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重介質(zhì)選煤具有分選精度高、對(duì)原煤適應(yīng)性強(qiáng)、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn),已成為選煤首選技術(shù)。三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器是重介質(zhì)選煤中廣泛應(yīng)用的分選設(shè)備,精煤是選煤廠質(zhì)量管理的核心,因此,降低三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器中煤中的精煤損失,實(shí)現(xiàn)精煤回收率最大化是提高選煤廠經(jīng)濟(jì)效益的主要途徑。三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器選煤中,中損不僅造成資源浪費(fèi),還因中損粒度很細(xì)(中煤中所含精煤粒度一般小于1.0mm),在中煤中含量大時(shí)會(huì)造成中煤脫水脫介困難,導(dǎo)致介耗增大。因此降低中損尤為重要。由于中煤發(fā)熱量偏低,返選意義不大,這部分精煤得不到有效利用而損失。

目前,大部分對(duì)中損的研究主要集中在對(duì)旋流器結(jié)構(gòu)的分析、改進(jìn),筆者提出了降低選煤中損的控制措施及改進(jìn)方案,以期增加精煤產(chǎn)量,提高分選效果,提升選煤廠經(jīng)濟(jì)效益。

1 選煤中損原因分析

三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選不同煤種時(shí),都存在中損現(xiàn)象,可能原因有:①旋流器內(nèi)襯磁塊脫落、二段入料口變大、一段溢流口尺寸有問題等。②密度調(diào)整不合理,造成中煤灰分低,中損過高,實(shí)際回收率比理論回收率低很多。③分選密度δ±0.1含量高,一般旋流器可分選極難選煤(密度臨界物大于40%),但如果密度臨界物過高,也會(huì)影響旋流器分選,造成中損過高。

以山西長治4個(gè)三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器選煤廠為例可知,三產(chǎn)品有壓和無壓重介質(zhì)旋流器在分選貧煤和貧瘦煤時(shí),都存在不同程度的中損。結(jié)合現(xiàn)場情況,筆者認(rèn)為存在中損的原因主要有3種,即錯(cuò)配物損失,懸浮液煤泥量過大導(dǎo)致中損,旋流器離心率不足或給煤量過大導(dǎo)致中損。

1.1錯(cuò)配物損失

選煤中產(chǎn)品錯(cuò)配的物料稱為錯(cuò)配物,錯(cuò)配物是指分選或分級(jí)時(shí),混入各產(chǎn)品中非規(guī)定成分的物料。錯(cuò)配物的損失是指任意密度處重產(chǎn)品中小于該密度的物料質(zhì)量分?jǐn)?shù),這部分低密度物料如果在中煤,就是精煤錯(cuò)配至中煤中,這部分精煤就是中損。實(shí)際生產(chǎn)中精煤進(jìn)入中煤的現(xiàn)象,就是輕產(chǎn)物錯(cuò)配到重產(chǎn)物中,若想降低中損,就要采取措施減少錯(cuò)配。

1.2懸浮液煤泥量過大導(dǎo)致中損

《選煤廠設(shè)計(jì)手冊(cè)》規(guī)定,重介質(zhì)選煤懸浮液的容積濃度為15%-35%,容積濃度是指懸浮液中懸浮質(zhì)的體積占整個(gè)懸浮液體積的百分?jǐn)?shù)。不同密度的工作懸浮液中煤泥含量最大允許值見下表。

由表可知,低密度分選時(shí),懸浮液允許煤泥量較高,以1.40g/cm³為例,煤泥量可達(dá)60%。當(dāng)煤泥量為60%時(shí),分選效果不一定最好,需要通過合適的分流排除循環(huán)懸浮液中多余煤泥,以保證懸浮液的穩(wěn)定性。若分流不及時(shí),會(huì)造成煤泥量急劇加大,懸浮液黏度增大,不利于細(xì)顆粒物料的分選,這是造成中損升高的主要原因。入選原煤粒度偏小或分流量不夠,都會(huì)造成懸浮液黏度偏高。

山西長治遠(yuǎn)騰選煤廠入選摻有煤泥的原煤時(shí),分選密度為1.56g/cm³,由于生產(chǎn)過程中分流量不夠,造成煤泥量急劇增大,突破60%,分選紊亂,大部分精煤出現(xiàn)在中煤篩上,中損在50%左右,最后停煤,循環(huán)懸浮液,通過打分流并補(bǔ)加新介質(zhì),將煤泥量降至20%左右,生產(chǎn)恢復(fù)正常。因此懸浮液煤泥量過大會(huì)增大中損含量。

1.3旋流器離心率不足或給煤量過大導(dǎo)致中損

物料在三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器內(nèi)的分選過程,主要取決于物料的密度及旋流器內(nèi)部的離心力場和密度場,這三者是決定顆粒成為精煤或中煤的主要原因。三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器離心力不足,易導(dǎo)致一些鄰近密度的精煤損失到中煤。文獻(xiàn)認(rèn)為提高入介壓力能改善中煤帶精的問題。

另外,給煤量太大,超出三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的處理能力,特別是精煤管的通過能力,也可造成旋流器中煤帶精。因此應(yīng)控制入選量,提高分選效果。

2選煤中損控制及改進(jìn)方案

2.1降低錯(cuò)配物含量和煤泥量

增大中煤脫介弧形篩篩縫,保持合適的分流量。禹州龍屯礦原煤煤泥含量在50%左右,在河南天元選煤廠無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器入選時(shí),中損達(dá)到10%左右,生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn),中煤弧形篩0.75mm調(diào)頭后,中損驟降,達(dá)5.0%左右。針對(duì)此種現(xiàn)象,專門定制篩縫為1.2mm弧形篩,迫使小于篩縫的物料全部進(jìn)入合介桶,再次進(jìn)入系統(tǒng)分選,使已經(jīng)錯(cuò)配到中煤的精煤再次進(jìn)入系統(tǒng)分選后進(jìn)入精煤系統(tǒng),或由浮選選出。改造后中損降至2%以下,系統(tǒng)穩(wěn)定,提高精煤回收率。

2.2降低分配誤差

增加中煤篩下合介段,保持合適的分流量。河南天元選煤廠中煤段改造前后如圖所示。

中煤弧形篩磨損較快,會(huì)提高中損,因此,增加了中煤合介段,通過控制分流量,保證介質(zhì)中非磁性物含量滿足分選要求,保持懸浮液穩(wěn)定,將篩下直接進(jìn)入磁選機(jī)的部分物料改至合介桶,再次隨懸浮液進(jìn)入旋流器分選,使分配至中煤段的精煤再次進(jìn)入精煤段,降低了精煤的分配誤差,中損始終保持在2%以下,介質(zhì)消耗也能控制在0.8kg/t。

3經(jīng)濟(jì)效益分析

河南天元選煤廠針對(duì)三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器中損高的問題,采取了增大中煤弧形篩篩縫,增加中煤合介段,保持合適的分流量等改進(jìn)措施,提高了精煤產(chǎn)量,降低了介質(zhì)損耗。

河南天元選煤廠年產(chǎn)量90萬t,原煤中中煤含量為10%,改造前的中損為10%,改造后降至2%以下,每年多回收精煤7200t,按精煤價(jià)格700元/t計(jì)算,直接經(jīng)濟(jì)效益約500萬元。改造后介質(zhì)消耗由1.0kg/t降至0.8kg/t,可節(jié)省介質(zhì)180t/a,按介質(zhì)1000元/t計(jì)算,每年可節(jié)省介質(zhì)費(fèi)用18萬元。