镇城底矿选煤厂浮选截粗筛改造方案分析

2021-03-01徐鹏

山西焦煤科技 2021年12期

徐鹏

(西山煤电集团镇城底矿选煤厂，山西古交 030203)

镇城底矿选煤厂位于山西省太原市古交市镇城底镇汾河北岸，是一座入选易选煤的矿井型炼焦煤选煤厂，1986年投产，入选原煤来自镇城底矿的高、低硫煤层。2014年进行扩大产能技术改造，采用3GDMC1300/920A型和JQW1100/780型两套无压三产品重介质旋流器不分级不脱泥选煤，-0.5 mm精、中煤磁选机尾矿(简称磁尾)采用两套FJC16-6喷射式浮选机直接浮选，主要产品为十级肥精煤，副产品有混煤、煤泥等，入洗能力2.4 Mt/a[1].

1 目前存在问题及分析

镇城底选煤厂精煤磁尾经过截粗弧形筛脱水脱泥(弧形筛型号分别为HS-F-322060、VSB302060，弧形筛筛缝为0.5 mm),筛上物由煤泥离心机脱水回收，筛下物由浮选机分选回收，其工艺流程见图1，浮选入料粒度组成见表1.

浮选入料为精煤磁尾以及中煤磁尾弧形筛筛下物。由表1可知，浮选入料中+0.5 mm粒度级的占比为5.65%，粒度级为0.5～0.25 mm的物料占比为37.42%. 生产中存在“跑粗”现象。

原弧形筛入料(精煤磁尾水)的粒度组成情况见表2. 由表2可知，精煤磁尾水中主导粒度级为0.25～0.125 mm，占比为33.82%，灰分为15.01%；+0.25 mm的累积灰分为8.51%，累积产率为37.40%.+0.25 mm粒度级物料经重介旋流器分选后，灰分指标已经满足最终精煤产品的质量要求，再进入浮选系统存在重复分选，造成生产成本浪费，也会使入浮矿浆浓度升高，浮选机分选精度降低。所以，需要使用截粗筛对+0.25 mm粒度级物料截粗。在实际生产过程中，更换使用小于0.4 mm规格的弧形筛板，但造成弧形筛脱水脱泥效果下降，截粗筛筛上物水分高于50%，离心机出现跑水，导致产品水分严重超标。

图1 粗煤泥作业工艺流程图

表1 浮选入料粒度组成表

表2 截粗筛的入料粒度组成表

需要说明的是，表1、表2中-0.045 mm粒级的灰分差别大主要是由于该厂入洗镇城底矿22215、22212两个工作面的煤，22215工作面泥质页岩含量高，泥化现象严重，原煤含矸量小；22212工作面矸石含量大，泥质页岩含量较低。两工作面的煤质差异较大，受井下出煤影响以及井下工作安排的不确定，原煤入洗配比变化频繁，表1与表2为不同时间段采样。因本文主要对0.125～0.5 mm粒级进行讨论，-0.045 mm数据不影响方案对比。

分析可知：1) 该选煤厂重介质旋流器分选有效下限为0.25 mm，+0.25 mm以上各粒度级的灰分都低于销售精煤产品要求的灰分指标。2) 根据各粒度级产品灰分分布，截粗分级粒度应控制在0.25 mm. 3) 不能在原弧形筛上采用直接更换小筛缝筛板的方法对+0.25 mm煤泥进行截粗。

2 改造方案

2.1 方案一

1) 方案一：“旋流器+叠层高频振动细筛”工艺(见图2). 该方案对该厂粗煤泥分选工艺流程改变不大，目的在于提高粗精煤泥的回收率，降低浮选系统入料量。目前，该厂3GDMC1300/920重介系统中精煤磁尾的流量约为500 m3/h，JQW1100/780重介系统精煤磁尾水流量约为400 m3/h，两者浓度均为80 g/L左右，则两套系统中实际干矿量为40 t/h和32 t/h，受矿浆流量影响，如果使用精煤磁尾直接进入叠层高频振动细筛，则需要叠筛数量较多，否则会出现叠筛处理能力不足的问题。

图2 方案一工艺流程图

2) 1300/920A重介系统选型计算见表3，4.

表3 分级浓缩旋流器流程计算表

表4 叠层高频振动细筛流程计算表

根据流程计算结果，经过分级浓缩旋流器预脱水脱泥后，底流(叠筛入料)的浓度偏高，需要增加30～40 m3/h的稀释水，提高叠筛的分级效率。

3) 1100/780重介系统选型计算见表5，6.

根据流程计算结果，经过分级浓缩旋流器预脱水脱泥后，底流(叠筛入料)的浓度偏高，因此需要增加35 m3/h左右的稀释水，提高叠筛的分级效率。

表5 分级浓缩旋流器流程计算表

4) 设备选型。

根据数值量流程计算结果及煤泥水选型放大系数为1.25，进行选型：

GDMC1300/920A重介系统选型为FX500×3旋流器组1套+ZKJ1408-D5叠筛高频振动细筛1台；JQW1100/780重介系统选型为FX500×2旋流器组1套+ZKJ1208-D5叠筛高频振动细筛1台；系统中增加了分级浓缩旋流器，原两台精煤磁尾泵流量不存在较大的改变，扬程需要根据旋流器在厂房内的安装高度进一步计算确定。

2.2 方案二

方案二采用DZSN系列三质体智能高频脱泥筛替换现有的截粗弧形筛，精磁尾水直接入筛，筛上物料入离心机，筛下物料入浮选机浮选。DZSN系列三质体智能高频脱泥筛技术参数见表7 ，两套重介质系统各使用2台，每套系统设计煤泥水通过量560 m3/h，高于生产实际的最大精煤泥水量500 m3/h.

表7 DZSN2833三质体智能高频脱泥筛技术特征表

3 方案对比

方案一优点：1) 单位容积处理能力大。2) 旋流器结构简单，无运转部件。缺点：1) 工艺系统结构复杂，增加煤泥水分级旋流器后，存在重复分级作业，与工艺设计原则相违背，相应的配件能耗等费用增加；且分级浓缩旋流器易出现工作不稳定、旋流器溢流有粗颗粒等弊端。2) 为了保证叠层筛脱水效果，需增大筛上冲水量约80 m3/h，会使浮选入料浓度降低至50～55 g/L，而矿浆浓度的高低对浮选效果有直接影响，矿浆浓度在60～80 g/L时，浮选抽出率指标最好[2-3]. 3) 安装分级旋流器，受厂房空间位置限制，改造难度大。4) 新增设备多，改造成本高。

方案二特点：1) 工艺布置简洁，工艺适应性强。三质体高频筛对入料浓度、压力无特别要求，对选煤厂洗选工艺的适应性较强。2) 脱泥脱水效果优异，为后续设备创造良好的入料条件，三质体智能高频脱泥筛脱泥效率可达80%以上，筛上物水分一般在30%，是下段离心机的最佳入料条件，同时，由于进入离心机的细粒量减少，也可以进一步地降低离心机产品水分。3) 分级粒度下限低，分级选择范围大，工艺适应性好。三质体智能高频脱泥筛分级粒度可到0.1 mm，在生产过程中，可根据产品灰分，选择0.25 mm、0.2 mm、0.15 mm、0.125 mm、0.1 mm分级，在满足产品灰分的基础上，尽量提高筛上物产率，提高精煤回收量。同时，也可以最大限度地减少浮选机压力，降低精煤回收成本。4) 改造工作量小。DZSN2833三质体智能高频脱泥筛自带机架及入料斗，机架底部为框架结构。改造时，根据现场测量数据，利用原入料管路、原筛上物溜槽、筛下水溜槽，改造工作量不大，微调筛上物溜槽、筛下水溜槽高度即可实现原入料管路与筛机入料箱对接。拆除原精煤泥弧形筛，安装新三质体智能高频脱泥筛，在不影响生产的情况下可完成改造工作。5) 设备可靠性高，日常维护量小，三质体智能高频脱泥筛采用了先进的三质体设计原理，筛框不动，振动器及振动轴微动，筛网正常振动，从原理上保证了设备的可靠性。筛机不需要轴承，也不需要润滑，日常不需要维修和维护，10个月左右更换一次筛网即可。