淺析古漢山礦洗煤廠浮選系統的改造與優化

周振家 趙彭成

（河南焦煤能源有限公司古漢山礦洗煤廠 焦作 454300）

浮游選煤技術源于1980年以前洗煤廠的細煤泥處理流程，但傳統浮游選煤技術容易出現細泥無法排除、水量不易平衡等問題。目前，我國的動力能源依然以煤炭為主，并隨著機械化采煤程度的提高，原煤中細粒度煤占比也越來越大，次生煤泥量也在洗選過程中因碰撞摩擦逐漸增加，出現洗選加工細顆粒煤泥量增加、精煤不易脫水及循環水質效果較差的問題，甚至還會導致產品灰分與水分偏高[1]。因此，探究洗煤廠浮選系統的改造和優化是至今都值得我們思考的重要課題。

1 古漢山礦選煤廠概況

古漢山洗煤廠始建于二十世紀九十年代初，于2008年正式開始進行投產，是一座年處理能力約為120萬噸的礦井型選煤廠。隨著煤炭市場變化，原半入洗跳汰選煤轉變為全入洗跳汰選煤。2001年，改造了煤泥水處理系統，安裝了750m2的板框式壓濾機，實現了洗水閉路循環。2005年，通過技術改造，選煤工藝進階為塊煤跳汰—末煤重介—煤泥水浮選聯合工藝。2010年，完成原煤運輸能力提升與儲裝運系統改造，并新增臥脫系統。2012年，通過新增集成式塊中煤重介分選系統，成功將塊中煤從中煤或矸石中分選出來。2019年新增塊中煤破碎機用于末煤摻配。

2 古漢山洗煤廠浮選系統存在的問題

（1）浮游選煤效果差，精煤抽出率低

從表1可以看出，當原煤煤質較好時，浮選精煤技術依然出現灰分低、煤泥發熱量偏高的問題。整體精煤抽出效果不理想，導致部分精煤未被回收進入副產品煤泥中，造成企業巨大經濟損失，違背公司副產品減量化政策[2]。

表1 2019年浮選精煤及煤泥主要指標一覽表

（2）浮游選煤機分選精度低，精煤效果差

隨著企業對礦區的不斷深入開發，也就意味著入洗原煤煤質變差，泥煤占比提高等問題即將出現，浮游選煤技術也將面臨更大的技術挑戰。經過表2探究分析，筆者發現入浮原料超過0.3mm以下粒級時，作用明顯，浮出效果較差，且精煤抽出率不足理論值的1/3[3]。同時，原浮選系統所采用的JAMESON浮選機隨著礦區的深度開采，該設備逐漸出現分選效率低，處理精度不高的弊端，最終導致古漢山洗煤廠浮游選煤系統運行未達預期，企業面臨巨大損失。

表2 古漢山煤泥浮選試驗記錄表

（3）難以適應市場要求，經濟效益差

隨著時代的進步，環保已成社會必要趨勢，高泥煤市場面臨巨大挑戰，需求受限，若煤泥銷售困難將造成煤廠大量堆積，極大制約了礦場發展。另外，原分選工藝不適應目前焦煤公司精準分選技術要求，也是影響古漢山洗煤廠的經濟效益的重要因素。

因此，浮游選煤系統的改造和優化是不可忽視的技術問題，我們要致力于降低尾煤發熱量，提高精煤回收率，實現原煤全粒級入洗，保障煤炭產品質量，逐步提升企業經濟效益。

3 古漢山選煤廠浮選系統的改造和優化

（1）解決煤泥水系統粗顆粒問題

經過分析煤泥水系統粗顆粒的主要來源為洗煤量超出設備處理能力、古漢山礦礦井離心脫水機篩縫磨損等問題，筆者將解決措施分為以下幾個方面：

第一，礦井水截粗改造。為有效提取出煤泥內的精煤，選煤廠進行如下改造：自礦井水底流經1#弧形篩（0.25mm）截粗，篩上物（+0.25mm）進入事故撈坑，經撈坑提升機進入203膠帶輸送機，進入跳汰洗選；篩下物（-0.25mm）進入302濃縮池，生產煤泥產品。

第二，循環水截粗改造。針對離心脫水機磨損等問題，選煤廠將217脫泥篩篩下水和離心機離心液直接排至301濃縮池，經過沉淀之后，讓其流經2#弧形篩（0.25mm）截粗，篩上物（+0.25mm）進入精（末）煤；篩下物（-0.25mm）進入浮選入料池，進行浮選作業。

（2）優化藥劑使用

古漢山浮選系統安裝之后，一開始并未正常運行，直到2017年才開始逐漸運行，由于核心部件選機與其他機械工作原理存在較大的出入，工作人員也缺乏相關經驗與細節管理，浮選藥劑添加全憑以往經驗累積或集控室情況反映，不能針對浮選系統科學添加最合適的藥劑量，導致藥劑添加量過多或者過少，影響浮選效果。因此，選煤廠根據實際情況在藥劑管道上增加了流量計，經過無數次實驗和分析，總結出最優顆粒藥劑添加量，一舉兩得，既保證了浮選效果，又減少了藥劑浪費。

（3）聯合浮選工藝優化

杰姆森浮選柱底流由渣漿泵從礦漿桶抽出進入礦漿分配器，均分給礦化器和礦化管，形成負壓，空氣自動吸入與礦漿充分接觸、碰撞，致使礦漿均勻礦化，到達底部反射時，筒體基本無壓。壓力的變化，使得礦漿氣泡迅速析出、增大，帶著煤粒上浮至浮選筒表面溢出至精礦收集槽，尾礦則從底部U形管進入尾礦調節箱排除，極大調節了浮選液面。另外，射流式微泡浮選機不單獨加藥，選用一段浮選殘留，使礦漿在渣漿泵的運轉之下，讓礦漿得到一定礦化，打入管道流通，速度為1.2m/s以上，固液比重的不同，會使礦漿在煤粒與藥劑碰撞下進一步礦化[4]。另外，一段浮選殘留藥劑滿足射流式浮選機的浮選藥劑添加需求，有效降低了濃縮機藥劑量。使上方漂浮的煤泥沉降至濃縮池底部，改善循環水質。浮選精礦粗顆粒增加，提升了消泡速度，利于壓濾機入料流暢，壓濾水分下降，精煤壓濾效率提高。最后，射流式浮選機可有效處理0.5～0.25mm的煤泥顆粒，提升了浮選效果，極大增加了企業經濟效益。

（4）位置布置選擇

根據實踐分析得出，我們要優先考慮聯合建筑物，科學規劃煤礦場地，方便生產管理；滿足各種設備工藝布置要求，力求簡潔規劃整齊，符合3M0模數制、采光、通風等要求；考慮廠房變形縫，防止建筑物地基沉降，結構發生變形或者遭到破壞；設備布置遵循生產操作與安全生產要求，保持足夠操作和通行距離，符合工藝流程作業順序，減少轉載，節省勞力；符合檢修工作要求，預留檢修位置，保持礦場各系統長效運行；符合廠房建筑物要求，加設固定裝置，打穩地基，促進洗煤廠安全平穩運行。

4 結語

綜上所述，浮游選煤技術至關重要，古漢山選煤廠需要不斷與時俱進，不斷發現問題，解決問題，進行自我改造和優化，提高選煤效果與精煤抽出率，提高企業經濟效益，促進行業經濟有序發展。