選煤廠的介耗控制研究

司東平

(山西焦煤西山晉興能源有限責(zé)任公司斜溝煤礦選煤廠，山西 呂梁 033602)

引 言

生產(chǎn)成本的有效控制是保障選煤廠盈利的一個(gè)重要手段，而介耗則是生產(chǎn)成本控制中的重中之重，在對(duì)介耗控制方面各廠礦都有因地制宜的做法。現(xiàn)以西山煤電集團(tuán)托管運(yùn)營的一個(gè)洗煤廠為例，展示其在介耗控制過程中所做的改進(jìn)與創(chuàng)新，也可為其他廠在介耗管控方面提供參考和借鑒。

山西福裕選煤有限公司選煤廠設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為年入選原煤450萬t，已建成使用的225萬t/a洗選系統(tǒng)，采用雙供介無壓三產(chǎn)品重介旋流器分選+細(xì)煤泥浮選聯(lián)合工藝：入洗原煤經(jīng)過0.5 mm脫泥篩脫泥后，0.5 mm～50 mm進(jìn)入三產(chǎn)品旋流器分選，出精煤、中煤及矸石3種產(chǎn)品；<0.5 mm細(xì)煤泥(包括精煤中煤產(chǎn)品離心液)均通過浮選機(jī)進(jìn)行分選，浮精采用加壓過濾機(jī)脫水回收后摻入最終精煤產(chǎn)品；浮尾采用濃縮機(jī)及快開壓濾機(jī)回收。主要分選工藝流程見圖1。由于種種原因，選煤廠經(jīng)歷了停產(chǎn)、重建、復(fù)產(chǎn)等過程，整個(gè)系統(tǒng)在實(shí)際生產(chǎn)中存在不少的問題，尤其是生產(chǎn)介耗就高達(dá)2.49 kg/t，對(duì)此，通過一系列手段對(duì)其改進(jìn)完善，使介耗得到有效控制，生產(chǎn)成本得以降低。

1 問題分析

1.1 脫介系統(tǒng)

因存在老化腐蝕磨損的問題，對(duì)此，在洗選生產(chǎn)前就對(duì)設(shè)備、管路等系統(tǒng)進(jìn)行“體檢”，更換了所有的脫介弧形篩篩面，確保弧形篩面能實(shí)現(xiàn)70%～90%[1]的脫介量。同時(shí)，為有效控制進(jìn)入稀介段煤泥量，預(yù)防磁選機(jī)回收系統(tǒng)過負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，還將脫介直線振動(dòng)篩篩面統(tǒng)一更換成聚氨酯篩板。此外，為保障篩上噴水足壓足量，管路、噴嘴、控制閥等都進(jìn)行了更新更換。然而，隨著生產(chǎn)的組織開展，預(yù)料之外的問題又開始暴露出來：1) 物料流速過快，弧形篩篩上物料掛篩率低；2) 脫介篩篩面合介段較短(占篩面約1/4)，物料在篩面停留時(shí)間較短，過量合介進(jìn)入稀介質(zhì)回收系統(tǒng)，增加磁選機(jī)工作負(fù)擔(dān)；3) 磁選回收管路分配不均勻，液面翻花現(xiàn)象嚴(yán)重，尾礦帶介嚴(yán)重。針對(duì)這些問題，同樣依靠現(xiàn)場改造來完善。4) 在樓層有限的空間里，盡可能調(diào)整弧形篩傾角，同時(shí)，在弧形篩前、后端設(shè)置擋煤皮(如圖2、圖3所示)，增加物料在弧形篩上和脫介振動(dòng)篩上的停留時(shí)間，而且也有效減緩振動(dòng)篩上、合介段停留時(shí)間短的問題；5) 提高篩面擋水壩約20 mm(如實(shí)物圖4所示)，同樣增加物料在脫介篩上的滯留時(shí)間，確保合格介質(zhì)能充分透篩；6) 將磁選機(jī)入料緩沖箱進(jìn)行擴(kuò)容，同時(shí)將原有分配管三孔改為五孔，均勻進(jìn)入磁選機(jī)，且各條管路均設(shè)有控制閥，可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立調(diào)節(jié)控制。

圖1 主要分選工藝流程圖

圖2 脫介弧形篩前后增設(shè)擋煤皮

圖3 增設(shè)擋煤皮圖

圖4 提高擋水壩實(shí)物圖

另外，在實(shí)際生產(chǎn)中，弧形篩篩面磨損程度每班檢查，定期倒換或更新；而且，脫介篩篩上噴水壓力一般控制在0.3 MPa～0.5 MPa，篩面設(shè)置的三段噴水可獨(dú)立調(diào)節(jié)，對(duì)此崗位人員根據(jù)現(xiàn)場流量情況進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)控制，避免篩面跑水或影響磁選回收效率，更不能出現(xiàn)因噴水不足造成產(chǎn)品帶介多的問題。

1.2 磁選機(jī)工況調(diào)節(jié)

磁選機(jī)是介質(zhì)回收的主要設(shè)備，磁選機(jī)的工藝效果好壞直接影響生產(chǎn)整個(gè)重介質(zhì)系統(tǒng)的穩(wěn)定，而磁選效率的高低直接影響生產(chǎn)介耗的多少，目前選煤用磁選機(jī)效率一般在99%左右，仍有約1%的重介質(zhì)通過磁尾流失[2]。為此，參考《MT/T816-2011選煤磁選設(shè)備工藝效果評(píng)定方法》對(duì)現(xiàn)有磁選機(jī)(美國藝?yán)鸋MDA-6型濕式磁選機(jī))進(jìn)行檢測，其效果評(píng)定指標(biāo)為：1) 磁性物回收率ε，即磁選機(jī)的精礦中所回收的磁性物占入料磁性物的百分比值；2) 煤泥脫除率ε0，即磁選機(jī)的尾礦中排出的非磁性物占入料的非磁性物的百分比值。

1) 磁性物回收率ε(%)計(jì)算見式(1)。

(1)

2) 煤泥脫除率ε0(%)計(jì)算見式(2)。

(2)

式中，γβ為精礦產(chǎn)率，%；Mα為磁選入料中的磁性物含量，即占磁選入料百分?jǐn)?shù)，%；Mβ為磁選精礦中的磁性物含量，即占磁選精礦百分?jǐn)?shù)，%；Mθ為磁選尾礦中的磁性物含量，即占磁選尾礦百分?jǐn)?shù)，%。

通過試驗(yàn)檢測，得表1結(jié)果。

表1 磁選工藝效果評(píng)定表

磁性物回收率均能實(shí)現(xiàn)99.00%以上，基本滿足介質(zhì)回收需求，但精礦磁含量過低，尾礦中磁含量也不低。選煤廠使用的是直接磁選工藝，因此當(dāng)篩上噴水量較大，造成稀介濃度低、瞬時(shí)流量大，部分稀介漫過溢流堰進(jìn)入精礦，造成精礦品位降低；此外，由于尾礦也含有磁鐵礦粉，且因瞬時(shí)流量大，通過尾礦流失的磁鐵礦粉達(dá)到0.208 t/h，介質(zhì)流失嚴(yán)重。對(duì)此，每班通過參考帶煤量調(diào)節(jié)篩上噴水，在保障合理的產(chǎn)品帶介的同時(shí)盡可能減少篩上噴水量，避免磁選機(jī)過負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，提升磁選回收率減少磁尾帶介流失。由表2可知，合理降低噴水量，產(chǎn)品帶介量依然不高，能滿足需求。磁選尾礦帶磁損失減少約一半，調(diào)整后效果明顯。

表2 調(diào)整噴水效果評(píng)價(jià)表

1.3 磁鐵礦粉質(zhì)量控制

選煤廠介耗的控制很重要的一個(gè)方面就是磁鐵礦粉質(zhì)量保障，對(duì)此必須對(duì)所有入廠的磁鐵礦粉進(jìn)行檢測，要求入廠的磁鐵礦粉必須達(dá)標(biāo)：密度在4.5 g/cm3以上，磁性物含量95%以上，44 μm(325目)以下的占比為85%以上。此外，還對(duì)磁鐵礦粉水分加強(qiáng)入廠監(jiān)測，嚴(yán)禁含高水分結(jié)塊嚴(yán)重的磁鐵礦粉入廠，避免因結(jié)塊嚴(yán)重而影響生產(chǎn)正常使用。

1.4 日常介耗監(jiān)測及應(yīng)對(duì)

生產(chǎn)過程中，當(dāng)班結(jié)束或者一段時(shí)間的生產(chǎn)數(shù)據(jù)匯總統(tǒng)計(jì)后才可以得出介耗增大、系統(tǒng)可能跑介或者出現(xiàn)其他異常情況，但不夠及時(shí)，而且不能在當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，也就不能在第一時(shí)間去排查現(xiàn)場造成的可能問題狀況。也許有經(jīng)驗(yàn)的人員可以根據(jù)加介頻率、懸浮液的穩(wěn)定狀態(tài)以及帶煤量的情況來判斷。但大多數(shù)生產(chǎn)人員沒有這種經(jīng)驗(yàn)和能力，因此依靠試驗(yàn)檢測出直觀的數(shù)值發(fā)現(xiàn)問題的所在，成為控制介耗的有效手段。而在日常生產(chǎn)過程中不可能實(shí)時(shí)開展比較復(fù)雜的單機(jī)設(shè)備工藝系統(tǒng)評(píng)定試驗(yàn)，尤其是針對(duì)磁選機(jī)的效果評(píng)定，耗時(shí)長、工作量大、對(duì)生產(chǎn)在線監(jiān)測的時(shí)效性不足，因此簡單直觀且快速的數(shù)據(jù)參考才是日常監(jiān)測的首選，當(dāng)然最好為在線監(jiān)測數(shù)據(jù)。

對(duì)此，根據(jù)自身工藝流程特點(diǎn)，對(duì)生產(chǎn)介耗監(jiān)測選取了幾個(gè)最主要的檢測點(diǎn)：1) 產(chǎn)品中帶介情況，重點(diǎn)是入浮選的煤泥水帶介量；2) 磁選機(jī)回收效果監(jiān)測，主要是磁尾的帶介流失量；3) 現(xiàn)場的跑、冒、滴、漏情況，尤其是介質(zhì)循環(huán)管路溜槽等部位。

1.4.1 入浮選煤泥磁監(jiān)測

由于洗選工藝中，煤泥水最終是進(jìn)入浮選系統(tǒng)進(jìn)行分選，包括主要產(chǎn)品離心液(即精煤、中煤離心液)。對(duì)此，對(duì)離心液管路內(nèi)的磁含量進(jìn)行生產(chǎn)監(jiān)測，確保第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)帶介增加的情況，從而指導(dǎo)篩上脫介噴水有參考地調(diào)整。

另外，若產(chǎn)品帶介嚴(yán)重，其對(duì)應(yīng)的脫水離心液中磁含量增大，同時(shí)會(huì)直接造成浮選尾礦灰分直線上升，從浮選尾礦出現(xiàn)的異常波動(dòng)也能發(fā)現(xiàn)介耗增大的痕跡。

1.4.2 磁尾磁含量監(jiān)測

磁選回收率不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)試驗(yàn)分析，但主要介質(zhì)流失的尾礦可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測，在各臺(tái)磁選機(jī)的尾礦管道上可以進(jìn)行流量、磁含量的實(shí)時(shí)監(jiān)測，根據(jù)瞬時(shí)流量和管路內(nèi)液體的磁含量，可直接計(jì)算出單位時(shí)間磁鐵礦流失量，判斷磁選回收情況。對(duì)后續(xù)生產(chǎn)調(diào)整管理、有效控制介耗等提供數(shù)據(jù)參考。

1.4.3 現(xiàn)場巡檢排查

由于選煤廠經(jīng)歷停產(chǎn)重建過程，很多設(shè)備老舊且管路系統(tǒng)存在銹蝕的情況，因此，崗位巡查檢點(diǎn)必不可少，尤其是關(guān)鍵部位，如，分選系統(tǒng)與脫介系統(tǒng)連接的分配管路、弧形篩篩下溜槽與分流通道、脫介篩篩下溜槽等位置，對(duì)出現(xiàn)的介質(zhì)跑、冒、滴、漏的問題必須及時(shí)處理，防止生產(chǎn)過程中出現(xiàn)不必要的介質(zhì)流失。

1.5 其他管控措施

生產(chǎn)過程的合理調(diào)控也是降低介耗的有效保障。首先應(yīng)該確保重懸浮液的穩(wěn)定性，密度穩(wěn)定、壓力穩(wěn)定、液位穩(wěn)定，在保證分選效果的情況下，適當(dāng)減少合格重懸浮液的循環(huán)量，也可減輕弧形篩、脫介篩的工作負(fù)荷；其次就是控制分流量，保持稀懸浮液質(zhì)量穩(wěn)定。通常情況下分流量越大，磁鐵礦損失也越大，因而不能隨意增加分流量，盡可能減少進(jìn)入磁選機(jī)的合介量，減少這部分介質(zhì)損失。此外，還應(yīng)重視嚴(yán)格控制從重介系統(tǒng)外排煤泥水，保持洗水閉路循環(huán)，避免外排損失。

總之，在生產(chǎn)介耗較高時(shí)應(yīng)進(jìn)行及時(shí)的檢測分析，哪個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，就立即對(duì)其進(jìn)行整改調(diào)整。精準(zhǔn)有效的技術(shù)管理是今后的生產(chǎn)趨勢，過程中也要防止不必要的潑撒流失，減少不必要的損失浪費(fèi)。

2 結(jié)語

介耗是重介選煤廠的一項(xiàng)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，通過對(duì)洗選系統(tǒng)中部分環(huán)節(jié)的改造，同時(shí)對(duì)磁選機(jī)生產(chǎn)工況的合理調(diào)控，增強(qiáng)了脫介效率，提高并保障了較高的磁選回收效率，減少回收過程中介質(zhì)流失，而且對(duì)自身工藝特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)有針對(duì)性的介耗監(jiān)測檢查，對(duì)有效控制介耗提供了有理的數(shù)據(jù)支撐，實(shí)現(xiàn)精細(xì)的過程管控，減少管理損失，降低技術(shù)損失，實(shí)現(xiàn)了介耗的有效控制。