耿新國，張光偉，趙國防，葛家君，翟德平，劉金明

(1.濟寧礦業(yè)集團有限公司義橋煤礦選煤廠，山東 濟寧 272000；2.海王旋流器有限公司，山東 威海 264203)

1 概 述

義橋煤礦選煤廠隸屬于濟寧礦業(yè)集團，是一座礦井型煉焦煤選煤廠，設(shè)計處理能力0.9 Mt/a，主要分選工藝為：50～1 mm粒級原煤采用無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選，1～0.25 mm粗煤泥采用FBS粗煤泥分選機處理，小于0.25 mm細煤泥采用浮選機分選。

原設(shè)計粗煤泥回收工藝為：原煤經(jīng)預(yù)先脫泥篩進行1 mm脫泥處理后，篩下煤泥水經(jīng)旋流器進行分級處理，旋流器底流自流進入1臺FBS粗煤泥分選機，F(xiàn)BS粗煤泥分選機溢流與精煤磁尾煤泥水混合后，經(jīng)煤泥水旋流器、弧形篩和煤泥離心機進行脫水、脫泥處理后，成為粗精煤泥產(chǎn)品；旋流器溢流、弧形篩篩下水、煤泥離心機濾液進入浮選系統(tǒng)；FBS粗煤泥分選機底流經(jīng)弧形篩和高頻篩處理后，摻入洗混煤產(chǎn)品；弧形篩和高頻篩篩下水進入濃縮機進行濃縮處理。工藝流程如圖1所示。

圖1 義橋煤礦選煤廠原設(shè)計粗煤泥回收工藝流程

2 存在問題

義橋煤礦選煤廠原粗煤泥處理工藝存在如下問題：

(1)精煤泥弧形篩的篩分效率較低，無法保證脫泥降灰效果，導(dǎo)致粗精煤灰分超標，并存在波動較大的問題。據(jù)試驗分析可知，弧形篩篩上灰分高達14.90%(表1)，遠高于現(xiàn)場合格精煤產(chǎn)品指標要求，從而造成了重介精煤為粗精煤泥“背灰”的問題。

(2)精煤泥弧形篩存在嚴重的篩下跑粗問題，導(dǎo)致部分灰分指標合格的大于0.25 mm粒級粗煤泥進入浮選系統(tǒng)，不但造成了重復(fù)分選問題，提高了浮選成本，而且顆粒較粗，易損失至尾煤產(chǎn)品中，也在一定程度上導(dǎo)致了精煤產(chǎn)率的損失[1-2]。

義橋煤礦選煤廠精煤泥弧形篩入料及產(chǎn)品的粒度組成數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 弧形篩入料及產(chǎn)品粒度組成分析

分析表1數(shù)據(jù)可知，精煤泥弧形篩入料中隨粒度減小，灰分呈升高趨勢，高灰粒級為0.15～0.074 mm和小于0.074 mm粒級，含量分別為17.42%和15.89%，灰分分別為35.75%和59.01%，若將小于0.15 mm粒級高灰細泥高效脫除，即可獲得灰分小于10.0%的合格粗精煤泥產(chǎn)品。

由弧形篩篩上產(chǎn)品篩分數(shù)據(jù)可知，篩上產(chǎn)品灰分高達14.90%，其中小于0.15 mm粒級含量可達18.05%，累積灰分高達43.48%，這部分高灰細泥是導(dǎo)致粗精煤泥灰分超標的主要原因。

由弧形篩篩下產(chǎn)品篩分數(shù)據(jù)可知，篩下產(chǎn)品中存在跑粗問題，其中大于0.25 mm粒級含量可達27.95%，累積灰分為6.81%；大于0.5 mm粒級占比4.0%，該部分物料灰分合格，進入浮選系統(tǒng)存在重復(fù)分選的問題，也存在超過浮選機分選上限而進入尾煤產(chǎn)品的精煤損失問題。

3 技改方案

由上述分析可知，粗煤泥回收系統(tǒng)存在的主要問題是精煤泥弧形篩篩分效率較低導(dǎo)致的，粗精煤泥灰分難以保證，且篩下存在較嚴重的跑粗問題。因此，粗煤泥的精細分級是系統(tǒng)技改的優(yōu)化方向[3-4]。

為解決上述問題，義橋煤礦選煤廠采用ZKJ1408-D3疊層高頻振動細篩對精煤泥弧形篩進行了替換。相對于弧形篩而言，ZKJ1408-D3疊層高頻振動細篩具有篩分效率更高的優(yōu)點，可以高效脫除高灰細泥，穩(wěn)定粗精煤泥指標，從而解決重介質(zhì)精煤為粗精煤泥的“背灰”問題。

技改后的工藝流程如圖2所示。

圖2 義橋煤礦選煤廠技改后的粗煤泥回收工藝流程

4 ZKJ-D疊層高頻振動細篩介紹

ZKJ-D疊層高頻振動細篩為多路并聯(lián)式高頻振動篩，主要由礦漿分配器、布料箱、激振電機、篩網(wǎng)、篩機主體、篩上、篩下集料漏斗、造漿裝置等幾部分組成[4]。正常作業(yè)時，礦漿通過礦漿分配器均勻分配至布料器后給入篩面，在激振電機帶動的高頻振動以及二次造漿作用下，實現(xiàn)粗細物料分級，各層篩上物和篩下物分別匯入各產(chǎn)品收集漏斗。

采用疊層高頻振動細篩替代弧形篩回收粗煤泥的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面[5-7]。

(1)篩分效率高。獨特的給料方式和篩網(wǎng)設(shè)計在保證疊篩處理能力的同時，2個強力激振電機，可產(chǎn)生的激振加速度約為普通高頻篩的2倍，其分級效率得到大大提升。

(2)空間利用率高、噪聲低。疊層高頻振動細篩采用5路并聯(lián)給礦布置方式，設(shè)備占地面積小，空間利用率高。同時，全封閉式振動結(jié)構(gòu)和浮動式篩框大大降低了篩框的動力負荷，固定安裝時需要考慮的基礎(chǔ)承載動負荷較小，保證了距設(shè)備本體1 m 處的震動噪聲可控制在83 dB以下，大大降低了噪音危害。

(3)低能耗、便于維護。柔性耐磨聚氨酯篩網(wǎng)使用壽命約為普通金屬篩網(wǎng)的8～10倍，設(shè)備運行維護簡單，維護周期長。設(shè)備配備的激振電機裝機功率僅為2×3.2 kW。

5 技改效果

采用ZKJ1408-D3疊層高頻振動細篩替換弧形篩后，成功解決了弧形篩使用期間的篩上跑水及篩下跑粗問題，篩上灰分可穩(wěn)定在9.0%左右，篩下灰分在55%以上。疊篩入料及產(chǎn)品的粒度組成如表2、表3所示。

表2 疊篩入料粒度組成分析

表3 疊篩篩上、篩下產(chǎn)品粒度組成分析

由表3可知，技改后，ZKJ1408-D3疊層高頻振動細篩與原弧形篩相比較，篩上產(chǎn)品中小于0.15 mm粒級含量由18.05%降低至3.25%，篩下大于0.25 mm粒級含量由27.95%降低至4.55%，極大地降低了浮選入料中粗粒級占比，為浮選創(chuàng)造了良好的入料條件。

根據(jù)GB/T 15716—2005《煤用篩分設(shè)備工藝性能評定方法》[8]，計算可得原系統(tǒng)精煤泥弧形篩和ZKJ1408-D3疊層高頻振動細篩的篩上、篩下產(chǎn)品產(chǎn)率、分級效率等指標，見表4。

表4 原精煤泥弧形篩工藝性能評定

經(jīng)技改后，ZKJ1408-D3疊層高頻振動細篩的分級效率較原精煤泥弧形篩提高了43.92%，在入料灰分升高的前提下，篩上產(chǎn)品灰分降低了6.81%，篩下產(chǎn)品灰分也由原來的27.91%提高至58.94%。由此可知，ZKJ1408-D3疊層高頻振動細篩在義橋煤礦選煤廠粗煤泥脫泥降灰工藝中運行效果良好[9-10]。

6 效益分析

義橋煤礦選煤廠針對粗煤泥回收系統(tǒng)存在的問題，采用ZKJ1408-D3疊層高頻振動細篩替換了脫泥降灰效果較差的弧形篩，有效降低了粗精煤泥的灰分指標，徹底解決了重介系統(tǒng)的“背灰”問題，降低了大于0.25 mm粒級粗煤泥的入浮量，降低了浮選成本，提高了現(xiàn)場的精煤產(chǎn)率和經(jīng)濟效益。

據(jù)現(xiàn)場統(tǒng)計可知，經(jīng)技改后，義橋煤礦選煤廠的精煤產(chǎn)率較技改前約提高了2.0%，按設(shè)計能力0.9 Mt/a計算，則每年可多回收精煤量為：0.9Mt/a×2.0%=1.80萬t/a，精煤與中煤差價按400 元/t計算，則該技改項目每年可創(chuàng)造效益：1.80萬t/a×400元/t=720萬元/a，技改經(jīng)濟效益顯著。

7 結(jié) 語

義橋煤礦選煤廠針對原粗精煤泥弧形篩分級效率低、粗精煤泥灰分超標且不穩(wěn)定的問題，采用ZKJ1408-D3疊層高頻振動細篩對其進行了替換。ZKJ-1408-D3疊層高頻振動細篩的應(yīng)用，實現(xiàn)了粗精煤泥的精細分級，有效降低了粗精煤泥的灰分，提高了綜合精煤產(chǎn)率，提升了企業(yè)的經(jīng)濟效益。