洗煤廠降低重介質損耗率的研究與實踐

摘 要：重介質損耗率高是當前重介選煤廠面臨的普遍問題，重介質損耗率高不僅會影響產品質量，降低分選系統的穩定性，對于提高選煤廠經濟效益也極為不利。以某選煤廠為研究對象，分析了重介質損耗的主要原因，并有針對性的從設備改造、重介質管理和優化重介質添加方式等方面給出了降低重介質損耗率的措施。實踐證明，通過這些措施的實施，該選煤廠重介質損耗率降低了42%，降耗效果顯著。

關鍵詞：選煤廠；重介質；損耗率；措施

重介質選煤技術因具有技術成熟、操作簡單、原煤適應性強、分選效率高等優點在我國選煤廠應用比重逐漸加大[1-3]。但是，很多重介選煤廠存在重介質損耗高等問題，重介質損耗率高不僅影響產品質量和分選系統的穩定性，對于提高選煤廠的綜合經濟效益和現代化管理水平也極為不利[4-5]，故如何降低重介質損耗率一直是重介選煤廠技術人員的研究重點。在研究重介質損耗時認為，重介質消耗主要原因是重介質回收率低引起，同時在重介質的運輸、儲存和管理過程中也會造成部分重介質損耗。某重介選煤廠設計原煤處理能力為120萬噸/年，在投產初期重介質消耗量僅為1.8kg/t，隨著井下原煤煤質的改變及設備使用年限的增加，近期重介質消耗量基本穩定在3.1kg/t左右，有時甚至可達4kg/t，重介質損耗率高已經成為了影響該選煤廠節支降耗的重要因素，也不利于應對當前煤炭疲軟形式。鑒于此，決定組織技術人員對該選煤廠高重介質消耗率進行分析，并提出有效解決方案。

1 選煤廠概況

該選煤廠設計原煤處理能力為120萬噸/年，是一座動力煤礦井型選煤廠，入選產品主要為煙煤和貧煤。該選煤廠分選工藝較為常見：塊煤重介質斜輪分選+末煤重介質旋流器分選+粗煤泥TBS干擾床分選機分選+煤泥浮選+煤泥水離心、壓濾回收煤泥。其中，100～13mm粒度級原煤進入斜輪分選機分選，13～2mm粒度級原煤進入重介質旋流器進行分選，2～0.25mm粒度級物料進入TBS分選機進行分選，0.25～0mm粒度級物料進入浮選機進行分選，通過分選所得產品主要有80～10mm粒度級塊煤、13～0mm粒度級末精煤和10～0mm粒度級末原煤。該選煤廠在投產初期，重介質損耗率僅為1.8kg/t左右，近年來隨著入選礦井原煤煤質等因素的改變，重介質損耗率持續增加，目前基本穩定在3.1kg/t左右，偶爾會高達4.0kg/t，重介質損耗率高已成了阻礙選煤廠節支降耗的重要因素。

2 高介質消耗原因探析

為了掌握該選煤廠重介質高損耗率的根本原因，技術人員對分選流程各個環節進行監控和取樣分析，認為引起該選煤廠分選過程中重介質損耗率居高不下的主要原因有以下幾個方面。

2.1 入選原煤煤質差

隨著礦井開采強度的不斷增加，原優質煤層已經開采殆盡，礦井主要開采戰場已經轉至賦存不穩定的薄及中厚煤層區域，該區域煤層含矸量高。矸石含量較高的原煤難以適應現有的選煤工藝，其原因是矸石的存在容易造成重介質旋流器二段底流口出現經常性的堵塞，造成重介質旋流器分選異常，引起重介質損耗率增加。

2.2 重介質質量和管理不達標

分選實踐表明，重介質選煤有效分選所需重介質密度應保證在4.25～4.50g/cm3，磁性物質質量分數應達到90%左右，0.074～0mm粒度級的磁性物質應不低于85%。為了掌握該選煤廠重介質質量，通過試驗分析可知所用重介質磁性物質含量為95.6%，0.074～0mm粒度級的磁性物質含量僅為75.4%，由此可知0.074～0mm粒度級的磁性物質含量不達標；同時，重介質含水量測試結果表明，重介質水分Mad約為10.7%，水分含量較高，在貯存和使用時發現重介質結團現象嚴重，不利于重介質的添加和管理，也易造成分選過程的不穩定。另外，重介質在運輸過程中采用裝載機推運，在裝運過程中會因地表雜質的存在造成重介質污染，一定程度地降低了重介質質量。

2.3 脫介設備脫介效果差

該選煤廠脫介設備主要由弧形篩、振動脫介篩和磁選機。在設備脫介過程中發現，脫介篩脫介效果差的原因主要是噴水管位置、噴水壓力和水量設計不合理，篩板篩縫寬度設計不合理。磁選機在應用初期磁性物質回收率可達99.5%以上，但是目前磁選機磁性物質回收率僅為95.2%左右，磁選效果較差。

2.4 介質添加方式不合理

選煤廠介質添加方式為人工添加、水管稀釋，這樣容易造成分選懸浮液重介質密度不均勻，水管稀釋又容易造成重介質濃度偏低，一定程度地致使合格介質桶液位和分流量加大，最終造成磁選機處理量增加，在此過程中容易造成重介質隨產品和尾礦流失，這也是造成該選煤重介質損耗率偏高的主要因素。

3 降低介質消耗的主要途徑

3.1 設備改造

考慮到礦井原煤煤質的改變易造成重介質旋流器二段底流口堵塞，故可通過適當增加底流口寬度來避免底流口堵塞；現場發現，脫介篩噴嘴位置較高，且水壓和水量偏小，不容易將附著于脫介篩的重介質沖掉，故根據實際適當降低噴嘴位置，降低噴嘴孔徑，增加篩網孔徑為0.75mm，布置篩面擋板，并保證水壓為0.2～0.3MPa，同時將原順煤流噴灑方向改為逆煤流噴灑方向以增加噴灑范圍。為了提高磁選機脫介效果，適當改變磁選機磁偏角和磁選機槽體間間隙，同時根據煤泥含量合理控制磁選機入料濃度。

3.2 加強管理

鑒于重介質質量達標是確保重介質有效分選的基礎，故應采購合格的重介質，重點保證重介質磁性物質粒度組成、質量分數和重介質含水量等指標。積極改善重介質儲存、運輸和管理環境，減少因管理原因引起的重介質損耗。另外，應加強管路的檢修和巡查，盡量避免管路出現“跑、冒、滴、漏”現象，加強重介質管理考核。

3.3 優化添加方式

鑒于原重介質添加方式不合理，故決定采用磁選尾礦水回介質庫進行沖洗，這樣可以一定程度地改善重介質懸浮液穩定性，同時也有效保證了合格介質通的液位，降低了分流量和磁選機處理負荷。另外，增加同位素密度計來監測重介質密度，這樣可實時掌握重介質懸浮液密度以便于及時對密度進行調整，這不僅有利于降低重介質損耗，同時也可一定程度地增加分選效果。

4 效果分析

通過對選煤廠流程各個環節的監測和采樣分析，掌握了引起該選煤廠重介質消耗率高的主要因素，并提出通過設備改造、加強重介質管理和優化重介質添加方式等措施來降低重介質損耗率。通過這些措施的實施，選煤廠重介質消耗已降低1.81kg/t，較措施實施前的3.1kg/t降低了約42%。重介質消耗率的降低也有效地保證了重介分選流程的穩定性，提高了產品各項指標，對于提高選煤廠綜合經濟效益奠定了基礎。

參考文獻

[1]李彪.重介質選煤廠降低介耗的探討[J].現代礦業，2009（3）：109-111.

[2]陶東.不連溝選煤廠降低介耗的措施[J].潔凈煤技術，2012，18（2）：20-22.

[3]寧建軍.重介質選煤廠降低介耗的措施[J].潔凈煤技術，2013，19（3）：30-33.

[4]衡玉華，劉占榮.公烏素洗煤廠降低介耗經驗談[J].選煤技術，2009（1）：40-41.

[5]張云生，郝春建，吳林，等.城郊選煤廠超低介耗選煤研究與實踐[J].煤炭工程，2013（11）：69-71.

作者簡介：杜萬磊（1987，12-），男，河北邢臺人，碩士研究生，助理工程師，現從事煤炭管理工作。