東曲選煤廠浮選系統跑粗治理改造實踐

杜愛軍

（西山煤電（集團）有限公司東曲選煤廠，山西 太原 0302000）

1 概述

東曲選煤廠屬礦井型選煤廠，于1994年11月建成投產，原設計能力為年入洗原煤4.0 Mt。主要采用跳汰粗選-重介旋流精選-煤泥浮選的聯合工藝流程，洗選設備分別從德國、美國、澳大利亞引進。系統經過十多年的運行，設備老化，洗選效率低下，生產工藝明顯落后，已不適應礦井煤質的變化，無法滿足洗選的要求。

2009年將生產工藝改造為：脫泥無壓三產品重介旋流器分選+粗煤泥TBS分選+細煤泥浮選的聯合流程。即：進入洗選系統的50～0 mm原煤經1.0 mm脫泥后，50～1.0 mm采用無壓三產品旋流器分選；1.0 mm 以下的采用分級旋流器分級，底流1.0～0.25 mm采用TBS分選機分選，分選后精礦的灰分在11%以下，與重介旋流器精煤一同進入精煤倉；溢流～0.25 mm煤泥采用旋流微泡浮選柱浮選，浮選精煤利用快開壓濾機回收進入精煤倉；浮選尾煤采用濃縮+壓濾工藝回收進入中煤倉；主要洗選設備：WTMC1400/1050無壓三產品旋流器、KS－TBS3000干擾分選機、FCMC-4000型旋流微泡浮選柱、WPFZ5000型短柱微泡浮選機、快開式精煤壓濾機等[1]。

2 原浮選系統存在的主要問題

東曲選煤廠浮選采用兩臺WPF-Z5000型微泡浮選機和4臺FCMC4000Ⅰ型旋流微泡浮選柱。這兩種浮選設備均是深槽、精礦自溢式浮選設備，適應精礦產率低、礦物粒度細的細粒煤分選，對煤質與粒度的變化適應性較差，因此對主選系統的工藝要求較為嚴格。如果主選系統因設備磨損存在跑粗現象，不但低灰粗粒損失在尾礦中，同時阻止細粒在浮選柱內的上浮，嚴重影響浮選效果。

該廠浮選入料的來源主要有：分級旋流器的溢流、TBS精礦脫水系統（TBS精煤弧形篩的篩下水、煤泥離心機的離心液）。

2.1 煤泥池來料的不合理性影響分級旋流器的壓力

原設計原煤經脫泥篩分級1 mm以下隨篩下水進入煤泥池，煤泥池物料經煤泥泵打入煤泥旋流器。煤泥旋流器溢流去器。煤泥旋流器溢流去浮選，底流進入TBS干擾床分選機分選。因原煤性質變化，細粒物料增加，煤泥池物料濃度增大。兩系統脫泥篩篩下管在煤泥池位置見圖1。兩系統脫泥篩篩下水管進入煤泥池的位置都在3217煤泥泵一側，二系統脫泥篩篩下水管進入煤泥池位置更靠近3217煤泥泵，使3217煤泥泵打入3218煤泥旋流器的物料濃度較大，入料壓力不穩定，影響旋流器分選效果的同時也容易使3218煤泥旋流器底流堵塞，造成進入浮選系統的粗顆粒增加。

圖1 優化前浮選系統工藝流程圖

2.2 TBS后續脫水設備存在跑粗現象

TBS精礦脫水系統為：精礦先流入精礦桶，由精礦泵給入TBS產品旋流器，濃縮后底流再經弧形篩、煤泥離心機脫水，濃縮旋流器的溢流、弧形篩篩下水、煤泥離心機的離心液進入浮選入料池。生產中固定弧形篩篩縫為0.5 mm，煤泥離心機篩縫為0.3 mm，使用初期兩者效果還可以，運行一個月后篩縫磨損變大，篩下水及離心液中＞0.5 mm的粒級明顯增多，是造成系統跑粗的原因[2]。對TBS弧形篩篩下水及離心機離心液進行了粒度檢測，結果見表1。

表1 TBS弧形篩篩下水及離心機離心液的小篩分試驗報告

由上表可以看出，TBS 弧形篩篩下水中〉0.5 mm產率為11.90%，離心機離心液〉0.5 mm產率為21.95%，二者都存在不同程度的粗顆粒物料。因弧形篩以及離心機的跑粗，不僅使得TBS分選精礦不能得到有效回收，更主要的是這些粗顆粒物料均進入浮選系統，嚴重影響柱式浮選機的分選效果[3]。

3 改造方案

3.1 煤泥池來料改造

將二系統3201脫泥篩篩下水管在二層處割斷，并重新鋪設管路使其由煤泥池后側中間處給入煤泥池。這樣，兩系統脫泥篩篩下水都由煤泥池后側給入，使兩系統煤泥泵打入煤泥旋流器的料相對均勻。同時從噴水管路上在三層半處接一趟管路至煤泥旋流器旁，這樣生產中能夠不間斷的在底流中加入生產水，提高底流物料流動性，減少底流堵塞的可能性。

圖2 優化后浮選系統工藝流程圖

3.2 TBS后續脫水設備及工藝改造

TBS溢流直接通過電磁振動高頻篩脫水后進入煤泥離心機，電磁振動高頻篩的篩下水及煤泥離心機的離心液進入煤泥池。即拆除TBS精礦濃縮旋流器、精礦桶、精礦泵、弧形篩，安裝四臺電磁振動高頻篩（DZM2436）。

DZSM電磁振動高頻篩（規格2436）面積為8.64 m2，處理量為80 m3/h，干煤泥量為35 t/h，入料濃度＞200 g/l。設備具有以下特點：

（1）篩面振動，篩箱不動。由于整體篩箱不動，電磁振動高頻篩對地基要求不嚴，布局簡單，故障率低。

（2）振動頻率高，振動強度大。其激振率為50 Hz，即3000 min-1，此頻率是最適合煤泥脫水的振動頻率。

（3）篩面振幅可分段、實現在線調節。篩面下布置6個激振器，每個激振器由獨立的模塊控制，可以實現對入料段、脫水段、出料段振幅的在線調節。

（4）參振質量小，電耗低。耗能是其它篩分設備的1/5～1/8。

（5）篩分下限范圍大，回收率高。

（6）該廠采用電磁振動高頻篩回收浮選尾煤，效果良好，實際生產中此設備對入料濃度變化不敏感，且產品的固體產率相比其他回收設備有一定的提高，水分也比較低，如果TBS溢流先通過電磁振動高頻篩脫水后再進入離心機進一步脫水，可以提高離心機的入料濃度，從而達到提高離心機的脫水效率，減少粗顆粒透篩的效果[4-5]。

4 改造后的效果

4.1 煤泥池來料的改造穩定了分級旋流器的壓力

通過對二系統脫泥篩篩下水管入煤泥池段管路的改造，兩系統脫泥篩篩下水從煤泥池后側給入，平行向前流動，不會造成兩系統給料濃度不均，使二系統煤泥旋流器入料壓力穩定，保證了煤泥旋流器的分選效果，同時減少了煤泥旋流器底流堵塞造成溢流中粗顆粒增加情況的發生，從而改善了浮選效果。

4.2 粗精煤脫水改造前后篩下水小篩分試驗報告

改造后電磁高頻篩篩下水中+0.25 mm產率為5.89%，高頻篩脫水回收效果較好。而改造前濃縮旋流器溢流中+0.25 mm產率為27.95%，弧形篩篩下水中+0.25 mm產率為28.73%，說明改造前濃縮旋流器濃縮效率低，弧形篩跑粗現象嚴重等，致使一部分灰分低的粗顆粒不能得到回收而進入到浮選系統，影響浮選系統的效果。粗精煤脫水改造前后篩下水小篩分試驗報告見表2。

表2 粗精煤脫水改造前后篩下水小篩分試驗報告

5 效益測算

5.1 解決跑粗后浮精產率明顯提高

徹底解決系統跑粗問題后，浮精抽出率可以由原來的70%提高到72%，按進入浮選的煤泥量占入洗原煤20%計算，精煤產率提高20%×2%=0.4%。

效益測算： 按選煤廠2019年計劃入洗原煤228萬噸，精煤價格750元/噸，中煤價格400元/噸計算，精煤產量可提高228×0.4%=0.912萬噸，同時中煤減少0.912萬噸，精煤產率提高后每年產生的效益為0.912×（750-400）=319.2萬元。

5.2 TBS后續脫水工藝改造后簡化工藝及設備 降低了生產成本

改造后減少了精礦桶、濃縮旋流器及入料泵、浮選入料泵，減少了設備，節約了電能，不僅降低了生產成本，而且便于生產管理及檢修維護。濃縮旋流器的上料泵功率為110 kW，浮選入料泵功率為280 kW，高頻煤泥脫水篩功率為2.4 kW，按一度電0.7元計算，全年節省電費330×16×(110+280-2.4×2)×0.7=203.39萬元。

6 結語

本次浮選系統改造不僅杜絕了浮選系統跑粗，改善了浮選效果，實現了高耗能設備浮選入料泵的停運，使系統更為簡潔高效。同時簡化創新了TBS傳統精煤脫水工藝，為今后浮選系統跑粗治理以及TBS粗精煤脫水工藝的合理優化提供了成功的實踐案例。