麻家梁選煤廠降低介質消耗的研究與實踐

賈懷軍

（大同煤礦集團大地選煤工程有限責任公司，山西 大同 037003）

介質消耗量是衡量選煤廠工藝水平和管理水平的重要指標，也是提高選煤廠經濟效益的重要環節。我國相關標準［1］中規定，在重介質選煤過程中，入選1 t原煤的磁鐵礦粉的技術耗量塊煤系統為0.2～0.3 kg;末煤系統為0.5～1.0 kg，但在實際生產中往往有不少選煤廠會超出這個標準。由于介質價格高，生產消耗量大，因而介耗大直接影響選煤廠經濟效益。為了實現節支降耗，各選煤廠均需對介質流程進行全面檢查評定，對各項數據指標進行研究分析，找出介耗大的主要原因，并采取有效方法和舉措來降低介質消耗，從而降低生產成本，增加企業經濟效益。

1 概況

麻家梁選煤廠是一座設計處理能力為12.0 Mt/a的動力煤選煤廠，生產采用50～13 mm粒級塊煤重介淺槽分選、13～1.5 mm粒級末煤三產品重介旋流器分選，1.5～0.15 mm粒級粗煤泥螺旋分選機分選、＜0.15 mm粒級細煤泥加壓過濾機+快開式隔膜壓濾機聯合脫水回收的生產工藝。麻家梁選煤廠入選原煤煤種為長焰煤，其煤質較脆，在洗選過程中易碎，導致末煤含量較高，從而使振動篩脫介不夠充分;同時產生的次生煤泥又使稀介桶中煤泥含量過高，以致粗煤泥在稀介磁選機滾筒下堆積嚴重，導致磁選效率降低，介耗加大。在實際生產中，麻家梁選煤廠塊、末煤系統綜合介耗高達2.0 kg/t。

2 介耗大原因分析

介質消耗損失包括技術損失和管理損失。為了找出介質消耗量大的主要原因，選煤廠對介質流程進行了全面檢查，對磁鐵礦粉質量進行了檢測，并對篩分設備和磁選設備的工藝效果進行了檢查評定，以綜合分析介耗大的主要原因。

2.1 磁鐵礦粉指標對介耗的影響

選煤廠介質消耗與介質的真密度、磁性物含量、粒度和水分的大小存在密切的關系:介質的真密度越大，介耗越小;磁性物含量越高、細微粒含量越大，介耗越小;介質水分越大，介耗越高。

根據集團公司下達的關于磁鐵礦粉技術指標要求:分選塊煤時，介質中＜0.074 mm粒度級含量必須達到85%以上;分選末煤時，介質中＜0.044 mm粒度級必須達到85%。結合塊、末煤分選對重介質的質量要求，并通過多年的實驗摸索，本著介質費用和消耗最低的原則，麻家梁選煤廠重介質選用的磁性物含量指標為:＜0.063 mm粒度級含量必須達到85%以上，磁性物含量＞95%，水分＜8%。

2.2 設備工藝效果評定

為了找出介耗大的主要工藝環節，根據產品數質量流程圖，按數量比例對各產品進行了采樣、縮制，并測定了磁性物含量。按照GBT18711—2002《選煤用磁鐵礦粉試驗方法》［2］，對現使用的介質進行了化驗分析，經過多次測定取平均值，得到表1所示的測定結果。

表1 各產品帶介匯總表Table 1 Medium consumption results of each product

從表1結果可以看出，細煤泥和精煤產品帶介比較嚴重。

由于選煤廠磁選尾礦全部進入煤泥水系統，細煤泥帶介多說明磁選機磁選效果比較差，因此對磁選機進行了效果評定。

首先，對磁選機的入料、精礦和尾礦進行采樣，測定其中磁性物的含量，計算出磁選效率ηms與磁性物回收率εc，用以評價磁選機工藝效果。磁選效率ηms與磁性物回收率εc計算公式為:

式中:ηms為磁選效率，%;Mα為磁選入料中的磁性物含量，以占磁選入料的百分數表示，%;Mβ為磁選精礦中的磁性物含量，以占磁選精礦的百分數表示，%;Mθ為磁選尾礦的磁性物含量，以占磁選尾礦的百分數表示，%。

根據相關技術資料顯示［1］，磁選效率和介質回收率應分別達到99% 和99.8%。當Mβ一定時，ηms隨Mα的增大而減小;當入料濃度一定時，ηms隨Mβ的減小而減小。由表2中的數據可以看出，磁選機磁選效率和介質回收率均未達標，且各產品磁性物含量不穩定。因此可以肯定，磁選機磁選效率差、介質回收率低是介耗高的主要原因。

表2 磁選機設備工藝效果試驗報告表Table 2 Test results of technology effect of magnetic separator %

對于精煤產品帶介，分析認為主要原因是，由于入選原煤雜物較多，雜物中以尼龍絲為主，導致固定篩、脫介篩篩板篩縫堵塞嚴重 (圖1)，致使合介段介質回收量降低，稀介質濃度增大，最終導致精煤脫介篩上精煤產品帶介嚴重。

圖1 被雜物堵塞的脫介篩篩板Fig.1 Medium draining screen plate blocked by the waste

2.3 其他影響

(1)麻家梁選煤廠入選原煤煤種為長焰煤，其煤質較脆，在洗選過程中易碎，致使脫介不夠充分;同時由于產生的次生煤泥較多，使介質煤泥含量增大，生產中需加大分流量，從而增加了磁選機的工作負荷，導致磁選機的磁選效率和回收率降低，介耗增大。

(2)選煤廠精煤脫介篩均為雙層篩，二層噴水嘴經常堵塞，噴水不足，影響脫介篩脫介效果。

(3)選煤廠煤泥量大且水質較差，水體呈暗紅色，為了改善煤泥沉降效果和水質，生產中聚丙烯酰胺和聚合氯化鋁用量比較大，導致循環水粘度增大，影響了脫介篩脫介效果。

3 解決措施

3.1 嚴把介質質量關

介質質量問題引起了公司和廠領導的高度重視，因此對于采購進廠的磁鐵礦粉，由技術室、經營室、化驗室三個部門聯合對磁鐵礦粉的粒度、磁性物含量、水分進行嚴格把關，不合格者一律拒收。

通過嚴格檢測，多方把關，目前入廠介質合格率達到了100%。

3.2 增加磁選機的入料穩定性

現場調查發現，磁選機的入料是由泵直接給入，常出現沒有溢流或溢流太大而“翻花”的現象，入料非常不穩定。經過一個階段的研究和摸索，選煤廠在磁選機和稀介泵中間增設了一個穩流箱 (圖2)，當稀介流量較大時，可以在穩流箱內部獲得一個緩沖，避免由于進料過多而造成的磁選效率低下的問題。在生產中，稀介懸浮液由泵給入穩流箱中緩沖，當穩流箱充滿稀介懸浮液后，溢出的懸浮液則可經溢流口回流至稀介桶，從而使入料的穩定性大大提高，確保了磁選機能夠正常工作。

圖2 磁選機和稀介泵中間增設的穩流箱Fig.2 The additional steady flow box between magnetic separator and dilute medium pump

改造后，對磁選機的磁選效率與回收率進行了測定，結果如表3所示。由表3可見，與改造前相比，改造后磁選效率提高了21.87個百分點，磁性物回收率提高了6.79個百分點，雖然尚未達到規定指標，但是極大降低了介質消耗。

表3 磁選機設備工藝效果試驗報告表Table 3 Test results of technology effect of magnetic separator %

3.3 嚴控雜物

對于入選原煤中尼龍絲類雜物較多而堵塞篩板的問題，經追根溯源地了解發現，主要是由于井下運輸項目部為了降低成本采用了劣質膠帶，劣質膠帶“刷邊”磨損嚴重，掉落后即混入原煤，從而造成原煤中雜物較多。

通過協商，礦方加大對井下運輸項目部的監管力度，使得原煤中尼龍絲類雜物得到了有效控制，從而使篩板堵塞現象大為減少。

3.4 加強設備管理

在設備管理方面，選煤廠做到了以下幾方面:加大了對密度計、液位計、灰分儀的監管力度，確保這些檢測設備的準確性;定期檢查清理脫介篩篩板，保證脫介篩脫介效率;經常檢查磁選機槽體，以防煤泥聚積和堵塞現象;合理控制分流量，以減輕磁選機工作負荷，保證磁選效果;加強預防性檢修，減少事故停車。

4 經濟效益

通過采取以上一系列措施，麻家梁選煤廠介耗得到有效降低。據統計，2015年11月麻家梁選煤廠噸原煤介耗降至1.35 kg，與之前相比降低了0.65 kg，降耗措施成效顯著。麻家梁選煤廠年處理原煤量為1200萬t，磁鐵礦粉按照650元/t計算，則每年可節約介質成本507萬元，經濟效益相當可觀。

［1］歐澤深.重介質選煤技術 ［M］.徐州:中國礦業大學出版社，2006.

［2］GBT18711—2002選煤用磁鐵礦粉試驗方法 ［S］.

［3］陶曉光.選煤廠技術檢查 ［M］.北京:煤炭工業出版社，2007.

［4］路邁西.選煤廠技術管理 ［M］.徐州:中國礦業大學出版社，2004.

［5］謝廣元，張明旭，邊炳鑫.選礦學 ［M］.徐州:中國礦業大學出版社，2001.