LWZ型沉降過濾式離心機在應用中的工藝優化

李春樂

摘 要：介紹了LWZ型沉降過濾式離心機的主要技術參數、工作原理和優點；在大遠洗煤廠使用過程中，為降低沉降過濾式離心機精煤產品水分而進行的一系列工藝優化；對工藝優化前后的精煤水分進行了對比。

關鍵詞：離心機；水分；工藝優化

中圖分類號：TB 文獻標識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2018.06.084

0 引言

大遠洗煤廠隸屬于冀中能源峰峰集團山西大遠煤業有限公司，位于山西省忻州市靜樂縣杜家村鎮，于2004年5月建成投產。大遠洗煤廠自2013年起交由邯鄲洗選廠山西大遠事業部管理運營，并先后于2014年3月和2015年12月進行了兩次技術改造，最終形成了脫泥無壓三產品重介選、粗煤泥CSS分選機分選、煤泥二次浮選和尾煤壓濾回收的聯合生產工藝，處理能力達到120萬t/a，主打產品為十級1/3焦精煤。大遠洗煤廠入洗原煤中煤泥含量高達45%，總精煤產品中浮選精煤的比例將近50%，為降低浮選精煤水分，該部分物料采用LWZ（AII）型沉降過濾式離心機和快開式隔膜壓濾機的二次脫水工藝，其中沉降離心機的脫水效果對總精煤產品水分起著決定性影響。

1 沉降過濾式離心機工作原理與優點

1.1 工作原理

LWZ（AII）型離心機是一種連續處理物料的固液分離設備。煤漿通過入料管進入螺旋體內，再經過螺旋體的出料口分配到轉鼓內。在離心力作用下，煤漿中的固體顆粒迅速沉淀在轉鼓內壁上，水和微細顆粒從轉鼓大端溢流口排出，即為離心液；沉降在轉鼓內壁上的煤顆粒由螺旋輸送到過濾段，經過濾段再次脫水后由轉鼓小端排料口排出，即為脫水產物。離心機連續生產兩種產品：脫水產物和離心液。透過篩網的過濾液可作為循環料重新進入離心機處理。

1.2 離心機簡圖及主要參數

1.2.1 離心機簡圖

1.2.2 主要參數

型號：LWZ1100×1800AII；產品水分：14%～24%；

處 理 量：20t/h～40t/h；主動電機：Y315L1-4 160kW；

入料濃度：20%～40%。

1.3 使用優點

（1）產品水分更低、傳動系統簡單、易磨損件使用壽命長。

（2）入料更加連續穩定，保證精煤產品水分的穩定性。

（3）控制系統高智能化，減少工人勞動強度，提高勞動效率。

2 存在問題與優化措施

2.1 存在問題

大遠洗煤廠浮選精煤脫水工藝為沉降過濾式離心機和快開式隔膜壓濾機的二次脫水工藝，如圖2所示。在生產中沉降離心機存在如下幾個問題：

（1）沉降離心機是大遠洗煤廠浮選系統改造期間的新增設備，由于廠房空間的局限性，其安裝位置在浮選機下層平面偏東位置。浮選機刮出的精礦直接自流入沉降離心機，總跌落高差僅為1.75米且連接管道角度較小，從而經常出現自流下料不暢，浮選機精礦溜槽冒料的現象。

（2）沉降離心機對于入料的流量和濃度都有較高的要求，超出限制時脫水效果很難得到良好體現。在實際生產中，入洗不同性質原煤時浮選精礦的流量、濃度都不十分穩定，離心機產品水分也產生較大波動。浮選精礦量大時，離心機扭矩可在600N·m以上，產品水分在18%以下，相對較低。精礦量小時，離心機扭矩數值只有180～200N·m，此時離心機產品呈稀糊狀，水分高達28%—30%，非常不理想。

（3）大遠洗煤廠煤泥，-320目部分在35%—40%之間，沉降離心機水分平均為20.4%，自身水分很難再有下降空間。并且離心液濃度一直很高，對下游壓濾機脫水效果也造成不小的影響。

2.2 優化措施

針對存在的問題，采取了如下優化措施：

（1）增加沉降離心機入料緩沖系統。制作沉降離心機入料緩沖桶，桶頂密封并在一端制作溢流槽，生產中大量泡沫隨溢流進入精煤壓濾機入料池，桶底高濃度物料通過兩臺渣漿泵給入沉降離心機。當精礦量波動時，通過控制緩沖桶液位使沉降離心機來料保持穩定，在浮精量過大時，溢流進入壓濾機系統確保了生產連續暢通，該緩沖系統兼緩沖存料、排氣消泡、穩定入料為一體，很好的解決了因來料不穩造成的離心機水分波動問題。

大遠洗煤廠入洗量最高200t/h，其中煤泥含量（干重）約35%，計算精礦流量為130m3/h，再加入摻粗流量約30 m3/h，該緩沖桶在設計時考慮寸料時間為5分鐘，則其最小容積為（130+30）×5÷60=13.3m3。最終根據廠房層高及現場實際情況制作緩沖桶規格為高2.2m，直徑2.8m，體積13.5m3。

（2）對離心機的入料進行摻粗。大遠洗煤廠浮選精煤中極細粒級物料比例高，從表1中可看出，+40目不到1%，而-320目超過40%，極細粒度對沉降離心機造成很大影響。對此采取了將部分精煤磁選尾礦通過振動弧形篩脫灰后摻入浮選精礦中的措施，以調整沉降離心機入料的粒度組成。精磁尾原工藝流程為通過0.35mm弧形篩后進入煤泥離心機脫水，水分在12%左右。摻粗時主要考慮到精磁尾礦漿本身的灰分不高，約14%-15%，通過振動擊打弧形篩脫水的同時起到脫灰作用，最終摻粗的粗粒級物料灰分僅為10.41，能夠達到摻粗的灰分要求。精磁尾摻粗部分粒度組成見表2。

生產中，經過反復試驗摻粗的流量，在不同摻粗比例時分析摻粗后沉降離心機水分和摻粗前兩產物各自脫水的計算水分得到表3。

從表3中可看出第3組數據是摻粗后水分降低且降幅最明顯的一組，即為摻粗的最佳比例，該組的摻粗流量在30 m3/h左右，此時沉降離心機入料的粒度組成見表4。

3 優化效果

（1）緩沖系統投入使用后，收效顯著。在使用過程中，桶頂端的溢流槽僅有少量泡沫溢出，浮選量很大時浮選機溢流槽也沒有出現冒料現象。離心機改為渣漿泵給料后，入料流量得到保證，同時緩沖桶底部物料的濃度高、氣泡少，更有利于提高沉降離心機的脫水效率。

（2）摻粗環節使沉降離心機入料的粒度組成達到最佳，并且摻粗在調整到最佳比例后，扭矩持續穩定在400～500N·m之間，沉降離心機精煤產品平均水分保持在16%左右。

通過計算可以得出，對離心機工藝優化后，精煤水分大幅降低近2個百分點。我們對實際銷售的精煤進行采樣，水分基本穩定在12%左右，低于銷售合同要求，起到了工藝優化的目標。

（3）工藝優化前，精煤產品水分較高，大遠煤礦銷售每車精煤（40噸），需要額外抵加3噸精煤。改造后，降低了精煤產品水分，銷售每車精煤只需抵加2.5噸精煤。每車精煤為礦方帶來了0.5噸精煤的效益，約230元。

現大遠礦洗煤廠原煤每月入洗量約為3萬噸，按40%的回收率計算，每月生產精煤1.2萬噸，每月銷售約280車精煤。通過計算每年帶來的經濟效益約為772800元。

在經過增加緩沖系統、對沉降過濾式離心機入料進行摻粗等一系列工藝優化后，成功的降低了精煤產品的水分，提高了精煤質量，每年都可為礦方帶來近80萬元的經濟效益。

4 結束語

LWZ1100×1800AII型沉降過濾式離心機在大遠洗煤廠投入使用的幾個月中，沒有出現大的故障，總體運行情況較好。在進一步采取工藝優化后，保證了離心機入料的連續穩定，提高了脫水效率，沉降離心機精煤產品水分穩定在16%左右，總精煤水分較之前降低了2%，以微小的投入得到較大成果，為企業節約了開支，提高了產品的市場競爭力，達到了以產促銷的目的，為同類型洗煤廠進行工藝優化提供了借鑒意義。

參考文獻

[1]張寧，劉東紅.離心機在處理污泥上的應用分析[J].現代商貿工業，2013，（7）.