某選煤廠煤泥重介質分選工藝優化實踐

張 陽

（霍州煤電李雅莊礦洗煤廠，山西 霍州 031400）

引言

煤泥重介質旋流器屬于當前分離精度比較高的一種粗泥分離器，其工作原理是選擇阿基米德原理給予懸浮液離心力場分離出來一種密度存在差異的物料。某選煤廠在2014 年完成了新的重型中型技術改造，其中使用了稠密的中型煤泥旋風分離器SDMC550-I 分離粗煤泥，并在試生產后進行了調試。經過幾年的運行，過程系統的設計和過程效果方面的一些缺陷逐步暴露。對于當前出現的問題，選煤廠完成技術措施以及改造，并對系統給予優化，讓其能夠對煤泥HM 生產工藝提出的要求給予滿足。

1 粗精煤分選效果差的原因分析

1.1 粗煤泥分選工藝

煤泥桶中有很多材料主要是源自于原煤的脫碳篩網和巧妙的磁選機殘渣。水力旋流器對煤泥進行分級后，底流進入TBS 分離裝置，濃縮液和殘渣通過TBS 分離裝置進行脫水后，振動篩和離心機被用作粗清潔煤產品以及中型的煤產品，分別把TBS 濃縮振動篩水以及清潔煤離心機和離心液輸送到煤泥桶，TBS 尾礦振動篩水直接進入增稠器。中煤離心機其離心液返回到中煤的脫媒篩。粗泥分離具體可以參照圖1 所示。

圖1 粗煤泥分選原則流程圖

1.2 生產指標分析

以某選煤廠月度生產指標作為例，按月去完成計算，該洗煤廠當月其整體容積效率只有88.70%，其中物料需要進行50～1 mm 分選的容積效率可以達到93.00%，其中＜0.2 mm的物料，其當前的分選效率是74.00%，＜0.2 mm 物料其分揀量效率可以達到98.00%。即便認定分選旋風分離器會超出粗粒度的不匹配范圍，并且在浮子中計算出測量誤差和其他因素[2]，＜0.2 mm的顆粒分數的計算效率也相對較高，粗煤泥分離1～0.2 mm的效率并不是很理想。并且，TBS 尾礦振動篩上物料的漂浮以及下沉測試數據顯示，TBS 尾礦中仍然有非常多的低灰分產品[1-2]。

2 現狀調查分析

2.1 煤泥重介工藝系統調查分析

中濃煤泥旋風分離器的材料來自于干凈煤制成的弧形篩網、篩網下方的部分以及線性振動篩分散部分的第一副篩網。煤泥HM 旋風分離器的溢流通過收集容器分配到用于清潔煤的磁力分離器中。在通過磁選機回收了介質之后，殘留物會進入精制煤泥的粗拱篩中完成粗切割。篩子下的物料先完成浮選，篩子上的物料放入斗中，使用凈煤的一種濾網離心機和一次浮選濃縮液共同完成離心機脫水，脫水之后的煤變成成品儲存運輸；由煤泥HM 旋風分離器分離的底流通過集煤箱分配至磁選機，使用磁選機完成回收之后將殘留物放入到斜管的濃縮器。對系統制造過程里存在的問題給予考量，針對其自身的工藝性能去完成測試，將煤漿的重介質旋風分離器的粒徑組成示于下頁表1，將溢流粒徑的組成示于下頁表2。下溢粒徑構成詳見下頁表3 所示。

從表1、表2 以及表3 能夠看出，煤泥HM 旋風分離器進料灰分達到了26.1%，分離之后的精煤灰可以將其分成23.5%，均值灰分煤灰為29.38%。中間煤中潔凈煤的損失率較高，說明煤泥HM 旋風分離器分離效果差。

表1 煤泥重介旋流器入料粒度組成

表2 煤泥重介旋流器溢流粒度組成

表3 煤泥重介旋流器底流粒度組成

2.2 煤泥重介質旋流器操作參數現狀

通過觀察煤泥HM 旋風分離器其具體的操作參數，其中會存在很大的缺陷，諸如進料壓力其產生的大波動并不是十分的不穩定，產生的這些缺陷對于分離效果會產生不同程度的影響。在把煤泥合格的中間桶抽空，液位低或者并未出現液位的時候，煤泥旋風分離器其產生的壓力只有0.13 MPa，如果煤泥液位合格，則不能滿足生產工藝要求。中桶正常，壓力為0.33 MPa，符合黏液中旋風分離器在生產工藝上提出的要求。

3 優化煤泥重介工藝系統方案設計

按照系統里出現的問題以及具體的操作情況，提出以下設計方案以進行過程優化。

1）在新中街二樓，將713 號循環水管上的d108mm鋼管連接到防泥中間桶上，并在離地面1 500 mm 高的地方安裝一個自動控制閥。調節器控制秘密控制室中的閥門開度。在原煤重介質作業系統中，由于流速低，當無法確保機筒中的煤泥合格介質的液位時，通過補水向機筒中添加水以確保機筒中的工作液位適用于煤泥的中桶。

2）在精煤磁選機3045 號精礦段加裝分流器,并且在煤泥合格介質分選密度并不高的時候,運用分流器打分流的形式將其中的一部分介質融入到煤泥合格的介質桶中,通過這樣的方式去對煤泥重介旋流器當前的分選密度進行調整。

4 煤泥重介工藝系統優化改造之后獲得的成效

通過針對煤泥重介工藝系統去對其給予有效的優化以及改造之后,煤泥當前合格介質桶在操作液位能夠將其控制在適宜的范圍中,讓煤泥重介旋流器入料產生的壓力可以保持自身的穩定性,煤泥重介系統生產上的穩定性獲得了有效的提升,相關指標都有所提升。工藝系統優化改造前后煤泥重介旋流器工藝對比見圖2 和圖3。

圖2 工藝系統改造前設備流程

圖3 工藝系統改造后設備流程

5 改進方案

5.1 改進思路

TBS 是目前在中國廣泛使用的粗泥分離器。它的優點是低能耗和低維護。它能夠完成無人值守以及自動操作，通過這樣的方式能夠有效降低緊密介質分離產生的消耗，同時能夠提升浮選的效果。可是，因為其分選機制產生的制約，顆粒其產生的干擾沉降受粒徑和密度的影響。在分選過程中，不同大小和密度的顆粒可以具有相同的沉降速度，這需要將TBS的進料尺寸保持在狹窄范圍內，并保持進料的組成相對穩定。

為了根據煤質試驗的分析結果得到理想的TBS進料組成，必須避免重復分離分離出的物料，即細中分離篩和篩下的稀介質。挑選適宜的粗加工設備去完成對保留煤炭產品進行清潔，同時防止再次分類。第二個是防止重復分類低于TBS 分類下限的物料。也就是說，應盡可能簡化進入煤泥桶的物料，僅合理安排脫鈣篩下的水和細磁選殘渣的目的地，TBS 濃縮脫鈣篩水和潔凈煤離心液。

5.2 改進措施

1）篩下細粉和中間稀釋劑分開處理。用鋼板將普通的中型圓筒分成兩部分，設置一個單獨的泵，將原始過程更改為中型和中型中等篩，然后將中型圓筒分別放在篩下，然后將其驅動到一個單獨的篩中磁選機進行加工。將細碳磁選殘渣和TBS 精礦混合到脫鈣和脫水過程中，中國磁碳分選殘渣最終進入煤泥桶。

2）將TBS 精礦的脫鈣篩網中的水直接送入浮選過程，將用于清潔煤的離心機中的離心液與用于清潔煤的稀介質一起送入機筒，然后返回磁力分離器進行清潔。并且物料進入泥漿桶簡化為脫鈣的白水和中等重量的磁性碳渣[3-5]。

6 結語

煤泥-HM 工藝系統在進行優化改造之后，煤泥-HM 旋風分離器當前的分離效果能夠獲得有效提升，仍需要不斷改進和優化煤泥-HM 分離工藝，確保設備的分選效果。