850／600大直徑有壓三產品旋流器在杏花選煤廠的應用

史振國

(雞西礦業集團 城山礦洗煤廠，黑龍江 雞西158100)

0 引言

選煤廠，是設計年處理能力120 萬噸礦井型、煉焦煤選煤廠。采用塊煤跳汰一末煤重介質旋流器一煤泥直接浮選聯合工藝。原設計重介分選采用3 組環形布置500／350 有壓三產品旋流器，環形旋流器單組處理量40 噸/小時，三組處理量120 噸/小時。 隨著入洗臺時量從120萬噸／年增加到200 萬噸／年以上，原來的500／350 處理量已滿足不了當前生產的需求，且故障頻發，產品質量達不到要求的指標，經集團公司批準2008 年9 月20 日我們把原來的500／350 型旋流器換為850／600 旋流器， 并對850／600 旋流器一些工藝參數進行相應技術更改后，各項指標達到正常分選要求。

1 原500／350 型旋流器存在的問題

隨著入洗臺時量的增加，原設計500／350 型旋流器組各項指標極不正常，由于該旋流器是三臺環形布置，泵給入各組旋流器壓力不穩，導致物料在旋流器內分選不正常，在保證精煤灰分前題下，中煤夾矸現象嚴重，二段旋流器密度不易調節，矸石灰分達不到要求灰分時常跑煤；入料粒度上限小，煤質塊量大時，懸浮液密度不好控制，旋流器經常堵塞，保障不了生產正常運行，給維修維護帶來負擔；數量效率低，分選時一段數量效率只有74.35%，綜合產率低，特別是對細粒物料分選效果差小于0.5mm 不能及時回收，導致浮選入料上限高，加之浮選機處理量低，大量精煤從尾礦中流失。 根據分選原理定性分析可知，要使顆粒較小的礦粒獲得較大的離心力和沉降速度，可通過采用小直徑旋流器、適當提高入料壓力及改變懸浮液流變性質等措施來實現。 但500／350 旋流器給料粒度上限小，達不到重介質旋流器擴大入選粒度范圍的要求。 只有在采用大直徑旋流器時，適當地增大入料壓力從而產生較大的離心因數，才能達到降低分選下限的要求。 種種原因表明只有把500／350 型旋流器更換成大直徑旋流器才能改變當前生產狀況，才可以為廠創造更多的經濟效益。

2 新換850／600 型旋流器工藝參數的調節

為了保證產品各項指標合格化，提高精煤產率，滿足臺時量增加的要求，多為廠創造效益，經集團公司批準我們把3 組500／350 型旋流器更換成2 組850／600 旋流器，該旋流器一段圓筒形，二段圓筒圓錐形。

850／600 型旋流器安裝后調試生產時，由于旋流器本身結構與工藝參數不適用于我廠當前情況，各項指標達不到預想結果，生產系統極不完善，從面導致畔煤中帶煤量大、矸石夾煤現象嚴重、二段分選密度不易調節。為了謀求正常分選指標，我們主要從旋流器給料壓力、旋流器結構參數二方面進行調節。

2.1 進料壓力的調節

由實踐可知，進料壓力升高進料速度變快，旋流器處理量增加，壓力越高離心力越大，因此在一定程度上增大進料壓力可以加速分選過程。但通過我們的試驗可知，隨入料壓力增大，旋流器本身濃縮作用加強。 一方面增大礦粒實際分選密度，另一方面使旋流器密度分布更加不均勻，比重控制不穩定，使精煤灰分時高時低，從而降低分選效果，因此壓力增大并不是有利的，隨壓力增大二段中煤帶精現象轉變成中煤夾矸現象，此外還會增加動力消耗、給料泵的磨損，從長遠利益上講增大給料壓力是行不通的，現在普遍發展趨勢是低壓給料。

2.2 旋流器結構參數的調節

為了進一步謀求合理化方案， 在保證入料壓力不變的情況下，能否通過改變旋流器的結構參數，以達到預期效果。 我們首先增大溢流口直徑改變底流口直徑，來增大實際分選密度。 但溢流過大造成圓柱部分溢流速度過快，影響溢流穩定，縮小底流口可以使實際分選密度增大，但底流口過小造成礦粒擠壓，使矸石易泥化部分混入中煤，或造成堵塞引起精煤損失。 實踐證明增加溢流口直徑或減小底流口直徑，雖在一定限度上可以改變分選效果，但仍有很多負面影響，調節不當分選指標極易變差。

在旋流器的直徑和錐角確定后，旋流器的容積和總長度，主要取決于圓柱部分長度。 旋流器圓柱部分長度對分選影響很大，當圓柱長時，物料停留時間長，實際分選密度高，但圓柱部分太長會使低密度產品質量遭到破壞，過短實際分選密度低，使精煤損失到底流中去。當體積同樣時錐角增大，實際分選密度增大，我們試想能否在保證低入料壓力，旋流器一段體積不變的情況下，把一段圓筒形改為圓錐形。經過資料的收集與論證， 我們把850／600 旋流器一段由圓筒形改為圓錐形，錐角10°，并加長筒體長度500am。保證入料壓力情況下，強化物料在旋流器內的分選過程，改善空氣柱狀態，從而減少了旋流器內空氣柱對分選的影響，在一段入料低壓情況下，一段分選空間不變的情況下，加速物料的分選過程，尤其是細粒的物料的分選過程；二段密度易于調節，可以保證二段分離因數正常， 使各產品指標達到正常標準，排出指標合格的中煤和矸石。

表1 改造前試樣各項指標

表2 改造后試樣各項指標

由表1、表2 可知一段旋流器由圓筒形改為圓錐形后，中煤帶精量明顯減少，二段分選過程得到改善，可以分選出較為合格的矸石產品。

3 原500／350 型旋流器組與改進后850／600 型旋流器組效果對比

我廠入洗原煤灰分在29%-40%這間， 若要求精煤灰分在9.5%-10.5%區間內，精煤理論回收率為35%-45%之間，6±0.1 含量＞40%，屬于極難選煤。

表3 500／350 型旋流器組與改進后850／600 型旋流器組效果對比

4 經濟效益計算

4.1 由表3 可知500／350 型旋流器改為850／600 型旋流器后， 精煤產率提高0.52 個百分點，若年入洗240 萬噸，多創收240 萬噸×0.52%×570 元=711.36 萬元。

4.2 通過對比可知，850／600 型旋流器比500／350 型旋流器數量效率提高10%，山原來74.5%提高到85%，矸石帶煤平均＜0.5%，綜合產率提高＞1%，中煤增盈240×0.0075×350=630 萬元。

4.3 噸煤介耗山500／350 旋流器時的2.3kg／t 降為2.0kg／t，均降幅0.3kg／t，年入洗原煤240 萬噸，則每年可節約介質0.3×2400000／1000=720t，若每噸磁鐵礦粉的價格為650 元／噸，則每年可節約材料費720×650=46.8 萬元。

改造之后每年可多為杏花選煤廠創收效益711.36＋630＋46.18=1388.16 萬元。

5 社會效益

技改后，廠可根據市場需要，靈活方便的生產灰分為9.3%-10.5%之間的各種商品煤，商品煤質量不僅大幅度提高，不僅滿足市場需求，也使用煤企業提高能源利用效率，為減少環境污染創造條件。

各產品指標滿足用戶要求，提高了綜合產率，入料粒度，處理量大有改善， 減少了浮選入料量， 使尾煤產率由原來的8.5%降至現在的6.0%，減少了對周圍環境的污染。

6 結論

經過這次500／350 型旋疏器改成850／600 型旋流器并對850／600 型旋流器各項參數調節的技術改造，杏花選煤廠各項產品指標達到用戶的要求，各項工藝參數達到標準，適應了臺時量增大等不利因數，并為以后煤質的變壞，入洗難度的加大，提供了先決條件。