XJN-14 型機械攪拌式浮選機的改進(jìn)及實踐應(yīng)用

陳貝貝

（晉能集團(tuán)泰山隆安煤業(yè)有限公司，山西 忻州 036600）

泰山隆安煤業(yè)公司礦井選煤廠設(shè)計規(guī)模為1.8Mt/a。選煤工藝設(shè)計為：原煤經(jīng)篩選分離破碎后（50～0mm），先進(jìn)行自生介質(zhì)處理器的處理，再到復(fù)振分選機分選，經(jīng)脫水工藝后堆地外運。煤泥水先經(jīng)過高頻篩回收粗顆粒（0.75～0.2mm）精煤并摻入相應(yīng)產(chǎn)品之中，細(xì)顆粒（0.2～0mm）再由浮選機精選。當(dāng)前該選煤廠主要是采用XJN-14 型機械攪拌式浮選機進(jìn)行精選作業(yè)。因設(shè)備使用多年，該浮選機的零部件逐漸老化，設(shè)備事故臺時越來越多，導(dǎo)致設(shè)備對煤泥的處理能力嚴(yán)重不足，也導(dǎo)致浮選劑的用量提高。技術(shù)部門從經(jīng)濟(jì)利益的角度出發(fā)，決定對XJN-14型機械攪拌式浮選機進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，降低設(shè)備使用存在的安全隱患，提高處理能力。

1 XJN-14 機械攪拌式浮選機的結(jié)構(gòu)分析

XJN-14 型浮選機的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1 所示，主要是由導(dǎo)管1、轉(zhuǎn)子2、定子3、假底4、豎管5、進(jìn)氣管6、錐形罩7 等部分組成。工作原理：電動機帶動轉(zhuǎn)子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而使得導(dǎo)管和豎管產(chǎn)生局部負(fù)壓，空氣從進(jìn)氣管進(jìn)入攪拌器。循環(huán)煤漿從導(dǎo)管進(jìn)入星形葉輪，混合后含氣煤漿被拋射到浮選槽中。礦化氣泡形成泡沫層由刮泡器刮出，未礦化的煤粒經(jīng)假底、導(dǎo)管進(jìn)入葉輪再循環(huán)。

圖1 XJN-14 機械攪拌式浮選機的結(jié)構(gòu)示意圖

2 浮選機改進(jìn)優(yōu)化設(shè)計

泰山隆安煤業(yè)公司選煤廠浮選系統(tǒng)工作要求：浮選處理能力為0.80t/（m3·h）（按干煤泥計）；礦漿處理量為9m3/（m3·h）；浮選設(shè)備要求4 個槽體，總?cè)莘e為56m3；浮選機最大充氣速率為1m3/（m2·min）。根據(jù)這一生產(chǎn)要求，對比當(dāng)前的生產(chǎn)不足，對該攪拌式浮選機進(jìn)行有針對性的改進(jìn)設(shè)計，方案如下：

（1）刮泡系統(tǒng)能力不足。設(shè)計采用雙驅(qū)動刮泡系統(tǒng)代替以往的單驅(qū)動刮泡系統(tǒng)，改進(jìn)后可以有效地提高浮選機運行系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低浮選機的事故臺時。

（2）基于四個浮選槽之間沒有中礦箱，在第二、第三浮選槽之間設(shè)計增加一個中礦箱裝置，安裝一個液位控制閥來進(jìn)行槽內(nèi)液位的控制。該處改進(jìn)后可以利用1 臺浮選機設(shè)備完成兩次的分選作業(yè)，有效地提高了設(shè)備的分選效率和分選效果，浮選劑的用量也得到有效地降低。

（3）對浮選機的入料管進(jìn)行改進(jìn)，采用入料箱來替代以往的入料管，保障入料系統(tǒng)的平穩(wěn)性。

（4）從提高浮選機零部件的使用壽命的角度出發(fā)，采用不銹鋼耐磨刮料板替代以往的PVC 刮料板。

（5）浮選機的尾礦閘板采用人工旋轉(zhuǎn)手輪的辦法，操作速度慢，安全性低，將其改進(jìn)為采用電動執(zhí)行器的升降裝置。改進(jìn)后增加了四連桿放大機構(gòu)，可以使閘板行程增加到300mm。

3 浮選機改進(jìn)優(yōu)化后的參數(shù)計算

3.1 改進(jìn)后浮選機攪拌系統(tǒng)參數(shù)計算

改進(jìn)后浮選機攪拌系統(tǒng)采用上下兩怪雙傘形葉輪，傘形葉輪上下兩個錐角不同。葉輪甩出的新鮮煤漿、循環(huán)煤漿和空氣交叉相遇，有利于氣泡的礦化。設(shè)定葉輪直徑D=800mm，葉輪線速度v=8.90m/s，設(shè)計大皮帶輪直徑D1=980mm，小皮帶輪直徑D2=212mm。根據(jù)以上參數(shù)計算改進(jìn)后攪拌系統(tǒng)的傳動比、葉輪轉(zhuǎn)速、功率、充氣量、槽體當(dāng)量圓面積直徑、槽體深度和槽體容積。

（1）改進(jìn)后浮選機攪拌系統(tǒng)傳動比I：

3.2 改進(jìn)后浮選機刮泡系統(tǒng)參數(shù)計算

選用耘邦傳動機械有限公司型號為KA157R97DV100M4 的螺旋齒輪減速機，該螺旋齒輪減速機節(jié)省空間，可靠耐用，承受過載能力高，能耗低，性能優(yōu)越，減速機效率高達(dá)95%以上。該減速機輸入功率為2200W，傳動比為59.92，輸出轉(zhuǎn)為 25.48r/min，完全可以符合浮選機刮泡系統(tǒng)的工作要求。

3.3 改進(jìn)后浮選機技術(shù)參數(shù)的確定

改進(jìn)后浮選機技術(shù)參數(shù)如下：

煤泥處理量：0.65～0.95t/（m3·h）；

礦漿處理量：7～9.5m3/（m3·h）；

單槽容積：13.99m3；

槽數(shù)：4 槽；

刮板直徑：450～650mm；

刮板轉(zhuǎn)速：25.50r/m3；

攪拌系統(tǒng)：電機型號為Y280S-6，轉(zhuǎn)速為3.48r/s；

刮泡系統(tǒng)：減速機型號R97DV100M4，功率2.20kW，輸出速度25.48r/min。

4 改進(jìn)后新型機械攪拌式浮選機的應(yīng)用分析

4.1 結(jié)構(gòu)分析

改進(jìn)后新型機械攪拌式浮選機結(jié)構(gòu)示意圖如圖2 所示，主要是由刮泡驅(qū)動1、攪拌裝置、中礦箱、中礦箱閘板、支撐梁、尾礦箱閘板、刮泡驅(qū)動2 等結(jié)構(gòu)組成。

圖2 改進(jìn)后新型浮選機結(jié)構(gòu)示意圖

4.2 實踐應(yīng)用及效果

將改進(jìn)后的新型機械攪拌式浮選機應(yīng)用于泰山隆安煤業(yè)公司選煤廠，通過相同煤泥性質(zhì)與改進(jìn)前的分選效果進(jìn)行對比分析，得到試驗化驗結(jié)果如表1 所示。

表1 改進(jìn)前后浮選機分選效果對比分析

從表1 數(shù)據(jù)可知，在浮選精煤灰分滿足要求的前提下，尾煤灰分從58.05%提高到了64.32%，提高了近5%。同時檢測得到改進(jìn)應(yīng)用新型機械攪拌式浮選機后，精煤產(chǎn)率提高了4.3%，總精煤產(chǎn)率提高了0.9%，噸原煤浮選劑用量降低了約0.03kg/t。

5 結(jié)語

針對泰山隆安煤業(yè)公司選煤廠采用的XJN-14型機械攪拌式浮選機進(jìn)行了改進(jìn)優(yōu)化設(shè)計，改進(jìn)后得到的新型機械攪拌式浮選機實踐應(yīng)用效果理想，崗位工作人員操作便利，可以較好地掌控產(chǎn)品灰分，控制浮選精煤灰分的波動。該機械攪拌式浮選機改造項目是成功的、合理的，為企業(yè)創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)效益和安全效益。