邯鄲選煤廠細粒煤高效分級技術的研究與應用

李甜甜，郝巧霞

(冀中能源峰峰集團有限公司 邯鄲洗選廠，河北 邯鄲 056000)

邯鄲洗選廠煤泥分選工藝為：1.0～0.4 mm粒級粗煤泥采用CSS粗煤泥分選機分選，小于0.4 mm粒級浮選。CSS粗精煤經弧形篩再經離心機脫水后為最終粗精煤產品；煤泥分級旋流器溢流+CSS精煤脫水弧形篩篩下水+部分煤泥離心機離心液(另一部分進煤泥桶)[1]進入浮選系統。

CSS粗精煤脫水弧形篩篩孔尺寸為0.5mm-0.7mm，所以進入浮選系統的篩下水中含有大量的大于0.25mm粒級的物料，根據浮選動力學特性，大于0.25 mm粒級顆粒在浮選過程中浮選速度慢，容易從泡沫脫落而損失在浮選尾煤中[2-3]，所以，弧形篩篩下水中大量0.25 mm以上合格精煤顆粒進入浮選系統后，部分會損失到浮選尾煤中。因此，提前將合格精煤分離出來，避免進入下一級分選系統，既能減少因重復分選導致的精煤損失，又降低了下一級分選系統的分選壓力，提高分選效果。所以，降低CSS粗精煤脫水篩的篩孔尺寸，提高分級精度，是解決問題的根本思路[4-5]。

1 邯選廠原工藝效果檢查

1.1 CSS精煤脫水弧形篩篩分效果檢查

對CSS粗精煤弧形篩篩上、篩下物料進行粒度分析，數據見表1。

表1 CSS精煤脫水弧形篩篩上、篩下物料粒度組成分析

從表1數據可以看出，弧形篩篩上物料中小于120目粒級含量為9.59%，灰分為34.09%；篩下物中大于80目含量為43.98%，灰分為10.91%，此部分物料在篩下物料占比較高，灰分較低，可以直接作為合格精煤產品，若此粒級物料進入浮選系統，容易損失到浮選尾煤中，造成精煤損失。

1.2 浮選指標的分析

浮選系統的入料有煤泥分級旋流器溢流、CSS脫水弧形篩篩下水、部分煤泥離心脫水機離心液，對這三部分入料以及生產入浮煤泥分別進行粒度組成分析，數據見表2。

表2 浮選入料粒度組成

從表2中數據來看，煤泥分級旋流器溢流中，大于80 目粒級含量只有2.8%，含量很低，而浮選總入浮中大于80 目粒級含量達17.33%，造成入浮中該粒級含量升高的原因為煤泥離心液和弧形篩篩下水中大于80 目粒級含量高，分別占本級的58.47%、43.98%，所以，降低浮選中大于80目粒級顆粒的含量，關鍵是降低弧形篩篩下水和煤泥離心液中該粒級的含量。

根據2019年各月月綜合數據，對浮選尾煤進行粒度組成分析，數據見表3。

表3 浮選尾煤粒度組成

從表3數據分析可知：浮選尾煤中大于80目粒級含量達9.47%，灰分為27.60%，可以看出，有部分低灰粗顆粒損失到了浮選尾煤中。

1.3 小結

從上述分析結果來看：浮選尾煤中有部分較粗粒級的低灰顆粒。浮選系統中，大于80 目粒級粗顆粒主要來源于CSS粗精煤脫水弧形篩篩下水和煤泥離心機離心液，而減少這部分物料的關鍵在于提高CSS粗精煤脫水篩的分級效率和分級精度。

2 EPS高效細粒分級篩的工業試驗

EPS高效細粒分級篩是一種細粒物料強化篩分的新型專利設備[5]，邯選廠采購1臺型號為EPS-1500的設備，替代雙系統中其中1個系統中的2臺脫水弧形篩，進行工業試驗，并與另外一個系統的弧形篩進行效果對比。

2.1 EPS的設備安裝

原生產工藝流程中，1.0～0.4 mm粒級原煤經CSS粗煤泥分選機分選后，精煤經2臺弧形篩進行一次脫水，弧形篩下水進浮選入料桶，篩上物再經煤泥離心機脫水。EPS高效細粒分級篩替代原系統中的2臺脫水弧形篩，具體安裝如圖1所示。

圖1 EPS設備安裝示意

2.2 EPS設備參數的調整和試驗結果的分析

EPS設備影響煤泥分級效率和分級精度的主要參數為設備的長度、篩縫尺寸以及滾筒轉速(電機頻率)。設備長度為出廠設備固定參數，工業試驗主要試驗內容為調整滾筒轉速和篩縫尺寸。

(1)滾筒轉速試驗。為確保脫水效率和處理量，試驗開始采用0.4 mm篩板，通過調整滾筒驅動電機頻率來改變滾筒轉速，頻率分別為30、35、40、45 Hz，試驗結果如表4、表5所示。

表4 滾筒轉速條件試驗結果——篩上物粒度組成

表5 滾筒轉速條件試驗結果——篩下物粒度組成

分析表4、表5試驗結果可知：隨著滾筒轉速的提高，篩上物料中小于120目粒級含量由3.6%逐漸降低至2.77%，篩上物濃度隨著轉速的提高，由57.6%提升至60.8%；篩下物料中大于80 目粒級含量由30.86%逐漸升高至35.54%，篩下物濃度由10.5%逐步提升至14.1%。

用曲線圖展示幾項參數的變化趨勢，如圖2所示。

圖2 各項參數的變化趨勢

從曲線變化趨勢以及設備的運轉穩定性綜合來看，當轉筒電機頻率為40 HZ時，設備的運轉狀態最穩定，且設備的分級效率也較高。

(2)篩縫尺寸調整試驗。篩縫尺寸的降低，直接影響篩上篩下物料的粒度組成，同時，篩縫尺寸的降低，也會影響設備脫水率和處理量[7]。EPS共5排篩板，篩孔尺寸由大變小的過程中，每次更換的原則是先更換入料端2排篩板，穩定運轉一段時間后，再進行后3排篩板的更換。進行篩縫尺寸調整試驗時，采用不同篩縫組合，來逐步減小篩縫尺寸小，試驗結果見表6、表7。

從表6、表7中數據分析可知：隨著篩縫尺寸的逐步減小，篩上物料的濃度變化較小，篩下物濃度由12.1%降低至7.8%，篩孔尺寸的變化對篩上精煤以及篩下物料灰分的影響較大。

表6 篩縫尺寸變化試驗結果—篩上物粒度組成

表7 篩縫尺寸變化試驗結果—篩下物粒度組成

用曲線圖展示幾項參數的變化趨勢，如圖3所示。

圖3 各項參數的變化趨勢

從圖2-3曲線的變化趨勢可以明顯看出，篩板篩縫從2排0.2 mm+3排0.3 mm調整到全部0.2 mm時，篩上物灰分變化不大，而篩下物中大于80目含量大幅度降低，且篩下物灰分大幅度提升。考慮生產過程中篩縫隨著設備的磨損會有所增大，所以，最終選擇篩板篩縫全部更換為0.2 mm。

2.3 降低離心機篩籃尺寸

將EPS對應的離心機篩籃尺寸由0.35 mm降低至0.25 mm，對2臺離心機產品取樣進行對比，數據見表8、表9。

表8 2種篩縫尺寸的離心機篩上物粒度組成對比

從表8、表9中數據可以看出：篩縫由0.35 mm降低至0.25 mm以后，篩上物料水分略有提高，篩上物料中高灰細泥含量相差不大；離心液濃度降低，且離心液中大于80目含量降低了20.64%，而該粒級灰分僅在11%，離心液中粗粒級的降低意味著離心機多回收，也意味著進入浮選系統的粗粒級減少。篩縫降低后，離心液粒度組成偏細，可直接全部進入浮選系統，避免了高灰細泥在系統中的重復循環。

表9 2種篩縫尺寸的離心機離心液粒度組成對比

2.4 小結

EPS工業試驗主要從2個條件進行了試驗：滾筒轉速和篩縫尺寸。

從試驗結果來看，當滾筒驅動電機頻率為40 Hz，篩縫尺寸為0.2 mm時，各項指標達到了最佳水平。

將EPS對應的離心機篩籃篩縫尺寸降低后，離心液中大于80目含量大幅度降低，篩縫減小后，離心液粒度組成較細，可直接進入浮選系統，避免了高灰細泥在系統中的重復循環。

3 EPS與弧形篩脫水效果對比

改造后，EPS處理北部系統CSS溢流，原系統弧形篩處理南部系統CSS溢流，為了確保弧形篩的脫水效果和處理能力，根據多年來的經驗，弧形篩篩縫尺寸控制在0.5～0.7 mm，2個系統2種脫水設備的指標數據進行對比分析，結果見表10、表11。

表10 2種脫水設備指標的對比-篩上物料粒度組成

表11 2種脫水設備指標的對比-篩下物料粒度組成

從表10、表11數據分析可知：在達到相同的處理量的情況下，EPS分級下限更低；EPS篩上物料中小于120 目高灰細泥含量比弧形篩低一半；對于篩下物料，EPS的篩下物料中大于80目粒級含量比弧形篩降低39.68%。各項數據顯示，EPS比弧形篩分級下限更低，分級更精確高效。

4 應用效果分析

經過一段時間的穩定運轉，分別采取2個系統的浮選入料進行粒度分析，另外，分別取2個系統對應的浮選尾煤進行對比，結果見表12、表13。

表12 2個系統對應浮選入料粒度組成

從表12中數據可以看出，2個系統浮選入料粒度組成差別較大，EPS系統對應浮選入料大于80目含量比弧形篩系統對應的浮選入料少11%，而減少的這部分物料在上一級粗精煤脫水環節隨篩上物料進入最終精煤產品，從而避免其進入浮選系統后對浮選效果的影響[8-10]。

從2個系統的浮選尾煤情況來看，EPS對應系統的浮選機尾煤中大于80 目含量低，且浮選尾煤灰分高，整體浮選效果比弧形篩對應系統的浮選效果要好。

表13 2個系統對應浮選尾煤粒度組成

5 結 語

(1)EPS基于其反復翻拋再造漿、篩縫高效清理以及其處理量大等優勢，在煤泥深度高效分級中起到了極其重要的作用，在不增加篩上物料中高灰細泥含量的同時，極大地降低了篩下物中大于80 目粒級的含量，為后續浮選作業環節提供了粒度保障，減少了合格粗粒在浮選系統中的損失，進一步改善浮選效果。

(2)降低煤泥離心機篩籃篩縫尺寸，離心液全部進入浮選系統，既直接提高了合格粗粒的回收率，同時，又避免了離心液返回煤泥桶造成的高灰細泥在系統中的重復循環污染。

(3)EPS作為一種新型專利產品，設備的運轉穩定性有待進一步驗證。在設備運行穩定可靠的前提下，考慮將另一系統的2臺脫水弧形篩也替換成EPS。