PAD-2000型重力流態式礦漿預處理器應用效果分析

樸正武，江明東，宋永平，嚴寶智

(1.通化礦業(集團)公司 八寶工業園選煤廠，吉林 白山 134300；2.唐山森普工程設計有限公司，河北 唐山 064000)

PAD-2000型重力流態式礦漿預處理器應用效果分析

樸正武1，江明東2，宋永平1，嚴寶智2

(1.通化礦業(集團)公司 八寶工業園選煤廠，吉林 白山 134300；2.唐山森普工程設計有限公司，河北 唐山 064000)

為進一步提高八寶工業園選煤廠的煤泥浮選效果，提升節能減排水平，采用PAD-2000型重力流態式礦漿預處理器代替管道式煤漿預處理器，對煤漿進行預處理。介紹了重力流態式礦漿預處理器的結構、工作原理、技術特點、技術參數，并分析了其在八寶工業園選煤廠的應用效果。實踐表明：該礦漿預處理器投入使用后，煤漿預處理效果好，在入選原煤煤質不變和浮選產品指標基本相同的條件下，捕收劑和起泡劑的用量分別節省19.95%和18.37%。

礦漿預處理器；重力流態式；浮選藥劑；預處理時間

八寶工業園選煤廠位于吉林省白山市江源區砟子鎮八寶工業園內，隸屬吉林通化礦業(集團)公司，是一座設計能力為2.40 Mt/a的礦井型煉焦煤選煤廠。經多次技術改造后，原煤洗選能力達到3.00 Mt/a，洗選工藝為不脫泥、不分級無壓給料三產品重介質旋流器分選、浮選的聯合工藝。入選原煤為主焦煤,灰分在40%左右，硫含量小于0.6%，粘結指數在75%～85%之間；主要產品包括11級主焦精煤、中煤、矸石、煤泥，精煤作為冶煉原料使用，中煤作為動力煤銷往電廠，矸石供園區內的矸石電廠發電，實現了資源的綜合利用。

八寶工業園選煤廠浮選系統的煤漿預處理設備原為管道式煤漿預處理器，存在預處理時間短，浮選指標不穩定，浮選藥劑用量偏大等問題[1]，為進一步提高煤泥浮選效果，降低浮選藥劑用量，提升節能減排水平，該廠于2014年10月將管道式煤漿預處理器更換成PAD-2000型重力流態式礦漿預處理器。重力流態式礦漿預處理器投入使用后，捕收劑和起泡劑的用量分別下降19.95%和18.37%，節能減排效果顯著。

1 PAD-2000型重力流態式礦漿預處理器

1.1 結構

PAD-2000型重力流態式礦漿預處理器是由唐山森普工程設計有限公司研發的一種新型煤漿預處理設備，主要由高壓氣流引射霧化裝置和流態混合裝置組成，高壓氣流引射霧化裝置由加藥斗1和高壓氣流引射霧化器2組成，流態混合裝置由礦漿入料口3、箱體4、礦漿均分器5、流態混合單元6、出料口7、支腿8組成。高壓氣流引射霧化裝置的作用是使浮選藥劑充分分散，流態混合裝置的作用是使浮選藥劑與礦漿混合均勻。PAD-2000型重力流態式礦漿預處理器結構示意圖如圖1所示。

1—加藥斗；2—高壓氣流引射霧化器；3—礦漿入料口；4—箱體； 5—礦漿均分器；6—流態混合單元；7—出料口；8—支腿；

1.2 工作原理

壓縮空氣(0.06～0.10 MPa)經管路進入高壓氣流引射霧化器，再經噴嘴高速噴出，此時噴射室內形成負壓，并產生抽吸作用；加藥斗中的浮選藥劑被快速吸進噴射室，并在壓縮空氣體積迅速膨脹形成的“爆炸”沖擊和射流高速沖擊的雙重作用下霧化[2-3]，霧狀藥滴彌散在混合裝置箱體內。煤漿從入料口進入混合裝置箱內，礦漿均分器通過兩次溢流將其無死角地均勻分配給最上層的流態混合單元；在自身重力作用下，煤漿沿各層流態混合單元從上向下運動，運動過程中與彌散于箱內的霧狀藥滴接觸、混合[4-5]。

由于流態混合單元紊流堰的作用，煤漿運動過程中不斷地上下起伏、翻滾，紊流程度得到提高。各層流態混合單元為圓形，當煤漿從其中心向周邊運動時，接觸面積逐漸增大，流動層逐漸變薄；當煤漿從其周邊向中心運動時，接觸面積逐漸減小，流動層逐漸變厚，即煤漿在運動中不斷地擴散、聚合，形成大量二次流和渦流，紊流程度進一步提高，混合效果得到強化[6]。煤漿運動到預處理器底部后從出料口排出，進入浮選機分選。

1.3 技術特點

PAD-2000型重力流態式礦漿預處理器具有以下技術特點：

(1)設備結構簡單，本身沒有運轉部件，無噪聲，故障率低，可靠性高，維護工作量小；利用煤漿自身重力和流變特性實現其與浮選藥劑的混合，基本無動力消耗[7]。

(2)采用高壓氣流引射霧化技術對浮選藥劑進行霧化分散處理，藥劑分散效果好，霧滴粒度均勻、直徑小，可明顯降低藥劑用量[8]，一般可節省20%的浮選藥劑。

(3)以壓縮空氣作為動力源，藥劑霧化過程中所需的壓縮空氣風壓低(<0.1 MPa)，風量少(約2.0 m3/h)，動力消耗極小[9]。選煤廠現有的空氣壓縮系統余量即可滿足要求，不需要再增加空壓機等設備。

(4)粗細煤粒經過流態混合單元上的紊流堰時所受的阻力不同，低灰粗粒煤預處理時間長，能產生足夠的油膜，其與氣泡的粘附強度增大，進而使精煤灰分降低；高灰細泥隨水流漂動，預處理時間短，吸附的藥劑少，浮選選擇性高，從而使浮選完善指標變好[10]。

1.4 技術參數

PAD-2000型重力流態式礦漿預處理器主要技術參數如下：

礦漿處理能力/(m3·h-1)

500～800

筒體直徑/m

2.0

筒體高度/m

2.40

壓縮空氣壓力/MPa

0.06～0.10

壓縮空氣風量/(m3·h-1)

2.0～3.0

外形尺寸/(mm×mm×mm)

2 158×2 158×2 718

2 浮選入料性質

2.1 粒度組成

浮選生產實踐發現，八寶工業園選煤廠浮選精煤灰分控制難度較大，即使浮選藥劑用量少量增加，浮選精礦灰分也會大幅升高，致使精煤產品質量不合格，這是制約浮選尾礦灰分進一步提高的主要原因。為指導現場實際生產，提高精煤產率和回收水平，以該廠浮選入料為對象，研究其粒度組成，結果如表1所示。

表1 浮選入料粒度組成Table 1 Feed size composition %

由表1可知：入料的主導粒級為<0.045 mm粒級，產率為35.83%，且灰分較其他各粒級高很多。這部分物料比表面積大，吸附藥劑的能力強，浮選選擇性差，致使浮選入料的可浮性降低。

2.2 分步釋放浮選試驗

為研究浮選入料不同部分的可浮性，進行分步釋放浮選試驗，結果如表2所示，根據表2繪制的分步釋放浮選曲線如圖2所示。

表2 浮選入料分步釋放浮選試驗結果Table 2 Result of feed timed-release analysis %

圖2 分步釋放浮選曲線Fig.2 Curve of timed-release analysis

由表2、圖2可知：經五次精選后最終精煤的灰分仍很高，高達10.70%；從第二次至第五次的精選結果可以發現，精煤灰分降幅很小，僅下降0.48個百分點，這與生產實踐中精煤灰分不易控制的情況相吻合。

3 工業應用與效果

2014年10月完成改造工程施工與設備調試，在設備運行正常后，考察相關指標的變化情況。改造前的9月與改造后的11月浮選藥劑用量和浮選指標對比結果如表3所示。

由表3可知：PAD-2000型重力流態式礦漿預處理器投入使用后，在入選原煤煤質沒有變化，且浮選指標基本相同的情況下，噸原煤捕收劑用量下降19.95%，起泡劑用量下降18.37%，降耗效果明顯。

表3 浮選藥劑用量與浮選產品指標對比結果Table 3 Comparative result of reagent dosage and product index %

該廠每年洗選原煤2.40 Mt，按每噸原煤節省捕收劑0.014 8 kg，起泡劑0.006 1 kg計算，采用重力流態式礦漿預處理器后，每年可節省捕收劑和起泡劑的用量分別為35.52、14.64 t。目前，捕收劑和起泡劑價格分別為8 000、9 000元/t，因此每年可節約浮選藥劑成本41.59萬元。

4 結語

煤漿預處理器是浮選工藝系統中的重要設備，對浮選精煤灰分、尾煤灰分等工藝技術指標以及浮選藥劑成本等經濟指標都有重要影響。八寶工業園選煤廠采用PAD-2000型重力流態式礦漿預處理器代替原煤漿預處理器后，捕收劑用量下降19.95%，起泡劑用量下降18.37%，不但使浮選藥劑用量減少，選煤生產成本降低，選煤廠經濟效益提高，而且節約了大量石化類浮選藥劑，有力地促進了節能減排水平的提高。

[1] 趙樹彥，江明東，鄭 中，等.無動力PS型系列浮選入料預處理器的開發與應用[J].煤質技術，2011(6)：61-64.

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[3] 魏昌杰，宋云霞.XJM-KS系列浮選機礦化器的研究與應用[J].選煤技術，2015(1)：27-31.

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[7] 楊德應.浮選礦漿跌落箱[J].選煤技術，1993(2)：35-36.

[8] 周 偉，朱金波，肖 敏，等.浮選過程煤漿預處理技術的研究[J].選煤技術，2014(4)：89-92.

[9] 張立華，周國亮，朱金波，等.煤漿預處理器的綜合評述[J].選煤技術，2011(5)：65-70.

[10] 朱 東，徐初陽.煤炭粒度及表面特性對浮選效果的影響[J].選煤技術，2008(2)：21-23.

Analysis of application of PAD-2000 gravity flow type pulp preprocessor

PIAO Zheng-wu1, JIANG Ming-dong2, SONG Yong-ping1, YAN Bao-zhi2

(1.Babao Industrial Area Coal Preparation Plant, Tonghua Mining (Group), Co., Ltd., Baishan,Jilin134300, China; 2.Tangshan Senpu Engineering Design, Co., Ltd., Tangshan, Hebei 064000, China)

In order to further improve flotation effect of coal slime and enhance energy saving or emission reduction in Babao industrial area coal preparation plant, PAD-2000 gravity flow type pulp preprocessor is used instead of pipe type one.Introduced structure, working principle, technical features and parameters of this equipment as well as analyzed its use in coal preparation plant.The application shows that this pulp preprocessor can serve coal slime well, cutting down by 19.95% and 18.37% respectively on collecting agent and frothing agent under a condition of the same feed raw coal and product indicators.

pulp preprocessor; gravity flow type; flotation reagent; preprocessing time

1001-3571(2015)03-0040-03

TD943+.2

B

2015-03-23

10.16447/j.cnki.cpt.2015.03.011

樸正武(1964—)，男，吉林省白山市人，高級工程師，從事選煤生產管理工作。

E-mail:1623458957@qq.com Tel：18643937555