疊層高頻振動細篩在選煤廠技術改造中應用

馬 瑞

（山西焦煤西山煤電屯蘭選煤廠，山西 古交 030200）

山西屯蘭選煤廠選能力為3.60 Mt/a，現有2套洗選工藝相同的生產系統。生產工藝為：塊煤采用三產品重介旋流器分選； 粗煤泥使用分選機分選；細煤泥采用浮選結合壓濾回收工藝。選煤廠對原煤洗選后得到的精煤為1/3焦煤 （硫份＜0.55%、灰分＜9%），用以煉焦及發電；洗混煤則作為周邊電廠動力煤；矸石則用以井下采空區充填。

1 洗選系統粗煤泥分選存在問題分析

選煤廠現采用的洗選系統于2011年投產，其中粗煤泥采用CSS型采用分選機分選，其分選得到的溢流后續經水力分級旋流器（直徑500 mm）、振動打擊弧形篩（篩縫0.3 mm）以及離心機處理后得到粗精煤，具體分選系統粗煤泥分選流程見圖1。

圖1 粗煤泥分選流程

由于不同粒經原煤在分選介質中具有不同沉降速度，為了確保入料中各個粒級中存在的原煤均可上浮則需要增加浮選介質密度，從而使得分選機溢流中灰分含量增加，溢流中灰分成為能否在后續處理中高效脫除，是影響儲煤泥分選效果關鍵所在[1-3]。在實際生產過程中分級旋流器、弧形篩拖泥具有以下問題：

1）采用的水力分級旋流器分級效率不高（一般在50%～60%），底流中夾細多（一般在30%～40%）。

2）采用的弧形篩篩縫在0.3～0.6 mm、篩縫較大，在篩除高灰細泥時容易出現篩下跑粗問題。

3）篩板存在磨損周期，當弧形篩出現一定程度磨耗時容易出現竄料、堆料等不良工況，進一步降低脫灰效果。

2 改造技術方案

為降低精煤產品中灰分、穩定精煤產量，并在一定程度上提升粗精煤回收率，選煤廠在2020年5月開始進行計算改造，主要是采用疊層高頻振動篩（型號D5FG1021）代替原有分選系統中的2臺分級旋流、1臺弧形篩，提高粗精煤回收效率。具體粗煤機分選工藝改進后的分選流程見圖2。

圖2 改進后的分選流程

3 疊層高頻振動細篩結構及特點分析

3.1 設備機構及工作原理

改造采用的D5FG1021疊層高頻振動篩結構主要有給料箱、篩箱、集料器（篩上及篩下）、機架、檢修臺、振動電機以及激振排等構成，具體使用的疊層高頻振動篩結構見圖3。

圖3 疊層高頻振動篩實物

采用的疊層高頻振動篩通過振動電機提供驅動力，利用共振原理實現振動篩直線、激蕩兩種振動，從而提升篩分效果。采用的疊層高頻振動篩結構簡單、技術先進，是現階段細粒物篩分中最新先進設備之一[5-6]。

3.2 設備技術特點

采用的疊層高頻振動篩篩箱表面均采用耐磨聚氨酯涂層全覆蓋、并呈多層布置形式，上部篩網在激振排、篩箱符合振動作用下，每一層篩箱由于可單獨給料從而布料較為均衡，篩下物、篩上物單獨出料互不干擾[7-8]。篩箱內篩網均為耐磨、高彈性、高強度聚氨酯篩網，開孔率介于30%～45%，使用過程中不易出現堵孔。篩機有通過兩次減震（一次減震通過機架與篩箱間橡膠減震彈簧實現；另外一次通過地基基礎與機架間橡膠減震彈簧實現），從而降低設備運行過程中對地基基礎載荷，降低對基礎要求。具體采用的疊層高頻振動篩技術參數見表1。

表1 疊層高頻振動篩技術參數

4 改造效果分析

將疊層高頻振動篩替代原有的分級旋流器、弧形篩后，篩上物經脫水處理后作為精煤產品銷售。同時采用疊層高頻振動篩后也有效解決了弧形篩除泥效果差、容易跑水問題。疊層高頻振動篩占用空間小、處理能力強，后續維護簡單，改造原來給選煤廠帶來了明顯的經濟效益。

4.1 除泥效果分析

為了考察改造效果，對疊層高頻振動篩篩分效果機械跟蹤考察。漿料分別給弧形篩、疊層高頻振動篩后對除灰效果進行分析。具體漿料成分組成見表2，弧形篩、疊層高頻振動篩篩分效果見表3。

表2 漿料成本組成

從表2中看出，各粒級灰分含量隨著入料粒度下降而呈增加趨勢。綜合脫泥除灰以及煤泥回收效果，疊層高頻振動篩通過0.15 mm篩孔分選入漿煤泥；弧形篩篩縫為0.3 mm，可對0.15～0.21 mm以上粒徑物進行篩分。

從表3看出：

表3 弧形篩、疊層高頻振動篩篩分效果對比

（1）分選旋流器對漿液分級處理效果能力較差，篩下底流中跑粗、夾細問題較為嚴重，分級效率較低；弧形篩可對篩上物粒徑有效控制，但是篩下物存在跑粗嚴重，造成粗精煤損失嚴重。疊層高頻振動篩分級處理能力，篩上、篩下物粒度控制能力均高于分選旋流器、弧形篩，同時可有效避免篩下物跑粗問題，提高粗精煤回收效率。

（2）疊層高頻振動篩、弧形篩均可實現對0.15 mm粒徑以上物料進行篩分，因而將0.15 mm以上粒級產率當作篩上物產率，具體疊層高頻振動篩篩上物產率可達80.48%，較普通的弧形篩篩上物產率產率高4.95%； 疊層高頻振動篩篩分率達到54.71%，較弧形篩高6.43%，表明采用疊層高頻振動篩可實現對入料漿液中的大量高灰細泥進行篩分。

綜合上述分析得知，疊層高頻振動篩分選效果明顯高于分級旋流器+弧形篩組合，在對浮選系統物料粒徑控制方面效果表明明顯，可對分選系統入料性質控制以及提升粗煤泥回收率均有一定的促進作用。

4.2 經濟效益分析

選煤廠采用疊層高頻振動篩替代弧形篩后，尾煤泥中灰分含量由30%提升至60%，粗精煤產率也增加2.56%以上，改造前后設備使用效益對比情況見表4。

表4 改造前后設備使用效益對比

從表中看出，弧形篩、疊層高頻振動篩運行成本分別為5萬元/a、10萬元/a，選煤廠按照0.36 Mt/a洗選量來計算每年可多回收精煤約0.012 3 Mt，年增加經濟效益約1 150萬元。

5 結語

為了降低選煤廠生產成本并提升精煤回收率，提出采用疊層高頻振動篩替代弧形篩、分級旋流器對粗精煤進行回收。現場改造后，粗精煤回收率由77.92%提升至80.48%、粗精煤中灰分也由13.07%降低至9.89%。通過技術改造不僅提升了粗精煤產量而且也避免了資源浪費，給選煤廠帶來較好的經濟收益。具有推廣應用價值。