为磁选机工艺效果评定指标，磁性物回收率作为辅助指标，结合现场情况和工艺效果测试结果分析可知，水量增大会造成磁选机回收效率下降，但下降不多。入料浓度的要求实际上是入料中磁性物含量的要求，占主导因素，磁性物含量需达20%。磁选机回收介质时，磁性介质以搭桥作用方式回收，磁性物含量越高越好，介质搭桥作用越强，回收效率越高。稀介质中煤泥量增加时，搭桥作用会明显下降，回收效率大大降低。

表1 改造前后磁选机工艺效果测试

3.2 安装预脱介装置

在2台精煤弧形筛入料前安装预脱介装置。该装置由两个独立筛箱体构成，每个筛箱底部采用4块筛缝0.75 mm、600mm×600mm的筛板固定，共增加脱介面积2.88 m2。筛箱下合格悬浮液直接进入弧形筛下的合格介质溜槽中，预先脱除部分悬浮液的筛上物再去弧形筛脱介。此项改造增加了合格介质段的脱介能力，降低了物料流动速度，减小了流体对弧形筛的冲击力。

3.3 安装弧形筛入料导流板

在4台精煤脱介弧形筛入料布料箱内全部安装导流板。导流板选用22b型槽钢(200mm×75mm×9mm)，安装于布料箱挡板中段。当物料冲击导流板后，再落入弧形筛，这样可使落料点后移约250 mm，有效提高了脱介弧形筛的利用面积，保证了合格介质段脱介量，解决了合格介质段向稀介质段串料串介的问题，降低了产品带介量。

安装预脱介装置和弧形筛入料导流板后，精煤产品带介量减少约0.50 kg/t，弧形筛使用周期由7 d增至15 d。

3.4 改造分流装置

对2台精煤合介分流箱和控制阀门进行设计制作和改造安装。将弧形筛下分流箱分流管由2根(φ150 mm)改为1根(φ400 mm)，配套分流阀门由2个改为1个(型号D973-10-H，压力1.0 MPa，通径400 mm)，调试后开度控制为25%～35%。阀门开度在较小范围内控制，准确控制了合格介质分流进入稀介质的量，保证了磁选机入料流量的稳定，提高了磁选机回收效率。

3.5 改造脱介喷水装置

精煤脱介筛喷水嘴孔径由10 mm改为8 mm，水压达200～250 kPa，每个喷嘴流量约3.5 m3/h，喷水嘴布置间距300 mm，长短交错布置，喷嘴与筛面距离调至250 mm，安装角度为垂直偏15°，落水点在挡水堰前100～130 mm，见图2。脱介喷水装置改造后，增强了精煤稀介质段脱介、脱泥效果，降低了磁选机入料流量和精煤产品带介量，提高了磁选机回收效率。

图2 脱水喷水布置示意

3.6 改造矸石底流管、弧形筛入料箱

将重介质矸石与悬浮液出料管由2根φ350 mm改成1根φ500 mm耐磨管(贴耐磨瓷片)，取消了弧形筛入料箱。出料管流入缓冲箱中间，缓冲箱中部安装了高150 mm的分料板，缓冲箱下方安装的布料箱使物料直接进入弧形筛，布料箱内两侧安装3块跌落板，垂直角度为30°，跌落板垂直高度为300 mm，跌落板与煤流接触面贴耐磨陶瓷。物料经过3次强制布料，实现了均匀分布，落料可分布于整个弧形筛面。此项改造保证了弧形筛入料的均匀，解决了脱介筛料偏的问题，有效减少了矸石产品带介量。

4 经济效益

通过以上技术改造，二车间介耗由2.5 kg/t降至1.5 kg/t以下。按年入选原煤3.0 Mt/a计算，介质成本按800元/t计算，年节约成本约240万元。预脱介装置和弧形筛入料导流板改造完成后，4台精煤弧形筛每年节约3600×1660 的筛板28块，按照每块筛板9 200元计算，可节约筛板费约26万元。共计创造效益约266 万元/a。

5 结 论

不同的选煤厂由于工艺、设备选型等情况不同，介耗高的原因及跑介情况不同，需准确检测跑介位置，认真分析原因，对介耗高的工艺环节入料流量、浓度、煤泥含量、介质含量等需准确核对测量，为制定应对措施提供依据。

弧形筛脱介能力要保证脱除60%～70%的悬浮液，合格介质段悬浮液脱除量要达到85%以上；磁选机处理能力要满足分流变化，其工况要调整良好，入料浓度和磁性物含量要满足设备要求。这两项是降低介耗的关键因素。