馬蘭選煤廠降低介質消耗的技術措施與實踐

孫愛軍

（西山煤電（集團）有限責任公司，山西 太原 030053）

1 馬蘭選煤廠概述

馬蘭選煤廠是西山煤電集團馬蘭礦配套建設的礦井型選煤廠，設計入洗能力為400萬t/年，入洗原煤來自馬蘭礦開采的2號、8號原煤，為優質肥煤。原采用跳汰浮選的洗選工藝流程，2003年采用無壓三產品重介質旋流器替換跳汰機升級為無壓三產品重介質旋流器+浮選的洗選工藝流程。隨著馬蘭礦采掘深度的不斷延伸，礦井開采逐步向深部含泥量較高的煤層推進，現階段開采的太原組2號煤層的鋁土泥巖及8號煤層的炭質泥巖含泥量達到15%左右，洗選煤泥含量的增加直接導致馬蘭選煤廠的重介質消耗居高不下，噸煤介質消耗2.75 kg，較行業平均水平1.25 kg高出1.5 kg，增加了原煤洗選成本。加強介質消耗管理成為生產過程中的重中之重[1]。

2 介質消耗過高的原因分析

2.1 工藝原因

重介質消耗水平是衡量重介質選煤廠洗選工藝和管理水平的重要技術經濟指標，介質消耗高嚴重增加了企業的生產成本。針對馬蘭選煤廠重介系統介質消耗高存在的問題進行分析，主要是重介洗選工藝和生產管理存在的問題，確定了介質消耗高的主要原因。

1）脫介篩的脫介效果差是造成介質消耗高的主要原因，馬蘭選煤廠采用的具有磁性的不銹鋼脫介弧形篩的物料過厚篩孔小，使介質在篩上積累較多，易跑介，重介質隨煤流被帶走，導致精煤帶介嚴重，直接增加了生產成本，影響后續產品的技術指標。

2）懸浮液密度不穩定增加脫介難度。懸浮液密度較高時使較多的介質粉黏附在煤粒上，不易脫介，增加了脫介篩合格介質段的脫介難度，較多的介質進入到磁選機中，導致磁選機的工作負荷加大。

3）磁選機作為介質凈化回收的主要設備，磁選效率的高低直接影響介質的損耗。由于馬蘭選煤廠原煤煤質的不穩定、煤泥含量較大，進入稀介磁選機的分流量大、煤泥含量多，直接影響介質的回收率。

4）洗選工藝和現場管理不規范、檢修不到位，也在一定程度上造成介質的“人為流失”。

2.2 設備原因

通過現場觀測分析，脫介弧形篩技術參數不合理是導致介質消耗高的主要原因，而后續的磁選機未能有效回收介質也增加了介質的損耗。針對弧形篩和磁選機兩個關鍵環節進行分析。

2.2.1 弧形脫介篩技術參數不合理

1）脫介篩噴水的壓力、水量較小。懸浮液密度較大時介質易與原煤粘連成團，在脫介篩噴水壓力≤0.3 MPa、水量較小時，不能有效噴透篩上物，洗選效果不佳造成跑介，介質隨原煤流失。

2）脫介篩噴頭的選用和安裝角度不合理。噴頭選用較小易堵塞，無法噴沖堵塞區域的物料，增加介質消耗。應合理安裝脫介篩噴頭的角度，如安裝角度過低，會使噴灑面積較小；如安裝角度過高，則會降低噴灑力度，不能有效沖洗掉介質。

3）入料原煤的顆粒度較細。入洗原煤的顆粒度較細時，會使其總體表面積增加，加大與介質的混合率，直接導致介質消耗加大，在處理相同噸數的原煤消耗時的介質增加。

4）脫介篩超負荷運轉。主洗車間應根據洗選能力嚴格控制生產能力，避免脫介篩超負荷運轉，降低其使用壽命，增加動能的損耗，間接導致原煤帶介量增加。

2.2.2 磁選機未能有效回收介質

為合理調節重介懸浮液的密度，馬蘭選煤廠在生產調試過程中，往往采用增加分流量來提高懸浮液的密度。如果分流控制不合理，分流量過大時會增加物料的介質附著量，直接增加后續稀介質系統中的懸浮液濃度與黏度，影響磁選機的回收效率。

同時，磁選機采用自行卸料方式，往往會使較多的介質黏附在滾筒上，直接降低磁選機對介質的回收率[2]。

3 優化改造方案

3.1 重介系統

采用重介工藝系統介質消耗較大的主因是入洗原煤的含泥量大。為此，馬蘭礦選煤廠對原有洗選工藝流程進行技術改造，采用脫泥篩+無壓三產品旋流器+粗煤泥TBS分選+浮選的聯合工藝（見圖1），采用脫泥篩對原煤予以脫泥，采用三臺1.2 m重介旋流器替代6臺1.0 m重介旋流器提高分選效果，加裝單獨TBS粗煤泥分選機使粗煤泥通過重選和浮選得到有效分離，然后采用高頻振動篩對粗精煤進行篩分，用浮選處理細粒煤泥。

圖1 馬蘭選煤廠改造后重介系統工藝流程

3.2 弧形篩

1）通過對弧形篩進行優化改造，對物料進行預先脫泥，降低細顆粒的入料。同時，針對原弧形篩噴頭及噴水壓力不足，將噴水壓力控制在0.3~0.4 MPa左右；具體噴水量結合弧形篩的處理能力、物料量和粒度綜合設定，噴頭采用加壓分散性好的噴嘴。并嚴格控制用水量，降低生產成本。

2）現在操作時，應根據重介質密度來調整入料。避免弧形篩超負荷運行。馬蘭選煤廠實際生產情況的處理量為600 t/h；在煤質不穩定，煤泥含量較高時，應控制在400 t/h以下，特殊情況下停車調整入料。同時，采用沒有磁性、自清潔能力較好的聚氨酯篩板替換不銹鋼篩板，提高脫介效果。

3）為避免弧形篩入料處懸浮液外溢噴濺，使用隔板將給料箱分割開，降低物料進入給料箱的速度；同時結合物料進弧形篩的速度與切線防線，通過增加引流裝置，調節入料角度改變物料的運動方向，避免懸浮液的外濺，提高弧形篩的脫介效果。

4）弧形篩的噴頭常規控制在150~200 mm左右較適宜，為增加噴灑面積和沖洗效果。馬蘭選煤廠對弧形篩的噴頭高度進行調整逆煤流安裝，提高噴沖效果，并加裝稀介質回收沖水環節，有效解決稀介回收效率低的問題。將精煤脫介篩的噴嘴高度調節至175 mm，中矸脫介篩噴嘴的高度調節至165 mm，提高脫介效果。安裝的噴頭間距控制200 mm左右，提高噴沖范圍的物料脫介效果。同時各脫介環節的噴嘴進行交叉安裝，充分保證原煤脫介[3]。

3.3 磁選機

1）磁選機分流量的調整。磁選效率高低直接影響介質損耗。優化調整磁選機底部的流口調節板，根據現場實際適當調節增大分流量，使介質與物料在滾筒內充分接觸，提高介質回收效率；同時避免因分流量加大而導致磁選機超負荷運行，降低使用壽命。

2）磁選機磁偏角調整。磁偏角的角度較小，雖提高了精礦品位，帶料減少，但是尾礦純度降低，降低了介質回收率。應將磁偏角調整在15°~20°左右，使磁選機的入料濃度保持穩定，溢流量始終控制在20%左右，既不影響精礦的質量，又提高了介質回收效率[4]。

3.4 規范現場管理

1）加強現場管理，降低介質消耗。對原有的磁選機裝載系統進行自動化改造，提高控制精度。馬蘭選煤廠原有的介質添加采用人工控制，精度低，造成介質的損耗。通過改造后系統會自動監測介質桶的介質密度，合理添加介質，避免過度添加的損耗。

2）提高生產設備的科學維護管理。基于現代化的設備管理理論，結合洗選設備的使用壽命年限，及時更換使用壽命超期的溜槽等設備，從源頭上預防和減少生產過程中跑、冒、滴、漏等的情況[5]。

4 改造效果分析

為檢驗技改效果，馬蘭選煤廠對改造前后噸煤介耗進行監測對比，整改前后噸煤介耗比較表見表1。

由表1分析可知，馬蘭選煤廠通過對原有洗選工藝流程優化改造后，噸煤的介質消耗2.15 kg,較改造前的3.56 kg降低了1.41 kg。同時，規范洗選工藝流程，提高生產效率，降低生產成本，提高了經濟效益。按馬蘭選煤廠年入洗能力400萬t計，年節約重介質消耗約564 t，重介質價格按每噸960元計算，節約生產成本達54萬元，具有顯著的經濟效益。

表1 整改前后噸煤介耗比較

5 結論

馬蘭選煤廠針對介質消耗高的問題，通過對介質循環回收系統進行優化改造，噸煤介耗由3.56 kg降低到2.15 kg，達到節能降耗的目標，體現出了顯著的社會與經濟效益。采取改進脫介弧形篩結構、調整弧形篩沖水壓力及沖水噴頭、管控磁選機生產過程、加強生產現場管理等措施，也為情況類似的選煤廠降低介耗改造提供了參考。