鎮城底礦選煤廠浮選截粗篩改造方案分析

徐 鵬

(西山煤電集團 鎮城底礦選煤廠， 山西 古交 030203)

鎮城底礦選煤廠位于山西省太原市古交市鎮城底鎮汾河北岸，是一座入選易選煤的礦井型煉焦煤選煤廠，1986年投產，入選原煤來自鎮城底礦的高、低硫煤層。2014年進行擴大產能技術改造，采用3GDMC1300/920A型和JQW1100/780型兩套無壓三產品重介質旋流器不分級不脫泥選煤，-0.5 mm精、中煤磁選機尾礦(簡稱磁尾)采用兩套FJC16-6噴射式浮選機直接浮選，主要產品為十級肥精煤，副產品有混煤、煤泥等，入洗能力2.4 Mt/a[1].

1 目前存在問題及分析

鎮城底選煤廠精煤磁尾經過截粗弧形篩脫水脫泥(弧形篩型號分別為HS-F-322060、VSB302060，弧形篩篩縫為0.5 mm),篩上物由煤泥離心機脫水回收，篩下物由浮選機分選回收，其工藝流程見圖1，浮選入料粒度組成見表1.

浮選入料為精煤磁尾以及中煤磁尾弧形篩篩下物。由表1可知，浮選入料中+0.5 mm粒度級的占比為5.65%，粒度級為0.5～0.25 mm的物料占比為37.42%. 生產中存在“跑粗”現象。

原弧形篩入料(精煤磁尾水)的粒度組成情況見表2. 由表2可知，精煤磁尾水中主導粒度級為0.25～0.125 mm，占比為33.82%，灰分為15.01%；+0.25 mm的累積灰分為8.51%，累積產率為37.40%.+0.25 mm粒度級物料經重介旋流器分選后，灰分指標已經滿足最終精煤產品的質量要求，再進入浮選系統存在重復分選，造成生產成本浪費，也會使入浮礦漿濃度升高，浮選機分選精度降低。所以，需要使用截粗篩對+0.25 mm粒度級物料截粗。在實際生產過程中，更換使用小于0.4 mm規格的弧形篩板，但造成弧形篩脫水脫泥效果下降，截粗篩篩上物水分高于50%，離心機出現跑水，導致產品水分嚴重超標。

圖1 粗煤泥作業工藝流程圖

表1 浮選入料粒度組成表

表2 截粗篩的入料粒度組成表

需要說明的是，表1、表2中-0.045 mm粒級的灰分差別大主要是由于該廠入洗鎮城底礦22215、22212兩個工作面的煤，22215工作面泥質頁巖含量高，泥化現象嚴重，原煤含矸量小；22212工作面矸石含量大，泥質頁巖含量較低。兩工作面的煤質差異較大，受井下出煤影響以及井下工作安排的不確定，原煤入洗配比變化頻繁，表1與表2為不同時間段采樣。因本文主要對0.125～0.5 mm粒級進行討論，-0.045 mm數據不影響方案對比。

分析可知：1) 該選煤廠重介質旋流器分選有效下限為0.25 mm，+0.25 mm以上各粒度級的灰分都低于銷售精煤產品要求的灰分指標。2) 根據各粒度級產品灰分分布，截粗分級粒度應控制在0.25 mm. 3) 不能在原弧形篩上采用直接更換小篩縫篩板的方法對+0.25 mm煤泥進行截粗。

2 改造方案

2.1 方案一

1) 方案一：“旋流器+疊層高頻振動細篩”工藝(見圖2). 該方案對該廠粗煤泥分選工藝流程改變不大，目的在于提高粗精煤泥的回收率，降低浮選系統入料量。目前，該廠3GDMC1300/920重介系統中精煤磁尾的流量約為500 m3/h，JQW1100/780重介系統精煤磁尾水流量約為400 m3/h，兩者濃度均為80 g/L左右，則兩套系統中實際干礦量為40 t/h和32 t/h，受礦漿流量影響，如果使用精煤磁尾直接進入疊層高頻振動細篩，則需要疊篩數量較多，否則會出現疊篩處理能力不足的問題。

圖2 方案一工藝流程圖

2) 1300/920A重介系統選型計算見表3，4.

表3 分級濃縮旋流器流程計算表

表4 疊層高頻振動細篩流程計算表

根據流程計算結果，經過分級濃縮旋流器預脫水脫泥后，底流(疊篩入料)的濃度偏高，需要增加30～40 m3/h的稀釋水，提高疊篩的分級效率。

3) 1100/780重介系統選型計算見表5，6.

根據流程計算結果，經過分級濃縮旋流器預脫水脫泥后，底流(疊篩入料)的濃度偏高，因此需要增加35 m3/h左右的稀釋水，提高疊篩的分級效率。

表5 分級濃縮旋流器流程計算表

4) 設備選型。

根據數值量流程計算結果及煤泥水選型放大系數為1.25，進行選型：

GDMC1300/920A重介系統選型為FX500×3旋流器組1套+ZKJ1408-D5疊篩高頻振動細篩1臺；JQW1100/780重介系統選型為FX500×2旋流器組1套+ZKJ1208-D5疊篩高頻振動細篩1臺；系統中增加了分級濃縮旋流器，原兩臺精煤磁尾泵流量不存在較大的改變，揚程需要根據旋流器在廠房內的安裝高度進一步計算確定。

2.2 方案二

方案二采用DZSN系列三質體智能高頻脫泥篩替換現有的截粗弧形篩，精磁尾水直接入篩，篩上物料入離心機，篩下物料入浮選機浮選。DZSN系列三質體智能高頻脫泥篩技術參數見表7 ，兩套重介質系統各使用2臺，每套系統設計煤泥水通過量560 m3/h，高于生產實際的最大精煤泥水量500 m3/h.

表7 DZSN2833三質體智能高頻脫泥篩技術特征表

3 方案對比

方案一優點：1) 單位容積處理能力大。2) 旋流器結構簡單，無運轉部件。缺點：1) 工藝系統結構復雜，增加煤泥水分級旋流器后，存在重復分級作業，與工藝設計原則相違背，相應的配件能耗等費用增加；且分級濃縮旋流器易出現工作不穩定、旋流器溢流有粗顆粒等弊端。2) 為了保證疊層篩脫水效果，需增大篩上沖水量約80 m3/h，會使浮選入料濃度降低至50～55 g/L，而礦漿濃度的高低對浮選效果有直接影響，礦漿濃度在60～80 g/L時，浮選抽出率指標最好[2-3]. 3) 安裝分級旋流器，受廠房空間位置限制，改造難度大。4) 新增設備多，改造成本高。

方案二特點：1) 工藝布置簡潔，工藝適應性強。三質體高頻篩對入料濃度、壓力無特別要求，對選煤廠洗選工藝的適應性較強。2) 脫泥脫水效果優異，為后續設備創造良好的入料條件，三質體智能高頻脫泥篩脫泥效率可達80%以上，篩上物水分一般在30%，是下段離心機的最佳入料條件，同時，由于進入離心機的細粒量減少，也可以進一步地降低離心機產品水分。3) 分級粒度下限低，分級選擇范圍大，工藝適應性好。三質體智能高頻脫泥篩分級粒度可到0.1 mm，在生產過程中，可根據產品灰分，選擇0.25 mm、0.2 mm、0.15 mm、0.125 mm、0.1 mm分級，在滿足產品灰分的基礎上，盡量提高篩上物產率，提高精煤回收量。同時，也可以最大限度地減少浮選機壓力，降低精煤回收成本。4) 改造工作量小。DZSN2833三質體智能高頻脫泥篩自帶機架及入料斗，機架底部為框架結構。改造時，根據現場測量數據，利用原入料管路、原篩上物溜槽、篩下水溜槽，改造工作量不大，微調篩上物溜槽、篩下水溜槽高度即可實現原入料管路與篩機入料箱對接。拆除原精煤泥弧形篩，安裝新三質體智能高頻脫泥篩，在不影響生產的情況下可完成改造工作。5) 設備可靠性高，日常維護量小，三質體智能高頻脫泥篩采用了先進的三質體設計原理，篩框不動，振動器及振動軸微動，篩網正常振動，從原理上保證了設備的可靠性。篩機不需要軸承，也不需要潤滑，日常不需要維修和維護，10個月左右更換一次篩網即可。

4 結 語

綜上比較，三質體高頻篩改造方案從生產效率、產出、產品指標、維護成本等多個方面優于分級旋流器+疊層高頻篩系統方案，適合在老廠房空間狹小環境下改造安裝，能夠實現不停產改造。