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采用重介分选工艺改造后的操作和管理

张秀捧1,2,窦玉康3

1 中国矿业大学2000级工程硕士研究生班

2 邯郸选煤厂,河北邯郸 056000

3 邯郸煤炭工业设计研究院,河北邯郸 056000

摘 要:对邯郸选煤厂重介改造中在技术、管理方面存在的问题进行了分析,总结了关键工艺环节过程中的管理与操作经验。

关键词:重介分选工艺改造设备管理经验

中图分类号:TD942 7

文献标识码:A

文章编号:1005 8397(2002)05 0019 03

邯郸选煤厂是我国50年代自行设计、安装的第一座大型选煤厂,采用跳汰—浮选联合流程。近年来,煤炭市场跌宕起伏,用户对精煤质量的要求不断提高。该厂为了打破精煤灰分“一贯制”状况,适应难选煤的变化,满足不同用户需求,于1998年采用重介旋流器分选工艺进行了技术改造。1 重介分选工艺流程的选择1)选择原则选煤厂技术改造应遵循的原则是,设备先进,工艺简单布置合理,管线流畅衔接灵活,用足优势。与跳汰洗选相比,原煤可选性越难,重介分选的效益越明显,但重介投资大,加工费用高。因此,该厂已将8台鲍姆式水泥跳汰机中的4台更换为X系列,改造中仍使用跳汰机排矸、脱泥,既可降低投资,又可维持生产。2)两种工艺对比(1)混合跳汰—中煤重介旋流器精选采用该流程洗选难选煤,可生产灰分10%以下的精煤。跳汰机大量排放中煤,用重介旋流器分选虽可提高精煤产率,却会经常造成旋流器“涨肚”,从而恶化分选效果。该流程改造难度小、风险小、投资小、见效快,但精煤降灰幅度小,无法满足长远需求。(2)跳汰粗选—重介旋流器精选近两年来,该工艺在老选煤厂改造中得到广泛采纳。合理发挥跳汰、重介洗煤的优势,跳汰机排出纯度极高的矸石和中煤,脱泥后+0 5mm粗精煤进入旋流器精选,能有效地降低和稳定精煤灰分,提高精煤产率。但该流程易造成大量合格精煤的重复加工,一般高达50%。将上述两种流程综合对比,跳汰粗选—重介旋流器精选工艺更符合近期利益和长远目标。3)改造前、后的工艺流程比较改造前的工艺流程(见图1)为混合入洗。主、再洗配合后,遵循最大产率原则,一、二段采用相同的分选密度,主洗保精煤灰分,再洗提高精煤产率。主洗第二段的I值0 16～0 22,再洗第二段

I值在0 26左右,尤其当ε±0 1在30%以上时,I值升高,生产灰分在10%以下的精煤几乎不可能。改造后的选煤工艺流程见图2。跳汰机第一段的矸石纯度93%,-1 4密度级含量在1 5%以下第二段中煤中+1 8密度级含量40%、-1 4密度级含量15%,粗精煤灰分12 00%,I值为0 12粗精煤给入重介旋流器进行精选,Ep值0 0677。

4)改造后的工艺特点(1)两种工艺灵活调用。利用两台X3532跳汰机和精煤捞坑,将原来的精煤双层分级脱水筛用作重介除杂筛,解决了粗精煤转载和保留主、再洗系统布置的难题。(2)采用两次除杂,强化重介入料中的杂物脱除。首先是粗精煤捞坑溢流携带的大量木片等杂物由木片机脱除,然后是捞坑提升物—粗精煤由重介除杂筛脱水和粒度把关,+40mm物料直接作为最终精煤(含量在2%,对精煤质量的影响可以忽略),40～0 5mm粒度级进入重介。系统内介质密度平稳,不会出现堵塞现象。(3)除杂筛筛下水直接返回粗精煤捞坑,简化了高灰粗煤泥回收工艺。(4)浓介桶和合格介质桶合二为一,对重液密度的调节更加直观,克服了传统介质密度调整滞后的弊端。(5)有效利用厂房空间,取消了中煤、精煤稀介桶脱介筛的第二段稀介质直接进入磁选机。(6)采用装载机添加介质、高压冲水补加介质,并根据介质质量灵活掌握添加方式。

2 重介旋流器的入料方式1)无压给料无压给料选用圆柱形旋流器,煤和介质分别进入,管道、泵不易堵塞和磨损,入洗物料的泥化现象小。采用无压给料时,要使设备实现最佳垂直布置,需要从三个方面进行新老系统的衔接:一是延长B=1200mm粗精煤斗子提升机,机头标高上升10m,布置角度增加20°二是将厂房向上接一层三是安装大倾角胶带输送机对粗精煤进行转载。该方案土建施工量大,难度大,设备布置困难,管理复杂。2)有压给料有压给料包括定压漏斗和泵直接给料两种。采用定压漏斗时,其几何高差是旋流器直径的9～11倍,厂房仍需加层采用泵直接给料时,可以灵活布置,用足用好原有的分级脱水设备,土建施工方便,投资小。通过对土建施工、设备布置、管道走向、工艺要求、生产管理等方面的比较后,选择了泵直接给料方式。3 密度控制流程1)密度控制流程的选择过去传统的方式是设置浓介桶、合格介质桶、混料桶,配制重液密度的介质数量相当于合介桶的体积,实际介质密度变化滞后。选用图2所示的流程可克服密度控制滞后的现象,使分选时的密度直接跟踪给定值,一般误差控制在0 005kg cm3以下。2)闭环控制参数(1)密度控制采用智能调节器、清水自动闸门、密度计,手动、自动控制可以相互转换,反复进行密度检测—数据对比—信号输出—清水闸门开关的控制过程,跟踪误差小,工作密度稳定。其流程见图3。(2)液位控制合格介质桶液位采用智能调节器、分流箱、超

声波料位计控制,调整分流箱的分流量来保持液位。实际生产中,在检测手段完备的条件下,液位控制已没有意义,反而会带来密度的频繁波动。混料桶液位通过人为给定变频器频率,调整合格介质泵的转速来实现。(3)重介旋流器入料压力控制采用液力偶合器控制混料泵转速,解决了过去常常发生泵的流量与旋流器处理能力不相匹配的问题,使入料压力的调整方法更为简单可靠。

4 设备选型与管理1)重介旋流器选择旋流器的关键是处理量和锥比。根据原煤可选性,该厂处理量在60～100t h,最佳锥比为0 625入料压力控制在0 085MPa。如过分降低分选下限,将使粗煤泥灰分增加,粗粒级离心力加大,损失增加旋流器分选时,形成中心空气柱。若采用密封的精矿箱,应将空气排入大气中。2)脱介筛(1)弧形筛弧型筛通常能脱除80%的介质。为了提高脱介效率,可采用以下方法:入料沿切线方向给入并贴近筛板增加筛板的有效面积在筛板筛条入料方向增加棱角,以破坏煤表面形成的水介膜定期清理给料箱经常调换筛板的方向筛上物进入脱介筛后,到达第二块筛板时不应有明显的外在水分。

(2)脱介筛

该厂精煤脱介选用双层脱介筛,使用中存在的主要问题有:一是上层编织筛网寿命短二是上、下层喷水布置和管理困难,关键的下层筛板脱介效果无法直接观察。应采用单层脱介筛,并要改变前后筛的筛孔尺寸要合理布置挡水板,尤其是在合格介质段、稀介质段的第一段和第二段喷水处筛板孔径尺寸要均匀,其中应有70%以上的达到要求标准。3)介质回收设备选用磁选机要注重磁系的排列和磁块之间的充填物,并做到班班清理槽箱,防止物料堆积或磨损滚筒宜使用刮板强制卸料。4)混料桶多台旋流器共用一个混料桶时,中心筒位置必须处于中心,混料泵入料口高低大小要保持一致中心筒内、外添加的介质量相等,煤介比分布均匀混料桶液位在满足需要的情况下,宜低不宜高,液位高容易造成煤在混料桶中产生分层,影响泵的上料量。5)混料泵混料泵入料管道宜采用两道闸门,靠近混料桶的闸门常开,以备第二道闸门出事故时应急。停料后,关闭入料闸门,将泵中的料放完,防止压泵合理布置鼓风管,特别是泵的入料管处更要注意。5 改造效果(1)改变了单一精煤产品的模式,精煤灰分最低可达到8 5%,满足了不同用户的需求。(2)在原煤可选性相似的前提下,改造后的精煤灰分比改造前下降0 8%,数量效率提高7 42%,年增经济效益11 21×106元。

6 结 论(1)老选煤厂改造时,其工艺选择必须与现场相结合,充分利用已有的资源。(2)工艺流程要尽量简化,设备布置要达到最佳化,环节紧凑,管路短。(3)经常及时总结选煤工艺、设备的管理操作经验,寻找最佳工作状态,以取得最佳效益。

以陕西煤、阳泉煤为例，一般汽运到石家庄周边的井陉 元氏 赞皇等地的洗煤厂 洗选后再销售

以北方港口为例，集散地为张家口下花园一带，汽运地销有部分运到港口

以神华朔黄沿线为例，一般以榆林沫、神华的精块煤种和神混系列为主，集散地以河间、平山、黄骅港等沿线下站点为集散地。

此外以峰峰煤矿为主的冀中能源下属几个矿井，也可以算是煤炭的主要集散地，以邢台和邯郸为主。

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（1）概况

勘查区位于河北省邯郸县、永年县西部，东距邯郸市10千米，隶属邯郸县、永年县管辖。东西宽约2.7千米，南北长约10.5千米，面积约28.07平方千米。

自2010年6月3日起，河北省煤田地质局水文地质队开展勘查工作，勘查矿种为煤，工作程度为普查，勘查资金1775万元。

（2）成果描述

经过资源储量估算，普查区获得（333+334）资源储量1.21亿吨，其中，共获得（333）类资源量0.41亿吨，（334）类资源量0.80亿吨，（333）类资源量占（333+334）类资源量的34%。资源储量已通过评审。

（3）成果取得的简要过程

钻探工作至2011年11月16日结束，共完成7个钻孔，钻探进尺合计9099.09米；测井9049.95米；取煤样及瓦斯样各13件。