包天祿

開(kāi)灤有限責(zé)任公司唐山開(kāi)灤趙各莊礦業(yè)有限公司選煤廠，河北 唐山 063101

趙各莊礦業(yè)公司選煤廠在降介方面取得的效益

包天祿

開(kāi)灤有限責(zé)任公司唐山開(kāi)灤趙各莊礦業(yè)有限公司選煤廠，河北 唐山 063101

趙各莊洗煤廠在全重介改造工程投產(chǎn)后噸煤介耗曾一度達(dá)到6.9kg, 嚴(yán)重影響了洗煤生產(chǎn)穩(wěn)定性與連續(xù)性。針對(duì)這個(gè)難題，洗煤廠采取了一系列改造措施，最終將介質(zhì)損耗降到了2公斤/噸以下，既有效降低了洗煤成本，又增加了經(jīng)濟(jì)收入。

三產(chǎn)品旋流器；懸浮液；降低介耗

1 趙各莊洗煤廠目前介耗概況

唐山開(kāi)灤趙各莊礦業(yè)公司選煤廠（以下簡(jiǎn)稱(chēng)該廠）建于1958年，是開(kāi)灤集團(tuán)公司下屬的礦井型選煤廠。2010年改造后，采用三產(chǎn)品重介旋流器替代原有的跳汰粗選-重介旋流器精選流程。核定入洗能力1.8Mt/a，主要生產(chǎn)12級(jí)冶煉精煤。由于煤質(zhì)的不斷變化和易泥化等原因，-0.5mm的含量較大，給脫介和回收造成極大困難，又加之部分設(shè)備脫介能力不足，在全重介技改工程投產(chǎn)后噸煤介耗曾一度達(dá)到6.9kg， 嚴(yán)重影響了洗煤生產(chǎn)穩(wěn)定性與連續(xù)性，成為該廠存在的主要問(wèn)題。

介質(zhì)費(fèi)用是構(gòu)成洗煤加工費(fèi)的重要部分，約占16%左右，所以介耗控制直接影響洗煤經(jīng)濟(jì)效益的進(jìn)一步提高，而且對(duì)于年處理能力1.8Mt噸的大型洗煤廠，介耗每降低零點(diǎn)幾公斤，都會(huì)給企業(yè)帶來(lái)上百萬(wàn)元的經(jīng)濟(jì)效益。所以控制介耗對(duì)提高重介洗煤廠的經(jīng)營(yíng)管理有著舉足輕重的意義，主要表現(xiàn)在：

1.1 由于介耗大，補(bǔ)充介質(zhì)次數(shù)頻繁，影響生產(chǎn)連續(xù)性。

1.2 產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，特別是對(duì)精煤產(chǎn)品污染嚴(yán)重，在一定程度上降低了精煤產(chǎn)率，導(dǎo)致副產(chǎn)品帶煤量增多。

1.3 介質(zhì)桶液位不穩(wěn)定，介水不平衡，分選比重不易保持，無(wú)法進(jìn)行正常的洗煤過(guò)程控制與操作。

1.4 脫介篩篩面直接跑水，跑介，磁選機(jī)負(fù)荷急劇增大，經(jīng)常跑、冒料，介質(zhì)流失嚴(yán)重，并進(jìn)入煤泥水系統(tǒng)，惡化浮選效果。

2 影響介耗的因素分析

影響介耗高低的因素較多，大體可歸為3類(lèi)：介質(zhì)質(zhì)量、技術(shù)損失、管理?yè)p失。對(duì)于重介質(zhì)選煤而言，介質(zhì)消耗包括三個(gè)方面：

⑴ 產(chǎn)品帶介損失；

⑵ 磁選效率損失；

⑶無(wú)法有效回收的跑、冒、滴、漏損失或儲(chǔ)、運(yùn)流失。前者常稱(chēng)之為工藝損失，后兩者稱(chēng)之為管理?yè)p失。

2.1 介質(zhì)質(zhì)量方面

我國(guó)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，用磁鐵粉作加重質(zhì)時(shí)，密度須達(dá)4.5g/cm3，磁鐵礦粉磁性物含量需達(dá)到規(guī)定的95%以上；分選末煤時(shí)，—0.044mm粒度含量必須達(dá)到90% 以上。粒度越細(xì)，重懸浮液密度越穩(wěn)定，在懸浮液中為起穩(wěn)定作用而摻入的煤泥量也減少；介質(zhì)粒度變粗后，懸浮液穩(wěn)定性變差，為滿(mǎn)足穩(wěn)定性勢(shì)必要加大泥質(zhì)物含量，從而導(dǎo)致脫介篩和分選效率下降，加重質(zhì)損失增大。而磁鐵礦的磁性過(guò)高會(huì)造成介質(zhì)易結(jié)塊，磁性低會(huì)造成脫介效率下降。另外，磁鐵礦粉水分對(duì)介耗影響也很大，如水分高，會(huì)使介質(zhì)結(jié)團(tuán)成塊，造成加介困難，且進(jìn)入介質(zhì)桶后難分散，造成懸浮液不穩(wěn)定。

該廠的介質(zhì)經(jīng)常出現(xiàn)水分過(guò)高、雜物較多的現(xiàn)象，如上面所述這種現(xiàn)象會(huì)對(duì)介耗有很大的影響，因此要求介質(zhì)質(zhì)量必須符合工藝要求：磁性物含量≥95%；＜325目含量≥93%，真密度≥4.2，水分≤10%。

2.2 技術(shù)損失方面

技術(shù)損失是指由產(chǎn)品和磁選機(jī)尾礦帶走的加重質(zhì)之和折算成每噸原煤的介質(zhì)損失量。損失量主要由介質(zhì)的添加系統(tǒng)，分流量的控制，弧形篩、脫介篩的脫介效果，稀介質(zhì)的回收等環(huán)節(jié)控制。

2.2.1 介質(zhì)的添加

該廠采用的是設(shè)置合格磁鐵礦粉添加池和高壓水沖方式，存在沖水量和介質(zhì)量不易控制，導(dǎo)致系統(tǒng)的懸浮液密度不穩(wěn)定，易造成分選密度低，重產(chǎn)物增多，介質(zhì)粘度增加，產(chǎn)品帶介增加，介耗增大等缺點(diǎn)。

2.2.2 分流的影響

為了增加合格懸浮液的密度或降低合格懸浮液中的煤泥量，利用磁選精礦的密度和磁性物含量都高的特點(diǎn)，將一部分濃縮懸浮液通過(guò)分流設(shè)備分流到稀懸浮液系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)磁選機(jī)凈化和濃縮后再返回合格介質(zhì)桶，這部分濃懸浮液量稱(chēng)為分流量。一般情況下通過(guò)改變分流量來(lái)調(diào)節(jié)懸浮液中的煤泥量。分流影響懸浮液固相體積濃度進(jìn)而影響懸浮液的粘度。

一般來(lái)說(shuō)，懸浮液粘度隨固相體積濃度增加而增大。當(dāng)固相體積濃度35%以后，粘度急速上升，當(dāng)固體體積濃度達(dá)50%后，粘度可達(dá)420m2/s，接近最高值，此時(shí)，懸浮液表現(xiàn)為幾乎沒(méi)有流動(dòng)性，我們?cè)谶M(jìn)行重介質(zhì)選煤流程計(jì)算時(shí)，往往只考慮工作懸浮液中非磁性物含量的允許最大值，而忽略了固體 (磁鐵礦粉和煤泥)體積濃度這一指標(biāo)對(duì)流動(dòng)性的影響，因此必須將懸浮液的固體體積濃度控制在35%以下。

重介懸浮液固體體積濃度與選煤廠介耗關(guān)系密切，產(chǎn)品介耗高的主要原因是懸浮液固相體積濃度高，懸浮液流動(dòng)性差，因此加大分流量是關(guān)鍵。

而該廠現(xiàn)在就在分流處理上存在問(wèn)題，有時(shí)為保桶位，而減分流，這樣就忽視了重介懸浮液固體體積濃度與介耗的關(guān)系，從而造成介耗過(guò)高。磁選機(jī)的回收率一般都達(dá)到99.8%，分流部分的介質(zhì)損失相對(duì)于產(chǎn)品帶介是微不足道的。另外，分流減少系統(tǒng)的煤泥量造成桶位低只是短暫的，分流大的情況并不意味著桶位會(huì)持續(xù)的下降，因系統(tǒng)中的煤泥量是動(dòng)平衡的過(guò)程，即進(jìn)入系統(tǒng)的煤泥量應(yīng)該與系統(tǒng)排除的煤泥量平衡。

2.2.3 弧形篩、脫介篩的脫介效果

弧形篩的主要功能是預(yù)先脫介，直接關(guān)系到介質(zhì)的回收效果的好壞和系統(tǒng)的穩(wěn)定。正常情況下，弧形篩的選型應(yīng)滿(mǎn)足循環(huán)懸浮液70%～80%的脫介能力。在生產(chǎn)中，該廠有時(shí)會(huì)出現(xiàn)脫介篩篩面跑介現(xiàn)象，這表明弧形篩脫介能力不夠。這種現(xiàn)象會(huì)影響稀介質(zhì)段的正常噴水，造成產(chǎn)品帶介增加。介質(zhì)隨煤流失，又會(huì)造成合格介質(zhì)桶液位和密度不穩(wěn)定，影響重介系統(tǒng)的正常運(yùn)行。該廠的3臺(tái)精煤弧形篩都曾出現(xiàn)這種狀況。另外該廠還存在部分弧形篩入料不均勻，造成篩面局部有物料堆積的現(xiàn)象，影響了篩面的利用率，且導(dǎo)致脫介篩的入料不均勻，并最終影響脫介效果。弧形篩的篩網(wǎng)材質(zhì)問(wèn)題，或翻轉(zhuǎn)不及時(shí)，都可以使脫介效果明顯下降。

脫介篩的脫介效果不僅是選型、篩面結(jié)構(gòu)、噴水位置和噴水量都很重要。噴水包括水的質(zhì)量，噴水的壓力，噴嘴的形狀及大小，噴嘴的位置和噴水的方向。該廠自調(diào)試開(kāi)始就對(duì)噴嘴位置和噴水方向做了多次調(diào)整。最終取得了較理想的效果，使介耗大幅度下降。脫介篩噴水質(zhì)量的好壞既影響產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)也影響介耗。高濃度的循環(huán)水用作噴水，將降低磁鐵礦的回收，造成介耗升高。因此要強(qiáng)化對(duì)洗煤循環(huán)水的管理，建議生產(chǎn)過(guò)程中定時(shí)檢測(cè)循環(huán)水濃度，確保其濃度在10g/L 以下，做到了清水脫介。脫介篩噴水壓力的大小直接關(guān)系到篩上物的脫介效果。在不需要大幅增加能耗的前提下可適當(dāng)提高噴水壓力來(lái)確保脫介效果。降低脫介篩上噴水管的高度，增大噴水的沖擊力。當(dāng)脫介篩上煤層變厚后，在壓力已經(jīng)確定的情況下，脫介效果變差，主要是由于脫介篩上的噴水管出水口距離煤層的高度大，造成噴水的沖擊力小，影響了產(chǎn)品的脫介效果。該廠在脫介篩管理方面存在如下問(wèn)題：

(1)循環(huán)水源噴嘴經(jīng)常堵塞，造成斷流，清理工作量大，產(chǎn)品帶介嚴(yán)重，并造成一定程度的污染。

(2)原煤煤質(zhì)、入洗量和粒度組成頻繁波動(dòng)，造成篩面物料時(shí)厚時(shí)薄，水量調(diào)節(jié)困難，且調(diào)節(jié)頻率高，難以達(dá)成最佳配合。

(3)水壓低，物料淋水不充分。

(4)受直接磁選工藝影響，噴水量受到磁選機(jī)處理能力的制約。

2.2.4 稀介質(zhì)的磁選回收

對(duì)于該廠而言，介質(zhì)凈化回收采用稀介懸浮液直接進(jìn)入磁選機(jī)，精礦進(jìn)入合格介質(zhì)桶復(fù)用，尾礦進(jìn)入粗煤泥回收系統(tǒng)。實(shí)踐表明，影響磁選回收效率的主要因素一是入料中非磁性物和磁性物含量相對(duì)大??；這一點(diǎn)主要受進(jìn)入稀介段合格懸浮液量和噴水量的大小以及入料中—0.5mm煤泥含量的大小，竄入稀介段合格介質(zhì)懸浮液量如果過(guò)大，受磁選機(jī)固有效率的限制，就會(huì)增加尾礦中介質(zhì)的絕對(duì)流失；如果入料中非磁性物的含量太大，會(huì)增加入料的粘度，大量的煤泥顆粒在磁場(chǎng)選別區(qū)中會(huì)阻礙介質(zhì)顆粒磁有效回收；有關(guān)數(shù)據(jù)表明，非磁性物含量不超過(guò)10%為宜。二是磁選機(jī)本體的固有工藝性能和結(jié)構(gòu)特性。

加強(qiáng)磁選機(jī)的管理是降低介質(zhì)消耗的重要途徑，在介質(zhì)懸浮液回收與凈化流程中，磁選機(jī)工藝性能的優(yōu)劣，對(duì)介質(zhì)能否有效回收，保持重介分選體系的介水平衡起著不可忽視的作用，從而直接影響洗煤生產(chǎn)的連續(xù)性、穩(wěn)定性，直接制約精煤產(chǎn)率和分選效率能否提高。

3 該廠采取的降介措施

該廠通過(guò)對(duì)整個(gè)重介系統(tǒng)影響介耗的各個(gè)環(huán)節(jié)認(rèn)真分析討論后，采取了一系列的措施，如表1所示。

4 經(jīng)濟(jì)效益分析

通過(guò)這一系列措施的實(shí)施，該廠的噸煤介耗由6.9kg達(dá)到2kg以下，取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益，簡(jiǎn)單概算如下：

按年入洗量180萬(wàn)噸，介質(zhì)價(jià)格1100元/噸計(jì)，一年獲得的效益為：（6.9-2）kg/t×1800000t/a×1100元/t×10-3kg/ t=970.2萬(wàn)元。

5 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，大型三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器在國(guó)內(nèi)得到推廣和應(yīng)用，分選技術(shù)和工藝日趨成熟，分選精度和效率大大提高。重介選、大型化、模塊設(shè)計(jì)和集中控制成為當(dāng)前選礦技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。對(duì)于現(xiàn)代選煤廠，提效和降耗是加強(qiáng)企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理，不斷提高經(jīng)濟(jì)效益的兩個(gè)重要組成部分。

降低介質(zhì)消耗是一個(gè)系統(tǒng)工程，必須將加強(qiáng)選煤廠的經(jīng)營(yíng)管理、完善工藝流程、提高分選精度和效率緊密聯(lián)系起來(lái)，同時(shí)降低介質(zhì)消耗，必須立足于充分發(fā)揮現(xiàn)有工藝、設(shè)備和技術(shù)手段的效能。應(yīng)加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)有工藝和設(shè)備的技術(shù)管理，將其脫介效能發(fā)揮到極致，這是降低介質(zhì)消耗的必然途徑。本文對(duì)弧形篩、脫介篩、磁選機(jī)和噴水效果的研究和完善，在生產(chǎn)實(shí)踐中就取得了積極的效果。

降低介質(zhì)消耗，必須加強(qiáng)人員的培訓(xùn)和管理，提高現(xiàn)場(chǎng)員工的業(yè)務(wù)技術(shù)素質(zhì)和責(zé)任水平。工藝可以?xún)?yōu)化、完善，設(shè)備可以改造、更新，制度可以制定、頒發(fā)，這些都是可變的外因，而人卻是起關(guān)鍵作用的內(nèi)因，所以，加強(qiáng)人員的培訓(xùn)和管理是落實(shí)任何工作目標(biāo)的先導(dǎo)因素。

[1]謝廣元.選礦學(xué). P178

[2]馮翠華.影響重介選煤廠介耗的因素分析.煤炭加工與綜合利用, 2005年第2期

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.06.033

包天祿(1983-6-25)，男，籍貫：甘肅省蘭州市 助理工程師，2006年畢業(yè)于中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京），現(xiàn)任唐山開(kāi)灤趙各莊礦業(yè)有限公司選煤廠生產(chǎn)廠長(zhǎng)。