高 康

(西山煤電(集團)有限責(zé)任公司 官地礦選煤廠，山西 太原 030053)

官地礦選煤廠生產(chǎn)能力為3.0 Mt/a，采用無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選、浮選聯(lián)合工藝，設(shè)置原煤準(zhǔn)備、重介質(zhì)分選、脫介脫水、介質(zhì)凈化回收、浮選、煤泥分級濃縮回收、產(chǎn)品運輸裝倉等生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)。在實際生產(chǎn)過程中，由于采用傳統(tǒng)的粗煤泥分選機，導(dǎo)致1～0.3 mm粒級粗煤泥分選效果變差，部分粗精煤流失嚴(yán)重，影響企業(yè)的經(jīng)濟效益。經(jīng)過技術(shù)論證和經(jīng)濟效益分析比較，在洗選車間增加一套TCS粗煤泥分選機，并對應(yīng)改造重介系統(tǒng)。設(shè)備投入使用后取得良好效果，設(shè)備自動化程度高，人工操作減少[1]；入料配給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，故障率低，后期維護量降低；分選密度可調(diào)控，最低可達1.4 kg/L；分選能力是傳統(tǒng)水力分級設(shè)備的2倍。

1 增加TCS粗煤泥分選機的必要性

官地礦選煤廠原有洗選生產(chǎn)工藝為不脫泥有壓給料兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選+浮選聯(lián)合工藝，煤泥經(jīng)水力分級旋流器分級后，溢流浮選。缺少對1～0.3 mm粒級粗煤泥進行分選的設(shè)備和工藝流程，導(dǎo)致粒度較大的精煤只能經(jīng)過高頻篩進行脫水處理后混入中煤內(nèi)，致使部分精煤流失嚴(yán)重。同時，高頻篩在生產(chǎn)過程中磨損嚴(yán)重，篩孔被擴大，使經(jīng)過篩選后的部分精煤摻入精煤磁選尾礦中，增加了精煤的流失量。采用原有的螺旋分選機進行粗煤泥分選，脫泥效率低，同時影響精煤質(zhì)量[2]。隨著官地礦采掘深度和開采難度的不斷增加，以及生產(chǎn)中機械化程度的增加，致使開采的原煤內(nèi)煤泥含量增加，煤中灰分高，加大原煤可選性的難度。官地礦選煤廠只是對1～0.3 mm粒級粗煤泥進行簡單地分級回收。在回收的粗煤泥中若混入精煤，則會增加精煤的灰分；如若混入中煤，又導(dǎo)致資源的浪費，降低企業(yè)的經(jīng)濟效益。為了滿足市場需求和適應(yīng)煤質(zhì)變化，提高精煤洗選效率，必須對原有的精煤洗選生產(chǎn)工藝和設(shè)備進行技術(shù)改造升級。TCS粗煤泥分選機的應(yīng)用有效解決了官地礦選煤廠洗選過程中精煤嚴(yán)重流失的問題。

2 TCS粗煤泥分選機

2.1 結(jié)構(gòu)組成和工作原理

TCS粗煤泥分選機主要由驅(qū)動和干擾裝置、入料筒、分選筒、密度計、頂水噴嘴和底流箱等構(gòu)成(圖1)。

圖1 TCS粗煤泥分選機結(jié)構(gòu)示意圖

TCS粗煤泥分選機是根據(jù)不同物料在上升水流與智能干擾器作用下的干擾沉降速度差異，實現(xiàn)物料的智能分選的生產(chǎn)設(shè)備。TCS粗煤泥分選機生產(chǎn)流程為：物料經(jīng)中心入料桶進入分選槽，與上升水流混合，形成“干擾床層”，低于分選密度的物料(精煤)向上運動，高于分選密度的物料(尾礦)向下運動并通過機械干擾裝置進行二次干擾。精煤隨分選槽頂部溢流排出，尾礦通過尾礦排料箱由排料泵排出。

2.2 技術(shù)特點

TCS粗煤泥分選機具有以下技術(shù)特點：

(1)TCS粗煤泥分選機生產(chǎn)過程智能化、數(shù)字化，可從0.5～0.125 mm粒級原煤內(nèi)分選出低灰精煤和高灰矸石。

(2)處理能力大，分選效率高，分選密度在1.4～1.9 cm3/g之間可調(diào)控，分選密度穩(wěn)定且分選精度高。

(3)對入料煤質(zhì)變化的適應(yīng)性強，設(shè)置有動力干擾沉降，有助于減少錯配；設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，安全易操作，故障率低，后期維護成本少。

(4)TCS粗煤泥分選機能夠降低重介和浮選系統(tǒng)的入料量，使用循環(huán)水為分選介質(zhì)，無需加重質(zhì)和化學(xué)藥劑，有效降低生產(chǎn)運營成本，精煤洗選率提升3%左右。

(5)特有的切線入料方式保證分選床的穩(wěn)定，分離效率高；增加的下噴式入水口，可預(yù)防入水口被堵塞；先進的PID控制系統(tǒng)可結(jié)合實際自動調(diào)控加水流量，全程數(shù)字監(jiān)控，能夠減少人工操作[3-4]。

2.3 主要技術(shù)參數(shù)

TCS粗煤泥分選機的主要技術(shù)參數(shù)如下：

入料粒級/mm

0.5～0.125

入料濃度/(g·L-1)

≥300

頂水流量/(m3·h-1)

120

處理能力/(t·h-1)

130

容積/m3

18.01

分選室直徑/mm

3 000

尺寸/(mm×mm×mm)

3 963×3 670×4 580

3 TCS粗煤泥分選機工藝流程

對現(xiàn)有的分選設(shè)備和工藝進行技改前，精煤水力分級旋流器底流由高頻振動篩直接脫水后混入中煤內(nèi)，致使精煤流失。在加裝TCS粗煤泥分選機后，精煤水力分級旋流器底流直接經(jīng)粗煤泥分選機進行分選，高頻弧形振動篩將粗精礦脫泥后與浮選精礦直接由加壓過濾機進行脫水[5]，原有高頻振動篩將粗精煤進行脫水后混入中煤。技改后將粗精煤和浮選精礦混合后直接由加壓過濾機進行脫水，改善單獨將浮選精礦過濾脫水時效果差的現(xiàn)象，同時節(jié)約了粗精煤過濾脫水設(shè)備的投入。TCS粗煤泥分選機生產(chǎn)原則流程如圖2所示。

圖2 TCS粗煤泥分選機生產(chǎn)原則流程

4 分選效果

TCS粗煤泥分選機在官地礦選煤廠安裝調(diào)試后，在實際生產(chǎn)中對精礦和尾礦灰分進行實時動態(tài)監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果見表1。

表1 TCS精礦和尾礦產(chǎn)品化驗結(jié)果Table 1 Analytical data of TCS separator's clean coal and tailing products %

由表1可看出，TCS粗煤泥分選機洗選量大、效率高，密度穩(wěn)定且分選精度高，TCS尾礦灰分>60%。因1.5～1.0 mm粒級Ep≤0.085 g/cm3、1.0～0.5 mm粒級Ep≤0.08 g/cm3、0.5～0.2 mm粒級Ep≤0.06 g/cm3，故尾礦灰分穩(wěn)定，分選精度高。官地礦使用TCS粗煤泥分選機后，減少精煤流失量，增加精煤產(chǎn)量0.5 Mt/a，按精煤價格380元/t計算，官地礦選煤廠每年可增加經(jīng)濟效益190余萬元。

5 結(jié)語

針對洗選過程中粗精煤嚴(yán)重流失的問題，官地礦選煤廠進行技術(shù)改造，加裝TCS粗煤泥分選機對原有分選系統(tǒng)進行技術(shù)改造，單機洗選量較以往提升2倍，可分選1.5～0.125 mm粒級范圍內(nèi)的精煤，減少了重介質(zhì)系統(tǒng)和浮選系統(tǒng)的入料量；分選介質(zhì)采用循環(huán)水，無需重介質(zhì)和化學(xué)藥劑，降低浮選藥劑的使用量；運營生產(chǎn)成本低，并可使精煤產(chǎn)率提高約3%，并有效改善浮選精礦單獨過濾脫水效果差的現(xiàn)象。在實際使用中，由于TCS粗煤泥分選機對入料精度和頂水壓力有嚴(yán)格的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，必須保證足夠的頂水壓力和流量，加強溢流脫泥。