选煤厂洗选系统降低介耗技术研究

于 飞

（山西焦煤霍州煤电辛置煤矿，山西 霍州 031412）

重介质选煤工艺是煤炭洗选常用方式，重介质是洗选过程中核心原料，重介质消耗量直接影响重介质选煤工艺水平以及生产成本。降低洗选过程中重介质消耗不仅可提高选煤厂生产技术水平，也是降低洗选成本的主要途径之一［1-2］。山西辛置煤矿选煤厂洗选能力为1.2 Mt/a，采用的洗选工艺为：旋流器分选+旋流器分级浓缩+细煤泥浓缩压滤；
入选的原煤（粒径200～0 mm）先经过分级筛分选，其中粒径超过60 mm原煤通过浅槽分选，得到块矸石及块精煤；
粒径在60 mm及以下原煤先用旋流器分选得到末中煤、末精煤及末矸石；
粗煤泥（粒径1.0～0.25 mm）通过TBS智能分选机分选，细煤泥（粒径0.25 mm以内）浓缩并用压滤机回收。选煤厂原洗选过程中重介质消耗量达到1.5 kg/t以上，重介质消耗量较高，洗选成本高，影响选煤厂效益。为此，针对选煤厂重介质消耗过高的原因进行分析，并针对性提出降低重介质消耗技术措施，以便达到提升选煤厂洗选管理水平以及生产效益目的。

1.1 脱介筛

监测洗选过程中脱介筛工作状况，发现喷淋水管以及筛板存在问题会增加重介质消耗。

（1）喷淋水管存在问题主要为：

直线脱介筛上部仅布置1组喷淋水管，喷淋覆盖范围小、喷淋水量少，导致喷淋水未能穿透精煤，洗选介质随着精煤跑掉，增加介质消耗量；
喷淋水管仅一侧布置有喷头，喷淋水垂直筛面，脱介效果不佳；
喷淋水管上喷头布置在同一水平线上，供水压力增大后邻近喷头喷雾水相互干涉，降低喷水效果。为此，将喷淋水管由1组改为2组，并改进喷淋水管上喷嘴布置，提高喷淋效果，具体改进后的喷淋水管及喷嘴布置如图1所示。喷淋水管上喷嘴与筛面均有一定角度，可提升喷淋脱介效果；
喷淋水管上喷头全部改为鸭嘴喷头，增加喷淋覆盖面积，同时喷头长短间隔安排，避免邻近喷嘴喷淋相互干涉影响。

（2）脱介筛板存在问题主要为：脱介筛板通过筛梁固定，梁板四周棱角分明，产品中部分尼龙绒毛容易悬挂到筛梁上，堆积的尼龙绒毛容易导致堵塞筛孔，导致筛面有效面积降低，影响后续脱介效果。原筛板如图2（a）所示，原筛板上尼龙绒毛清理难度大，费力且耗时，一块筛板至少需要安排专人清理3h以上方可清理干净，同时筛板堵塞后需频繁更换，增大筛板维护工作量。为此将原筛板更换为防挂毛筛板，如图2（b）所示。防挂毛筛板采用不锈钢焊条代替原有的筛梁起到固定作用，焊道表面光滑不容易挂住尼龙绒毛；
尼龙绒毛会通过筛缝进入到合介筒内或者随着煤流排出，筛缝不容易堵塞。采用防挂毛筛板后筛缝不易堵塞，有助于提升磁选机回收率，从而达到减少重介质消耗量的目的［3-5］。

图2 筛板

1.2 弧形筛

末煤经过旋流器分选后溢流经由溜槽流入至脱介筛，由于一段旋流器内压力一般在110 kPa，故导致旋流器底流速度过快。入料产品流速较快，导致入料产品直接流至合介段中部筛板上而无法流入入料盲板，会降低脱介效果；
弧形筛入料不均衡，导致脱介筛上物料厚薄分布不均衡，较薄位置脱介效果较好而较厚处脱介效果较差，导致筛板磨损严重且介质消耗量大。

安装入料均衡板及阻料器，使得弧形筛入料产品更为均衡并降低合介液流速，提升脱介效果。阻流箱安装如图3所示，通过阻流箱将入料产品阻挡流入到入料盲板上，增加入料产品合介段脱介时间，降低介质消耗量。入料均衡板安装情况如图4所示，通过入料均衡板降低入料速度，通过入料均衡板后入料厚度分布均衡、速度基本一致。弧形筛物料分布不均衡主要是流速过大导致，产品入料先通过第1道均衡板，从而降低入料速度，增加入料分布均衡度；
进入第2道均衡板后，物料速度分布较为均衡、速度更低，经过2道均衡板处理后入料产品在弧形筛上均匀分布，从而降低介质消耗。

图3 阻流箱安装

图4 入料均衡板安装

1.3 磁选机

磁选机用调节板（大孔、小孔两种类型）调整溢流，当溢流过大用大孔调节板、溢流过小或者无溢流时采用小孔调节板。此种调节存在不及时、不方便以及调节精度差等问题，难以合理调节溢流高度，增大磁选机尾矿带介量。

现场调研发现调整尾矿管尾矿流量可实现磁选机溢流高度有效调节，因此在尾矿管上安装蝶阀，具体安装位置如图5所示。巡检人员可通过手动调整蝶阀开启度对尾矿流量进行调节，以便达到高效调节溢流高度目的，提高磁选机工作效率。

图5 尾矿管蝶阀安装位置

1.4 脱泥筛

受末煤脱泥筛处理能力限制，部分煤泥会混入到重介质分选系统中，增大悬浮液黏滞阻力、降低分选精度。具体悬浮液中煤泥最高允许限值如表1所示。

表1 悬浮液中煤泥最高允许限值

为提高脱泥筛处理能力、改善脱泥筛脱泥效果，在脱泥筛筛后增设缓冲箱并在箱内安装固定筛，通过固定筛对末煤进行脱泥。通过提升末煤脱泥效果，降低进入到磁选机内悬浮液煤泥含量，使得磁选机始终处于最佳工况，提高磁选机重介质回收率。

2.1 加介管理

辛置煤矿选煤厂设有介质库，由于介质库与加介池间距离较远，为此采用铲车将介质加至加介池并由介质泵送至磁选机。在介质添加过程中，铲车运输时会导致介质掉落，人工清扫介质并循环利用时，介质中煤泥较高，增大磁选机负载。为此，在介质库旁新建加介池，简化介质添加环节，在介质库内向介质池添加，中途无需使用铲车；
介质库与介质池间增加篦子，避免加介系统混入杂物。

2.2 介质质量管理

强化各方面介质质量管理，对购置的介质通过9点取样法进行采样，并对介质水分、真密度、磁性物、以及粒度等进行检测，确保每项指标均能满足质量要求，选煤厂介质质量技术标准要求如表2所示。

表2 选煤厂介质质量技术标准要求

辛置煤矿选煤厂通过采取降介措施后，检测选煤厂脱介筛产品中介质含量，经过改造后选煤厂精煤及磁选尾矿带介量分别为0.38 kg/t、0.17 kg/t，重介质消耗量由改造前的1.5 kg/t降低至0.55 kg/t。选煤厂年入选原煤约1.2 Mt，介质采购成本约为700元/t，则预计年可节省介质费用约79.8万元。

选煤厂介质消耗与管理水平及技术水平等密切相关，通过对辛置煤矿选煤厂设备层面及管理层面导致重介质消耗大的原因进行分析，提出了改造脱介筛喷淋管路、筛板更换、为弧形筛增设阻流箱及均衡板、在磁选机尾矿管布置蝶阀、脱泥筛筛后增设缓冲箱（内置固定筛）提高脱泥效果、强化介质质量及加介管理等技术和管理措施。辛置煤矿选煤厂采用降介技术措施后，洗选系统介质消耗控制在0.55 kg/t、较改造前降低约0.95 kg/t，取得较为显著改造效果，提升了选煤厂经济效益及技术水平。

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