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重介質選煤具有分選精度高、對原煤適應性強、易于實現(xiàn)自動化等優(yōu)點,已成為選煤首選技術。三產品重介質旋流器是重介質選煤中廣泛應用的分選設備,精煤是選煤廠質量管理的核心,因此,降低三產品重介質旋流器中煤中的精煤損失,實現(xiàn)精煤回收率最大化是提高選煤廠經(jīng)濟效益的主要途徑。三產品重介質旋流器選煤中,中損不僅造成資源浪費,還因中損粒度很細(中煤中所含精煤粒度一般小于1.0mm),在中煤中含量大時會造成中煤脫水脫介困難,導致介耗增大。因此降低中損尤為重要。由于中煤發(fā)熱量偏低,返選意義不大,這部分精煤得不到有效利用而損失。

目前,大部分對中損的研究主要集中在對旋流器結構的分析、改進,筆者提出了降低選煤中損的控制措施及改進方案,以期增加精煤產量,提高分選效果,提升選煤廠經(jīng)濟效益。

1 選煤中損原因分析

三產品重介質旋流器分選不同煤種時,都存在中損現(xiàn)象,可能原因有:①旋流器內襯磁塊脫落、二段入料口變大、一段溢流口尺寸有問題等。②密度調整不合理,造成中煤灰分低,中損過高,實際回收率比理論回收率低很多。③分選密度δ±0.1含量高,一般旋流器可分選極難選煤(密度臨界物大于40%),但如果密度臨界物過高,也會影響旋流器分選,造成中損過高。

以山西長治4個三產品重介質旋流器選煤廠為例可知,三產品有壓和無壓重介質旋流器在分選貧煤和貧瘦煤時,都存在不同程度的中損。結合現(xiàn)場情況,筆者認為存在中損的原因主要有3種,即錯配物損失,懸浮液煤泥量過大導致中損,旋流器離心率不足或給煤量過大導致中損。

1.1錯配物損失

選煤中產品錯配的物料稱為錯配物,錯配物是指分選或分級時,混入各產品中非規(guī)定成分的物料。錯配物的損失是指任意密度處重產品中小于該密度的物料質量分數(shù),這部分低密度物料如果在中煤,就是精煤錯配至中煤中,這部分精煤就是中損。實際生產中精煤進入中煤的現(xiàn)象,就是輕產物錯配到重產物中,若想降低中損,就要采取措施減少錯配。

1.2懸浮液煤泥量過大導致中損

《選煤廠設計手冊》規(guī)定,重介質選煤懸浮液的容積濃度為15%-35%,容積濃度是指懸浮液中懸浮質的體積占整個懸浮液體積的百分數(shù)。不同密度的工作懸浮液中煤泥含量最大允許值見下表。

由表可知,低密度分選時,懸浮液允許煤泥量較高,以1.40g/cm³為例,煤泥量可達60%。當煤泥量為60%時,分選效果不一定最好,需要通過合適的分流排除循環(huán)懸浮液中多余煤泥,以保證懸浮液的穩(wěn)定性。若分流不及時,會造成煤泥量急劇加大,懸浮液黏度增大,不利于細顆粒物料的分選,這是造成中損升高的主要原因。入選原煤粒度偏小或分流量不夠,都會造成懸浮液黏度偏高。

山西長治遠騰選煤廠入選摻有煤泥的原煤時,分選密度為1.56g/cm³,由于生產過程中分流量不夠,造成煤泥量急劇增大,突破60%,分選紊亂,大部分精煤出現(xiàn)在中煤篩上,中損在50%左右,最后停煤,循環(huán)懸浮液,通過打分流并補加新介質,將煤泥量降至20%左右,生產恢復正常。因此懸浮液煤泥量過大會增大中損含量。

1.3旋流器離心率不足或給煤量過大導致中損

物料在三產品重介質旋流器內的分選過程,主要取決于物料的密度及旋流器內部的離心力場和密度場,這三者是決定顆粒成為精煤或中煤的主要原因。三產品重介質旋流器離心力不足,易導致一些鄰近密度的精煤損失到中煤。文獻認為提高入介壓力能改善中煤帶精的問題。

另外,給煤量太大,超出三產品重介質旋流器的處理能力,特別是精煤管的通過能力,也可造成旋流器中煤帶精。因此應控制入選量,提高分選效果。

2選煤中損控制及改進方案

2.1降低錯配物含量和煤泥量

增大中煤脫介弧形篩篩縫,保持合適的分流量。禹州龍屯礦原煤煤泥含量在50%左右,在河南天元選煤廠無壓三產品重介質旋流器入選時,中損達到10%左右,生產中發(fā)現(xiàn),中煤弧形篩0.75mm調頭后,中損驟降,達5.0%左右。針對此種現(xiàn)象,專門定制篩縫為1.2mm弧形篩,迫使小于篩縫的物料全部進入合介桶,再次進入系統(tǒng)分選,使已經(jīng)錯配到中煤的精煤再次進入系統(tǒng)分選后進入精煤系統(tǒng),或由浮選選出。改造后中損降至2%以下,系統(tǒng)穩(wěn)定,提高精煤回收率。

2.2降低分配誤差

增加中煤篩下合介段,保持合適的分流量。河南天元選煤廠中煤段改造前后如圖所示。

中煤弧形篩磨損較快,會提高中損,因此,增加了中煤合介段,通過控制分流量,保證介質中非磁性物含量滿足分選要求,保持懸浮液穩(wěn)定,將篩下直接進入磁選機的部分物料改至合介桶,再次隨懸浮液進入旋流器分選,使分配至中煤段的精煤再次進入精煤段,降低了精煤的分配誤差,中損始終保持在2%以下,介質消耗也能控制在0.8kg/t。

3經(jīng)濟效益分析

河南天元選煤廠針對三產品重介質旋流器中損高的問題,采取了增大中煤弧形篩篩縫,增加中煤合介段,保持合適的分流量等改進措施,提高了精煤產量,降低了介質損耗。

河南天元選煤廠年產量90萬t,原煤中中煤含量為10%,改造前的中損為10%,改造后降至2%以下,每年多回收精煤7200t,按精煤價格700元/t計算,直接經(jīng)濟效益約500萬元。改造后介質消耗由1.0kg/t降至0.8kg/t,可節(jié)省介質180t/a,按介質1000元/t計算,每年可節(jié)省介質費用18萬元。