TQF3516型淺槽重介質(zhì)分選機(jī)在李雅莊選煤廠的應(yīng)用

王金生

(1.中煤科工集團(tuán)唐山研究院有限公司，河北 唐山 063012；2.河北省煤炭洗選工程技術(shù)研究中心，河北 唐山 063012)

TQF3516型淺槽重介質(zhì)分選機(jī)在李雅莊選煤廠的應(yīng)用

王金生1,2

(1.中煤科工集團(tuán)唐山研究院有限公司，河北 唐山 063012；2.河北省煤炭洗選工程技術(shù)研究中心，河北 唐山 063012)

針對(duì)李雅莊選煤廠原煤動(dòng)篩跳汰排矸系統(tǒng)存在的生產(chǎn)問(wèn)題，采用淺槽重介質(zhì)分選機(jī)替代動(dòng)篩跳汰機(jī)對(duì)原煤進(jìn)行預(yù)排矸。介紹了TQF3516型淺槽重介質(zhì)分選機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理、技術(shù)特點(diǎn)、主要技術(shù)參數(shù)，并分析了實(shí)際操作中的注意事項(xiàng)。該淺槽重介質(zhì)分選機(jī)的應(yīng)用，解決了群礦型選煤廠入選原煤煤質(zhì)波動(dòng)大引起的洗選產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定難題，使生產(chǎn)系統(tǒng)更易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，有效降低了洗選加工成本，為企業(yè)創(chuàng)造了一定經(jīng)濟(jì)效益。

淺槽重介質(zhì)分選機(jī)；群礦型選煤廠；產(chǎn)品質(zhì)量

李雅莊選煤廠隸屬霍州煤電集團(tuán)，是一座原設(shè)計(jì)能力為1.80 Mt/a的群礦型煉焦煤選煤廠，原設(shè)計(jì)工藝為動(dòng)篩跳汰機(jī)排矸、三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選、煤泥浮選的聯(lián)合工藝。入選原煤來(lái)自于李雅莊煤礦、干涸煤礦、團(tuán)柏煤礦。李雅莊煤礦原煤為1/3焦煤，具有中低灰、低硫、低磷、高揮發(fā)分、高發(fā)熱量、強(qiáng)粘結(jié)性等特點(diǎn)，是優(yōu)質(zhì)煉焦用煤；干涸煤礦、團(tuán)柏煤礦原煤屬于中低灰、高硫、低磷、高發(fā)熱量、強(qiáng)粘性的肥煤，屬于稀缺的煉焦配煤。產(chǎn)品包括精煤、中煤、煤泥、矸石，精煤作為國(guó)內(nèi)各大鋼廠的煉焦原料，中煤作為電廠發(fā)電原料，煤泥作為民用燃料，矸石供集團(tuán)矸石電廠使用。

隨著煤礦產(chǎn)能的提升，礦井原煤生產(chǎn)能力達(dá)到3.30 Mt/a。為進(jìn)一步提高煤炭產(chǎn)品質(zhì)量和洗選新增加的原煤，霍州煤電集團(tuán)于2012年啟動(dòng)李雅莊選煤廠擴(kuò)能改造工程。改造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是原煤系統(tǒng)排矸環(huán)節(jié)，即采用TQF3516型淺槽重介質(zhì)分選機(jī)替代動(dòng)篩跳汰機(jī)。改造后，李雅莊選煤廠的原煤洗選能力達(dá)到3.30 Mt/a。

1 洗選工藝

為解決李雅莊選煤廠原煤動(dòng)篩排矸系統(tǒng)設(shè)備老化、分選精度低、預(yù)排放矸石中夾帶精煤比例偏高的問(wèn)題，采用TQF3516型淺槽重介質(zhì)分選機(jī)替代動(dòng)篩跳汰機(jī)對(duì)原煤進(jìn)行預(yù)排矸。淺槽重介質(zhì)分選機(jī)投入使用后，系統(tǒng)對(duì)入選原煤煤質(zhì)變化的適應(yīng)性提高[1-2]，有效提高了矸石產(chǎn)品的純度，減少了塊精煤的損失。該選煤廠設(shè)備更換后的原煤洗選原則流程如圖1所示。

圖1 李雅莊選煤廠原煤洗選原則流程

原煤在分級(jí)過(guò)程中，>180 mm粒級(jí)塊煤被破碎，使進(jìn)入淺槽重介質(zhì)分選機(jī)的粒度上限為180 mm。<50 mm粒級(jí)原煤通過(guò)分級(jí)篩后直接進(jìn)入主廠房，淺槽重介質(zhì)分選機(jī)分選出的塊精煤被破碎至<50 mm后，再進(jìn)入重介質(zhì)旋流器分選；淺槽重介質(zhì)分選機(jī)分選出的矸石直接排放到矸石倉(cāng)，煤泥進(jìn)入主廠房煤泥水處理系統(tǒng)。

2 TQF3516型淺槽重介質(zhì)分選機(jī)

2.1 結(jié)構(gòu)及工作原理

TQF3516型淺槽重介質(zhì)分選機(jī)主要由槽體、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、水平介質(zhì)槽、上升介質(zhì)槽、集中潤(rùn)滑系統(tǒng)、電控系統(tǒng)等組成[3-5]，結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

圖2 TQF3516型淺槽重介質(zhì)分選機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

淺槽重介質(zhì)分選機(jī)是依據(jù)阿基米德原理，在槽體內(nèi)注入一定密度的重介質(zhì)懸浮液，在適宜的密度下對(duì)原煤進(jìn)行分選的設(shè)備[6-8]。其工作原理為：從水平槽給入待分選的原煤，通過(guò)安裝在水平介質(zhì)槽內(nèi)的入介管路和配套的電液動(dòng)閥門(mén)控制介質(zhì)的流速和流量；通過(guò)安裝在上升介質(zhì)槽內(nèi)的入介管路和電液動(dòng)閥門(mén)控制上升介質(zhì)的流量和壓力，實(shí)現(xiàn)入選原煤的合理分層；在水平流的作用下，密度小的浮物流向溢流堰，經(jīng)脫介后成為塊精煤產(chǎn)品，而密度大的沉物由槽內(nèi)的刮板輸送機(jī)帶入沉物脫介系統(tǒng)，脫介后成為矸石產(chǎn)品。

2.2 技術(shù)特點(diǎn)

TQF3516型淺槽重介質(zhì)分選機(jī)具有以下技術(shù)特點(diǎn)：

(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作與維修方便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；分選密度和分選粒度范圍寬，分選粒度范圍為13～300 mm，分選密度范圍1.35～1.85 g/cm3。

(2)分選精度高，上升流的作用可保證原煤的充分分散和有效分層，適合李雅莊選煤廠入選原煤種類多、塊矸石含量高的特性；原煤在槽體內(nèi)的分選時(shí)間短，產(chǎn)生的次生煤泥量少，加工成本低，介耗小。

(3)實(shí)現(xiàn)了原煤的有效預(yù)排矸，降低了進(jìn)入三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的矸石量，重介質(zhì)旋流器的處理能力得到相應(yīng)提升，設(shè)備開(kāi)機(jī)時(shí)間減少，為企業(yè)節(jié)能降耗提供了途徑。

2.3 技術(shù)參數(shù)

TQF3516型淺槽重介質(zhì)分選機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如下：

入料粒度范圍/mm

13～200

分選密度范圍/(g·cm-3)

1.3～1.9

設(shè)備功率/kW

18.5

介質(zhì)循環(huán)量/(m3·h-1)

750

混煤處理量/(t·h-1)

270

矸石處理量/(t·h-1)

280

3 應(yīng)用效果

李雅莊選煤廠采用淺槽重介質(zhì)分選機(jī)替代動(dòng)篩跳汰機(jī)對(duì)原煤進(jìn)行預(yù)排矸后，各項(xiàng)指標(biāo)得到明顯提升。淺槽重介質(zhì)分選機(jī)與動(dòng)篩跳汰機(jī)的排矸效果對(duì)比結(jié)果如表1所示。

表1 淺槽分選機(jī)與動(dòng)篩跳汰機(jī)應(yīng)用效果對(duì)比結(jié)果

由表1可知：動(dòng)篩跳汰機(jī)產(chǎn)出的精煤中>1.80 g/cm3密度級(jí)產(chǎn)率為13.99%，淺槽重介質(zhì)分選機(jī)產(chǎn)出的精煤中>1.80 g/cm3密度級(jí)產(chǎn)率為1.06%；動(dòng)篩跳汰機(jī)產(chǎn)出的矸石中<1.80 g/cm3密度級(jí)產(chǎn)率為4.92%，淺槽重介質(zhì)分選機(jī)產(chǎn)出的矸石中<1.80 g/cm3密度級(jí)產(chǎn)率為0.82%。相比之下淺槽重介質(zhì)分選機(jī)的分選效果更好，精煤含矸率僅為1.06%，矸石帶煤率僅為0.82%。

淺槽重介質(zhì)分選機(jī)投入使用后，精煤產(chǎn)率提高4.10個(gè)百分點(diǎn)。按原煤處理量3.30 Mt/a計(jì)算，>50 mm粒級(jí)原煤占全級(jí)的產(chǎn)率為15.62%，因此每年可多回收精煤2.11萬(wàn)t。精煤銷售價(jià)格按620元/t計(jì)算，則每年可增加收入1 308.2萬(wàn)元。

4 注意事項(xiàng)

李雅莊選煤廠TQF3516型淺槽重介質(zhì)分選機(jī)于2014年9月投入運(yùn)行，在生產(chǎn)調(diào)試與試運(yùn)行過(guò)程中存在以下主要問(wèn)題：原煤分級(jí)篩分級(jí)效率低，導(dǎo)致<50 mm粒級(jí)進(jìn)入淺槽重介質(zhì)分選機(jī)，進(jìn)而使分選機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)紊亂，分層效果變差；進(jìn)入精煤分級(jí)篩的煤泥量超過(guò)篩機(jī)的處理能力，篩機(jī)脫介效果變差。啟車(chē)時(shí)介質(zhì)系統(tǒng)不穩(wěn)定，懸浮液粘稠而不易流動(dòng)，密度過(guò)高。矸石粒度大，運(yùn)輸中銜接設(shè)備的落差大，導(dǎo)致矸石脫介篩篩板易被損壞。為此，采取一系列措施對(duì)相關(guān)環(huán)節(jié)進(jìn)行整改：

(1)原煤分級(jí)篩分級(jí)粒度原設(shè)計(jì)為50 mm，篩板為圓形沖孔篩板。針對(duì)原煤分級(jí)篩分級(jí)效率低，<50 mm粒級(jí)進(jìn)入淺槽重介質(zhì)分選機(jī)的情況，將篩板更換成不銹鋼材質(zhì)的長(zhǎng)圓孔篩板。更換篩板后，有效解決了因異形煤塊卡堵篩孔引起的分級(jí)效率低的問(wèn)題。

(2)由合介桶給入淺槽重介質(zhì)分選機(jī)的懸浮液密度為1.80 g/cm3，部分介質(zhì)在系統(tǒng)停車(chē)后會(huì)自然沉降，導(dǎo)致桶內(nèi)的懸浮液密度超過(guò)2.00 g/cm3。為此，利用合介桶底部的高壓風(fēng)對(duì)其進(jìn)行攪拌，確保系統(tǒng)開(kāi)車(chē)前合介桶內(nèi)的懸浮液密度控制在1.80 g/cm3，從而保證懸浮液的穩(wěn)定性。

(3)矸石脫介篩布置在淺槽重介質(zhì)分選機(jī)所處樓層的下一層，矸石垂直下落高度達(dá)6 m，對(duì)脫介篩篩板沖擊很大，導(dǎo)致其損壞頻繁。為此，在矸石溜槽內(nèi)增加緩沖帶，并將不銹鋼篩條與篩框滿焊，在降低矸石運(yùn)行速度的同時(shí)，提高篩板本身的抗沖擊能力，從而有效解決了篩板頻繁破損的問(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)

QF3516型淺槽重介質(zhì)分選機(jī)的應(yīng)用，解決了群礦型選煤廠入選原煤煤質(zhì)波動(dòng)大的難題，有效實(shí)現(xiàn)了入選原煤的預(yù)排矸，使重介質(zhì)旋流器的處理能力和分選精度得到提高；同時(shí)使生產(chǎn)系統(tǒng)更易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，有效降低了洗選加工成本，為企業(yè)帶來(lái)一定經(jīng)濟(jì)效益。

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Application of TQF3516 type dense medium vessel in Liyazhuang coal preparation plant

WANG Jin-sheng1，2

(1. China Coal Technology & Engineering Group Tangshan Research Institute Co., Ltd., Tangshan, Hebei 063012, China; 2. Coal Preparation Engineering & Technology Research Center of Hebei Province, Tangshan, Hebei 063012, China)

In consideration of poor separation of moving sieve jig for raw coal in Liyazhuang coal preparation plant, dense medium vessel is employed instead of the jig. The structure of this equipment as well as its working principle, technical features, main parameters is introduced, with analysis of attention to actual operation. It can guarantee quality of product from different raw coal in groupmine's coal preparation plant, automating production system easily with cost reduction to achieve good economic benefit.

dense medium vessel; groupmine's coal preparation plant; product quality

TD942

A

1001-3571(2015)04-0052-03

2015-06-15

10.16447/j.cnki.cpt.2015.04.014

王金生(1972—)，男，河北省寬城縣人，高級(jí)工程師，碩士，從事選煤廠設(shè)計(jì)工作。

E-mail：snowflake66@163.com Tel: 13513391837