TCS粗煤泥分選機(jī)在官地礦選煤廠的應(yīng)用

高 康

(西山煤電(集團(tuán))有限責(zé)任公司 官地礦選煤廠，山西 太原 030053)

官地礦選煤廠生產(chǎn)能力為3.0 Mt/a，采用無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選、浮選聯(lián)合工藝，設(shè)置原煤準(zhǔn)備、重介質(zhì)分選、脫介脫水、介質(zhì)凈化回收、浮選、煤泥分級濃縮回收、產(chǎn)品運(yùn)輸裝倉等生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于采用傳統(tǒng)的粗煤泥分選機(jī)，導(dǎo)致1～0.3 mm粒級粗煤泥分選效果變差，部分粗精煤流失嚴(yán)重，影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)過技術(shù)論證和經(jīng)濟(jì)效益分析比較，在洗選車間增加一套TCS粗煤泥分選機(jī)，并對應(yīng)改造重介系統(tǒng)。設(shè)備投入使用后取得良好效果，設(shè)備自動(dòng)化程度高，人工操作減少[1]；入料配給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，故障率低，后期維護(hù)量降低；分選密度可調(diào)控，最低可達(dá)1.4 kg/L；分選能力是傳統(tǒng)水力分級設(shè)備的2倍。

1 增加TCS粗煤泥分選機(jī)的必要性

官地礦選煤廠原有洗選生產(chǎn)工藝為不脫泥有壓給料兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選+浮選聯(lián)合工藝，煤泥經(jīng)水力分級旋流器分級后，溢流浮選。缺少對1～0.3 mm粒級粗煤泥進(jìn)行分選的設(shè)備和工藝流程，導(dǎo)致粒度較大的精煤只能經(jīng)過高頻篩進(jìn)行脫水處理后混入中煤內(nèi)，致使部分精煤流失嚴(yán)重。同時(shí)，高頻篩在生產(chǎn)過程中磨損嚴(yán)重，篩孔被擴(kuò)大，使經(jīng)過篩選后的部分精煤摻入精煤磁選尾礦中，增加了精煤的流失量。采用原有的螺旋分選機(jī)進(jìn)行粗煤泥分選，脫泥效率低，同時(shí)影響精煤質(zhì)量[2]。隨著官地礦采掘深度和開采難度的不斷增加，以及生產(chǎn)中機(jī)械化程度的增加，致使開采的原煤內(nèi)煤泥含量增加，煤中灰分高，加大原煤可選性的難度。官地礦選煤廠只是對1～0.3 mm粒級粗煤泥進(jìn)行簡單地分級回收。在回收的粗煤泥中若混入精煤，則會(huì)增加精煤的灰分；如若混入中煤，又導(dǎo)致資源的浪費(fèi)，降低企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。為了滿足市場需求和適應(yīng)煤質(zhì)變化，提高精煤洗選效率，必須對原有的精煤洗選生產(chǎn)工藝和設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造升級。TCS粗煤泥分選機(jī)的應(yīng)用有效解決了官地礦選煤廠洗選過程中精煤嚴(yán)重流失的問題。

2 TCS粗煤泥分選機(jī)

2.1 結(jié)構(gòu)組成和工作原理

TCS粗煤泥分選機(jī)主要由驅(qū)動(dòng)和干擾裝置、入料筒、分選筒、密度計(jì)、頂水噴嘴和底流箱等構(gòu)成(圖1)。

圖1 TCS粗煤泥分選機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

TCS粗煤泥分選機(jī)是根據(jù)不同物料在上升水流與智能干擾器作用下的干擾沉降速度差異，實(shí)現(xiàn)物料的智能分選的生產(chǎn)設(shè)備。TCS粗煤泥分選機(jī)生產(chǎn)流程為：物料經(jīng)中心入料桶進(jìn)入分選槽，與上升水流混合，形成“干擾床層”，低于分選密度的物料(精煤)向上運(yùn)動(dòng)，高于分選密度的物料(尾礦)向下運(yùn)動(dòng)并通過機(jī)械干擾裝置進(jìn)行二次干擾。精煤隨分選槽頂部溢流排出，尾礦通過尾礦排料箱由排料泵排出。

2.2 技術(shù)特點(diǎn)

TCS粗煤泥分選機(jī)具有以下技術(shù)特點(diǎn)：

(1)TCS粗煤泥分選機(jī)生產(chǎn)過程智能化、數(shù)字化，可從0.5～0.125 mm粒級原煤內(nèi)分選出低灰精煤和高灰矸石。

(2)處理能力大，分選效率高，分選密度在1.4～1.9 cm3/g之間可調(diào)控，分選密度穩(wěn)定且分選精度高。

(3)對入料煤質(zhì)變化的適應(yīng)性強(qiáng)，設(shè)置有動(dòng)力干擾沉降，有助于減少錯(cuò)配；設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，安全易操作，故障率低，后期維護(hù)成本少。

(4)TCS粗煤泥分選機(jī)能夠降低重介和浮選系統(tǒng)的入料量，使用循環(huán)水為分選介質(zhì)，無需加重質(zhì)和化學(xué)藥劑，有效降低生產(chǎn)運(yùn)營成本，精煤洗選率提升3%左右。

(5)特有的切線入料方式保證分選床的穩(wěn)定，分離效率高；增加的下噴式入水口，可預(yù)防入水口被堵塞；先進(jìn)的PID控制系統(tǒng)可結(jié)合實(shí)際自動(dòng)調(diào)控加水流量，全程數(shù)字監(jiān)控，能夠減少人工操作[3-4]。

2.3 主要技術(shù)參數(shù)

TCS粗煤泥分選機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如下：

入料粒級/mm

0.5～0.125

入料濃度/(g·L-1)

≥300

頂水流量/(m3·h-1)

120

處理能力/(t·h-1)

130

容積/m3

18.01

分選室直徑/mm

3 000

尺寸/(mm×mm×mm)

3 963×3 670×4 580

3 TCS粗煤泥分選機(jī)工藝流程

對現(xiàn)有的分選設(shè)備和工藝進(jìn)行技改前，精煤水力分級旋流器底流由高頻振動(dòng)篩直接脫水后混入中煤內(nèi)，致使精煤流失。在加裝TCS粗煤泥分選機(jī)后，精煤水力分級旋流器底流直接經(jīng)粗煤泥分選機(jī)進(jìn)行分選，高頻弧形振動(dòng)篩將粗精礦脫泥后與浮選精礦直接由加壓過濾機(jī)進(jìn)行脫水[5]，原有高頻振動(dòng)篩將粗精煤進(jìn)行脫水后混入中煤。技改后將粗精煤和浮選精礦混合后直接由加壓過濾機(jī)進(jìn)行脫水，改善單獨(dú)將浮選精礦過濾脫水時(shí)效果差的現(xiàn)象，同時(shí)節(jié)約了粗精煤過濾脫水設(shè)備的投入。TCS粗煤泥分選機(jī)生產(chǎn)原則流程如圖2所示。

圖2 TCS粗煤泥分選機(jī)生產(chǎn)原則流程

4 分選效果

TCS粗煤泥分選機(jī)在官地礦選煤廠安裝調(diào)試后，在實(shí)際生產(chǎn)中對精礦和尾礦灰分進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果見表1。

表1 TCS精礦和尾礦產(chǎn)品化驗(yàn)結(jié)果Table 1 Analytical data of TCS separator's clean coal and tailing products %

由表1可看出，TCS粗煤泥分選機(jī)洗選量大、效率高，密度穩(wěn)定且分選精度高，TCS尾礦灰分>60%。因1.5～1.0 mm粒級Ep≤0.085 g/cm3、1.0～0.5 mm粒級Ep≤0.08 g/cm3、0.5～0.2 mm粒級Ep≤0.06 g/cm3，故尾礦灰分穩(wěn)定，分選精度高。官地礦使用TCS粗煤泥分選機(jī)后，減少精煤流失量，增加精煤產(chǎn)量0.5 Mt/a，按精煤價(jià)格380元/t計(jì)算，官地礦選煤廠每年可增加經(jīng)濟(jì)效益190余萬元。

5 結(jié)語

針對洗選過程中粗精煤嚴(yán)重流失的問題，官地礦選煤廠進(jìn)行技術(shù)改造，加裝TCS粗煤泥分選機(jī)對原有分選系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，單機(jī)洗選量較以往提升2倍，可分選1.5～0.125 mm粒級范圍內(nèi)的精煤，減少了重介質(zhì)系統(tǒng)和浮選系統(tǒng)的入料量；分選介質(zhì)采用循環(huán)水，無需重介質(zhì)和化學(xué)藥劑，降低浮選藥劑的使用量；運(yùn)營生產(chǎn)成本低，并可使精煤產(chǎn)率提高約3%，并有效改善浮選精礦單獨(dú)過濾脫水效果差的現(xiàn)象。在實(shí)際使用中，由于TCS粗煤泥分選機(jī)對入料精度和頂水壓力有嚴(yán)格的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，必須保證足夠的頂水壓力和流量，加強(qiáng)溢流脫泥。