DZSN2431三質(zhì)體高頻脫水篩在東曲選煤廠尾煤回收中的應(yīng)用

王亞偉

（西山煤電 (集團(tuán))有限責(zé)任公司東曲選煤廠，山西 古交 030200）

東曲選煤廠地處西山煤電古交礦區(qū)，1994年11月正式投產(chǎn)，歷經(jīng)改造后，核定入選能力為4.0 Mt/a，生產(chǎn)采用原煤預(yù)先脫泥無壓三產(chǎn)品重介旋流器分選+粗煤泥TBS分選+細(xì)煤泥浮選的聯(lián)合工藝流程，主要產(chǎn)品為12級瘦精煤和動力煤，主要銷往鋼鐵、焦化、電廠等企業(yè)。由于東曲選煤廠入選原煤中煤泥含量大 (平均在20%以上)、煤質(zhì)易碎且易泥化 (＜0.045 mm粒級細(xì)泥含量高)，導(dǎo)致實際生產(chǎn)中浮選系統(tǒng)和尾煤回收系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，回收能力不足且回收率低，經(jīng)常出現(xiàn)尾煤濃縮機(jī)運行電流高被迫停止洗選等待尾煤濃縮回收的情況。為保證選煤生產(chǎn)的正常進(jìn)行，該廠尾煤回收系統(tǒng)亟待改造。

1 存在問題及分析

改造前東曲選煤廠尾煤回收系統(tǒng)工藝 (圖1)為:浮選尾煤首先進(jìn)入尾煤一次濃縮機(jī)進(jìn)行濃縮，一次濃縮溢流進(jìn)入二次濃縮機(jī)，底流則打回主廠房，由主廠房內(nèi)的濃縮旋流器+立式離心機(jī) (高頻篩)回收;旋流器溢流、離心液、篩下水進(jìn)入沉降離心液池，沉降離心液池物料一部分返回尾煤一次濃縮機(jī)，一部分由沉降離心機(jī)回收。現(xiàn)有回收設(shè)備存在的主要問題有:

圖1 改造前尾煤回收系統(tǒng)工藝流程圖Fig.1 The original flowsheet of tailings recovery system

(1)回收效果差。浮選尾煤采用煤泥離心機(jī)回收，然而煤泥離心機(jī)可以回收＞0.3 mm粒級的物料，對＜0.3 mm粒級物料回收效果極差，致使＜0.3 mm粒級物料基本全部進(jìn)入離心液，對尾煤的回收率較低［1］;并且煤泥離心機(jī)篩籃使用壽命較短 (約45 d左右)，剛更換的篩籃在第1星期內(nèi)篩籃縫隙較小，回收產(chǎn)品水分偏大;第2星期篩籃即發(fā)生磨損，導(dǎo)致回收率較低;在更換篩籃前后半個月，離心機(jī)的回收效果較差，基本起不到正常回收作用，停止洗煤時尾煤回收的效率更低。當(dāng)采用高頻篩回收時，在濃縮機(jī)底流濃度較大時高頻篩能形成料層，尚可回收部分＜0.3 mm粒級物料，但當(dāng)停止洗煤回收時，濃縮機(jī)底流濃度較低，高頻篩無法形成料層，根本無法回收＜0.3 mm粒級物料。系統(tǒng)中沉降離心機(jī)用于回收部分煤泥離心機(jī)的離心液和高頻篩的篩下水，沉降離心機(jī)雖原則上無回收下限，但由于該廠入選原煤和精煤產(chǎn)品種類較多，一個班進(jìn)入尾煤系統(tǒng)的物料狀況變化較大，導(dǎo)致沉降離心機(jī)入料性質(zhì)不穩(wěn)定，沉降離心機(jī)對其適應(yīng)性差，除造成設(shè)備故障以外，也致使其產(chǎn)品水分和處理量的波動較大，回收效果也不理想。

(2)回收能力不足。由于東曲選煤廠原煤易碎且易泥化，原煤中細(xì)泥含量大，導(dǎo)致尾煤回收系統(tǒng)負(fù)荷不斷增加，回收設(shè)備處理能力明顯不足。在生產(chǎn)中經(jīng)常因尾煤回收不及時而造成尾煤一次濃縮機(jī)運行電流升高，被迫停止洗煤回收尾煤的情況。即使停止洗煤后，通常也需要回收3 h以上，從而使尾煤回收設(shè)備運轉(zhuǎn)時間過長，影響檢修。

2 技術(shù)調(diào)研與改造方案

2.1 技術(shù)調(diào)研

通過調(diào)研，目前浮選尾煤預(yù)脫水、脫水工藝主要有以下5種:

(1)濃縮旋流器預(yù)脫水+煤泥離心機(jī)脫水工藝。此工藝優(yōu)點在于工藝簡單，初期設(shè)備投資低;缺點是濃縮旋流器底流濃度不穩(wěn)定，溢流有跑粗現(xiàn)象，煤泥離心機(jī)脫水效果不穩(wěn)定。

(2)振動弧形篩預(yù)脫水+煤泥離心機(jī)脫水工藝。此工藝優(yōu)點在于工藝簡單，初期設(shè)備投資低;缺點是振動弧形篩脫水效果差，易跑水，不能保證煤泥離心機(jī)入料濃度，使煤泥離心機(jī)產(chǎn)品水分偏高。特別是為了提高回收率減小弧形篩篩縫時，跑水情況更為嚴(yán)重。另外，當(dāng)振動弧形篩寬度較寬時，還易出現(xiàn)斷梁斷幫故障［3］。

(3)濃縮旋流器、振動弧形篩預(yù)脫水+煤泥離心機(jī)脫水工藝。此工藝優(yōu)點在于初期設(shè)備投資較低，能除去一定的水分;缺點是工藝較復(fù)雜，脫水效果仍不穩(wěn)定［4］。

(4)濃縮旋流器、三質(zhì)體高頻脫水篩預(yù)脫水+煤泥離心機(jī)脫水工藝。此工藝優(yōu)點是:工藝適用性強(qiáng)，不受入料濃度、粒度和入料壓力影響，濃縮旋流器和三質(zhì)體高頻脫水篩能保證入料濃度，三質(zhì)體高頻篩篩上水分一般在30%～40%，為煤泥離心機(jī)的最佳入料濃度;缺點是初期設(shè)備投資較高。

(5)濃縮旋流器預(yù)脫水+三質(zhì)體復(fù)合高頻脫水篩脫水工藝。此工藝優(yōu)點在于工藝簡單，設(shè)備投資和運行成本均較低，能保證篩上的水分;缺點是篩上物水分在20%～25%，比煤泥離心機(jī)產(chǎn)品水分 (一般在16%左右)要高。

以上幾種工藝中，后兩種是伴隨著三質(zhì)體高頻脫水篩和三質(zhì)體復(fù)合高頻脫水篩的成功研制和應(yīng)用而于近兩年新興的預(yù)脫泥、脫水工藝。工藝核心設(shè)備是DZSN2431三質(zhì)體高頻脫水篩 (主要技術(shù)指標(biāo)見表1)，該篩技術(shù)特點為:①工藝適用性強(qiáng)。由于三質(zhì)體高頻脫水篩入料不受入料濃度、入料壓力、入料粒度的影響，其工藝適用性和運行穩(wěn)定性遠(yuǎn)高于濃縮旋流器;②脫水效果好。由于三質(zhì)體高頻脫水篩篩網(wǎng)開孔率高于振動弧形篩，物料在篩面上的脫水時間高于振動弧形篩，其振動頻率和振幅也高于振動弧形篩，而且有清網(wǎng)作用，所以三質(zhì)體高頻脫水篩的脫水效果要遠(yuǎn)高于振動弧形篩;③整機(jī)可靠性高。由于采用三質(zhì)體振動原理設(shè)計，篩框振幅極小，篩網(wǎng)振幅較大，所以整機(jī)可靠性高，故障率低，平時不需維修和維護(hù)，僅需三個月左右更換一次篩網(wǎng)即可;④安裝方便。由于篩框幾乎不動，對地基要求不嚴(yán)，布局簡單，安裝方便;⑤整機(jī)節(jié)能。由于振動集中在篩網(wǎng)上，參振質(zhì)量小，振動效率高，能耗僅為其他篩分設(shè)備的30%左右［5］。

表1 DZSN2431三質(zhì)體脫水篩技術(shù)特征Table1 Technical characteristics of DZSN2431 three masses high frequency sieve

2.2 改造方案

根據(jù)東曲選煤廠近幾年生產(chǎn)實際狀況，結(jié)合國內(nèi)三質(zhì)體高頻脫水篩使用情況，本著充分利用現(xiàn)有系統(tǒng)，提高尾煤回收率和工藝靈活性的原則，決定采用濃縮旋流器、三質(zhì)體高頻脫水篩預(yù)脫水+煤泥離心機(jī)脫水工藝。

具體實施為:在煤泥離心機(jī)之前增加一臺DZSN2431三質(zhì)體高頻脫水篩;在脫水篩給料前安裝四組φ 300 mm的濃縮旋流器，以去除一定的水分;旋流器入料端安裝DN200管路，與尾煤一次濃縮機(jī)底流來料主管路相接，并安裝電動閥門;旋流器溢流和三質(zhì)體高頻脫水篩篩下水經(jīng)DN300管路進(jìn)入沉降離心液池;三質(zhì)體高頻脫水篩篩上物出料口與煤泥離心機(jī)給料管路通過軟管連接，以便于離心機(jī)更換篩籃等檢修工作。改造后的尾煤回收工藝流程見圖2。

圖2 改造后的尾煤回收工藝流程圖Fig.2 The modified flowsheet of tailings recovery system

3 改造效果

改造前，由于煤泥離心機(jī)入料濃度不能保證，回收效果不好。經(jīng)過改造，在煤泥離心機(jī)前增加了三質(zhì)體高頻脫水篩，保證了煤泥離心機(jī)的入料濃度，使煤泥離心機(jī)的處理能力和回收效果得到了很大改善，并減輕了高頻篩脫水的負(fù)荷。從表2可以看出，三質(zhì)體高頻脫水篩和煤泥離心機(jī)基本上將＞0.125 mm粒級的煤泥全部回收，使生產(chǎn)中尾煤產(chǎn)品水分穩(wěn)定在17.1%左右，并且脫水產(chǎn)品灰分比入料降低了14.56個百分點。可見，三質(zhì)體高頻脫水篩和煤泥離心機(jī)組合不僅起到了預(yù)期的脫水作用，且具有良好的降灰效果。

表2 三質(zhì)體高頻脫水篩和煤泥離心機(jī)產(chǎn)品小篩分試驗結(jié)果Table 2 The sieve analysis of products from three masses high frequency dewatering screen and coal slime centrifuge%

4 經(jīng)濟(jì)效益

(1)通過對尾煤回收系統(tǒng)進(jìn)行改造，尾煤回收系統(tǒng)的處理能力得到大幅提升，尾煤回收效率大大提高，避免了因尾煤濃縮機(jī)電流高而被迫停止洗煤回收尾煤而造成的影響生產(chǎn)的問題。改造前，每月需停煤回收10次，每次回收時間1.5 h，按小時帶煤量840 t計算，改造后每年可多入選原煤:840×1.5 ×10 ×12=151200 t。

(2)改造前煤泥離心機(jī)篩籃1個月左右即需更換一次，改進(jìn)后3個月左右更換一次，三質(zhì)體高頻脫水篩篩網(wǎng)可使用3個月，篩籃單價8000元，高頻篩篩網(wǎng)單價3000元，則每年可節(jié)約配件費用:8000× ［12－ (12/3)］ －3000×12/3=52000元。

(3)改造前，停車后尾煤回收時間為3 h，改造后只需回收1.5 h即可，回收設(shè)備裝機(jī)功率約1800 kW，每度電以0.5元計，則年可節(jié)約電費:0.5×1800×10×12× (3－1.5)=108000元。

綜上可見，通過尾煤回收系統(tǒng)的改造為企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

［1］張來祥，成翠仙.東曲礦選煤廠粗煤泥回收系統(tǒng)工藝優(yōu)化 ［J］.山西焦煤科技，2007(1).

［2］楊建國，劉傳印，程曉峰，等.煤泥高效離心脫水機(jī)脫水效果的試驗研究［J］.礦山機(jī)械，2011(7).

［3］盧志明，王萬明.DZSN2825煤泥脫泥專用篩在友誼精煤公司選煤廠的應(yīng)用 ［J］.煤炭加工與綜合利用，2011(6).

［4］曹義強(qiáng)，李 明，陳 飛，等.DZSN2425型煤泥脫泥篩在五溝選煤廠的應(yīng)用 ［J］.礦山機(jī)械，2013(1).

［5］盧志明，梁金鋼，段海鵬，等.DZSN2830三質(zhì)體高頻脫泥篩的研制［J］.選煤技術(shù)，2013(6).