YWZA-50型沉降過濾式離心脫水機在錦達煤業(yè)的改造實踐

郭玉明，楊福明，鄧樹龍，賈 昊，袁伯文，王德恩

(1.額濟納錦達煤業(yè)有限責任公司，內(nèi)蒙古 阿拉善盟 750306；2.唐山億思特選煤科技有限公司，河北 唐山 063020)

中蒙煤炭有限公司錦達選煤廠設(shè)計處理能力為2.0 Mt/a，主要入選蒙古國進口原煤，采用原煤全級入選，跳汰主洗—煤泥浮選聯(lián)合工藝。三產(chǎn)品跳汰機分選的產(chǎn)物中大于13 mm的精煤經(jīng)直線篩脫水脫泥后進入精煤膠帶機，形成塊精煤產(chǎn)品；13～0.5 mm末精煤進入立式離心脫水機脫水后進入精煤膠帶機，形成末精煤產(chǎn)品；小于0.5 mm的煤泥進入浮選作業(yè)，形成精煤泥產(chǎn)品。

浮選精煤采用2臺XMGZ250/1600—U型箱式壓濾機脫水回收，但該壓濾機處理能力有限，無法滿足浮選精煤量大的需求，不僅嚴重制約了原煤的入洗量，影響生產(chǎn)的正常、有序進行，而且選煤廠自運行投產(chǎn)以來，精煤水分一直居高不下，特別是浮選精煤水分有時甚至高達35%～37%，在入洗泰拉原煤時，情況更加嚴重。

1 浮選及浮選精煤脫水工藝

浮選及浮選精煤脫水工藝見圖1。

圖1 技術(shù)改造前浮選及浮選精煤脫水工藝

精煤泥進入水力旋流器進行分級，其底流進入弧形篩進行脫水處理，弧形篩篩上產(chǎn)物給入立式離心脫水機脫水后形成末精煤產(chǎn)品，離心液返回水力旋流器進行再次分級；水力旋流器溢流及弧形篩篩下水給入浮選機進行煤泥分選，浮選精煤進入壓濾機脫水后形成精煤壓濾濾餅。

離心液返回到水力旋流器進行再次分級回收，這就形成了局部小循環(huán)[1]，加劇了細粒煤泥在系統(tǒng)內(nèi)的積聚，不僅造成該部分煤泥不能得到有效回收，而且也會影響生產(chǎn)系統(tǒng)的良性、有序循環(huán)。其中精煤濾餅水分高達33.70%，致使總精煤水分嚴重超標，直接影響精煤產(chǎn)品的質(zhì)量和用途，進而影響到客戶的需求及產(chǎn)品的銷路。

2 YWZA-50型沉降過濾式離心脫水機的工作原理和技術(shù)特征

2.1 工作原理

YWZA-50型沉降過濾式離心脫水機是在離心力的作用下實現(xiàn)固液分離的[2-3]。首先煤漿經(jīng)入料管給入離心機螺旋體內(nèi)，再經(jīng)螺旋體的出料口進入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)腔，在轉(zhuǎn)鼓的高速旋轉(zhuǎn)下獲得比重力大數(shù)百倍的離心力，煤漿形成環(huán)狀沉降區(qū)，密度大的固體顆粒貼附在轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)壁上，逐漸形成沉淀層，煤炭顆粒迅速沉降在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上，水攜帶少量微細顆粒自大端溢流口排出，形成離心液。利用螺旋與轉(zhuǎn)鼓的差速運動，沉淀在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上的顆粒從螺旋段被輸送到過濾段，水與少量煤泥經(jīng)篩縫排出，形成濾液。煤炭經(jīng)再次脫水后從小端排料口排出，形成脫水產(chǎn)物[2-3]。

YWZA-50型沉降過濾式離心脫水機結(jié)構(gòu)見圖2。

1—三通蝶閥；2—從動皮帶輪；3—入料端主軸承座；4—入料端樞軸；5—入料管；6—轉(zhuǎn)鼓；7—螺旋；8—機殼；9—隔振彈簧；10—差速器端樞軸；11—差速器端主軸承座；12—行星齒輪差速器；13—機械保險；14—差速器油箱；15—機架；A、B、C、D—潤滑位置圖2 YWZA-50型沉降過濾式離心脫水機結(jié)構(gòu)示意

2.2 技術(shù)特征

YWZA-50型沉降過濾式離心脫水機是在吸取現(xiàn)有沉降過濾式離心脫水機的優(yōu)點，總結(jié)現(xiàn)有設(shè)備存在問題的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新研制的新型設(shè)備。其兼?zhèn)溆须x心沉降和離心過濾的功能，與其他脫水設(shè)備相比較，處理能力更大。另外，YWZA-50型沉降過濾式離心脫水機具有較強的適應(yīng)性，對粒度較細、灰分較高的煤泥能夠很好的回收，且脫水產(chǎn)物水分較低[3]。YWZA-50型沉降過濾式離心脫水機技術(shù)特征[4]見表1。

表1 YWZA-50型沉降過濾式離心脫水機技術(shù)特征

另外，沉降過濾式離心脫水機的處理量及脫水產(chǎn)物的水分與入料的粒度組成和入料濃度密切相關(guān)[5]。一般情況下，粒度越細、濃度越低，則處理量越小、脫水產(chǎn)物水分越高；反之，處理量大，脫水產(chǎn)物水分低。

3 YWZA-50型沉降過濾式離心脫水機的工藝效果

YWZA-50型沉降過濾式離心脫水機的脫水產(chǎn)物粒度組成見表2，脫水產(chǎn)物的分配曲線見圖3。由圖3可知，在分配率為50%時分離粒度(Sp)為0.057 mm，即該粒徑的煤粒分配到脫水產(chǎn)物或離心液(含濾液)中的概率皆為50%。

表2 YWZA-50型沉降過濾式離心脫水機的入料及產(chǎn)物粒度組成

圖3 脫水產(chǎn)物的分配曲線

YWZA-50型沉降過濾式離心脫水機的評定指標和計算參數(shù)見表3。計算得知，以規(guī)定粒度為0.045 mm計算該沉降過濾式離心脫水機粗粒的正配率為86.84%，細粒的正配率為83.29%，兩者正配率都達到80%以上，分級效率為70.14%。通過粒度(S95)為0.070 mm，說明離心液和濾液中95%是0.070 mm以下的細泥。

4 改造方案

為了解決浮選精煤濾餅水分高、總精煤水分嚴重超標的問題，經(jīng)分析論證和考察，結(jié)合錦達選煤廠工藝特點和空間置位，決定增設(shè)1臺YWZA-50型沉降過濾式離心脫水機以減輕2臺精煤壓濾機的脫水壓力，提高產(chǎn)能，降低產(chǎn)品水分[6-8]。

表3 YWZA-50型沉降過濾式離心脫水機的評定指標和計算參數(shù)

4.1 技術(shù)改造后浮選及浮選精煤脫水工藝

技術(shù)改造后浮選及浮選精煤脫水工藝系統(tǒng)如圖4所示。

圖4 技術(shù)改造后浮選及浮選精煤脫水工藝系統(tǒng)

技術(shù)改造后，精煤泥經(jīng)水力旋流器分級，水力旋流器底流進入弧形篩進行脫水處理，弧形篩篩上脫水產(chǎn)物進入沉降過濾式離心脫水機脫水后得到粗精煤產(chǎn)品，沉降過濾式離心脫水機的濾液和離心液、弧形篩篩下水與水力旋流器溢流的細煤泥一起進入浮選，在保證工況的前提下，浮選精煤主要進入沉降過濾式離心脫水機進行脫水處理，脫水后得到粗精煤產(chǎn)品，一部分進入壓濾機得到精煤濾餅。

4.2 技術(shù)改造前后對比

(1)技術(shù)改造前，使用立式離心機對粗煤泥進行脫水處理，會導(dǎo)致其脫水產(chǎn)物水分偏高，同時立式離心機并不能完全回收這部分精煤，其離心液又返回到水力旋流器進行再次分級回收，這就形成了局部小循環(huán)，從而加劇細粒煤泥在系統(tǒng)的積聚，且使其得不到有效回收。

(2)技術(shù)改造后，粗煤泥和部分浮選精煤一起進入YWZA-50型沉降過濾式離心脫水機，這使得沉降過濾式離心脫水機的入料粒度變粗，相當于摻粗[9-11]，有利于降低脫水產(chǎn)物的水分，同時能夠有效回收這部分粗煤泥，避免了系統(tǒng)局部小循環(huán)造成細煤泥積聚而得不得回收造成的浪費，且能保證系統(tǒng)良性、有序的運行。

(3)技術(shù)改造后，不僅提高了沉降過濾式離心脫水機的脫水處理能力，降低了精煤泥水分，而且解決了之前在生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)的精煤壓濾來料量大、處理不完時，只能通過降低小時帶煤量來保證連續(xù)生產(chǎn)的困擾。

5 經(jīng)濟效益

5.1 降低銷售精煤水分

技術(shù)改造前，經(jīng)過壓濾機脫水后的浮選精煤水分為31.5%，總精煤水分約為15%，導(dǎo)致外銷精煤水分超過12%，嚴重制約了精煤的質(zhì)量和銷路。技術(shù)改造后，經(jīng)沉降過濾式離心脫水機和壓濾機脫水后的浮選精煤水分可降至18%以下，從而可確保外銷精煤產(chǎn)品水分控制在10%～12%，滿足了用戶的使用要求。

5.2 提高年入洗量

技術(shù)改造前，由于浮選精煤壓濾機處理能力的限制，帶煤量一直控制在260 t/h，技術(shù)改造后選煤廠入洗能力由260 t/h提高到350 t/h，按入選1 t原煤能獲得凈利潤50元計算，一年可增加利潤1 620萬元。

5.3 提高浮選處理能力和精煤回收率

技術(shù)改造后，浮選機單機處理能力實現(xiàn)最大，浮選尾礦灰分由50%上升到58%，小時處理量由96 t增加至101 t，最終精煤回收率增加了5～8個百分點，預(yù)計全年實現(xiàn)凈利潤900萬元。

6 結(jié) 語

錦達煤業(yè)通過使用YWZA-50型臥式沉降過濾式離心機，回收了大于0.045 mm粒級為主的精煤泥，脫水產(chǎn)物水分低，固體回收率高。浮選精煤水分由31.5%降到了18%，降幅高達42.86%；入洗能力提升了35.14%。精煤產(chǎn)品水分的降低，不僅大幅減少了商務(wù)糾紛，而且提升了企業(yè)對外形象，同時全年可增加利潤2 500多萬元。