XGR粗煤泥干擾床分選機(jī)的實(shí)踐研究

王文昊

（西山煤電馬蘭礦選煤廠，山西 太原 030205）

1 工程概況

馬蘭礦選煤廠是一座年入洗原煤能力為400萬t的礦井型選煤廠，工藝流程為無壓三產(chǎn)品重介旋流器分選+煤泥浮選聯(lián)合流程。隨著馬蘭礦原煤02#和2#煤質(zhì)不斷變差，原煤中細(xì)粒級(jí)物料含量增加。入洗原煤中1～0.5mm細(xì)粒物料達(dá)14%的高比例，造成重介分選精度下降等問題。因此，馬蘭礦選煤廠于2017年購買了兩臺(tái)XGR-3600型粗煤泥干擾床分選機(jī)，采用無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器+XGR（干擾床分選）+浮選工藝，對(duì)選煤廠的原煤煤泥可選性進(jìn)行了研究，解決了該選煤廠1～0.5mm粒級(jí)的分選難題。

2 粗煤泥干擾床分選機(jī)簡介

2.1 粗煤泥干擾床分選機(jī)

本次選購的XGR-3600型粗煤泥干擾床分選機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由入料口、給料井、執(zhí)行器、密度傳感器、紊流板、水箱、控制系統(tǒng)等組成。

該XGR-3600型干擾床分選機(jī)在國外TBS干擾床分選機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過對(duì)密度傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)計(jì)研制而成。密度傳感器可以探測(cè)出干擾床分選機(jī)紊流床層的密度，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸入可編程序控制器（PLC）控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)分選床層密度的自動(dòng)控制，使分選效果達(dá)到最佳。分選密度可在1.35～1.90g/cm3之間調(diào)節(jié)。

圖1 XGR-3600型粗煤泥干擾床分選機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

XGR-3600型干擾床分選機(jī)的技術(shù)參數(shù)：箱體直徑3600mm，處理量150t/h，入料粒度0.25～1mm，入料濃度45%～50%，上升水量100～110m3/h，上升水壓 80～100kPa，床層密度 1.35～1.90g/cm3，執(zhí)行器形式為電液動(dòng)，執(zhí)行器形式功率0.55×4kW。

2.2 XGR干擾床分選機(jī)工作原理

XGR干擾床分選機(jī)的工作原理很簡單，它是一種利用物料在分選機(jī)體內(nèi)在上升水流作用下產(chǎn)生的干擾床中，不同密度、不同粒度的顆粒有著不同的沉降速度而進(jìn)行分選設(shè)備。工作原理：XGR粗煤泥干擾床分選機(jī)是利用上升水流在柱形槽體內(nèi)產(chǎn)生紊流的干擾沉降分選設(shè)備。由于入料顆粒的密度、粒度不同，顆粒的沉降速度產(chǎn)生了差別。上升水流的作用為顆粒的分選提供了條件。當(dāng)入料顆粒的下降速度等于上升水流速度的情況下，顆粒在分選設(shè)備中呈懸浮狀態(tài)形成分選床層；當(dāng)入料顆粒沉降速度小于上升水流速度時(shí)，顆粒在上升水流的作用下被攜帶至溢流，成為精煤；當(dāng)入料顆粒沉降速度大于上升水流速度時(shí)，顆粒向下運(yùn)動(dòng)，穿過分選床層，成為尾礦，從底流口排出，從而實(shí)現(xiàn)了精礦與尾礦的有效分離。經(jīng)過脫泥后的粗粒煤泥，粒度范圍控制在0.25～3mm之間，較為理想的粒度范圍是0.25～1mm，從入料管進(jìn)入分選機(jī)，分選機(jī)下面有水管提供上升水流，為物料分選創(chuàng)造條件，使物料顆粒處于懸浮狀態(tài)，形成干擾沉降分選床層。

2.3 粗煤泥干擾床分選機(jī)特點(diǎn)

XGR干擾床分選機(jī)擁有強(qiáng)大的處理能力，對(duì)入料原煤的煤質(zhì)質(zhì)量及變化有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，在重介質(zhì)流程中使用干擾床分選機(jī)可以明顯降低介耗。該設(shè)備能夠處理3～0.1mm粒度范圍內(nèi)的來料，其有效分選密度在1.4～1.9g/cm3，因此在低密度分選時(shí)依然可以穩(wěn)定工作。干擾床分選機(jī)設(shè)有自動(dòng)檢測(cè)和控制系統(tǒng)，無需人工操作，并且設(shè)備占地面積小，使用壽命較長。其不足之處在于，由于該設(shè)備依托上升水流來形成干擾床層，分選的效果好壞直接受上升水流的影響，而對(duì)底流的控制又直接影響到上升水流流速，因此干擾床分選機(jī)的分選效果間接取決于對(duì)底流的控制。

3 實(shí)踐應(yīng)用分析

馬蘭選煤廠為礦井型煉焦煤選煤廠，生產(chǎn)能力400萬t/a，主要是對(duì)馬蘭礦02#、2#和8#肥煤進(jìn)行配洗，煤泥含量33%，1～0.25mm粗煤泥灰分為20.00%，屬于極難選煤種。2018年XGR -3600干擾床分選機(jī)投入使用。

工藝流程：無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器+XGR（干擾床分選）+浮選工藝。流程為：物料進(jìn)三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選，1～0.25 mm粗粒級(jí)煤泥入XGR分選，細(xì)粒級(jí)煤泥進(jìn)浮選機(jī)分選（見圖2所示）。

圖2 重介質(zhì)旋流器+XGR+浮選工藝流程圖

采用XGR -3600干擾床分選機(jī)分選1～0.25mm的粗煤泥，能夠分選出合格的精煤產(chǎn)品，尾礦灰分達(dá)到65.00%，數(shù)量效率在90%以上。1～0.25mm的粗煤泥浮沉試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

入料和產(chǎn)品的密度分析結(jié)果如表2所示。

根據(jù)表1和表2的試驗(yàn)分析結(jié)果，繪制粗煤泥的可選性曲線（圖3）和分配曲線（圖4）。

由圖中可知，當(dāng)溢流灰分處于10.85%時(shí)，精煤產(chǎn)率理論值為80.50 %，試驗(yàn)測(cè)得數(shù)值為71.25%，比例為88.51%。從分配曲線圖可知，當(dāng)產(chǎn)率為25%時(shí)密度為1.47g /cm3，當(dāng)產(chǎn)率為50%時(shí)密度為1.53g /cm3，當(dāng)產(chǎn)率為75%時(shí)密度為1.75g/cm3，不完善度I=0.256。從數(shù)據(jù)效率和不完善度可以判定，該XGR干擾床分選機(jī)分選粗煤泥的效果理想。

4 結(jié)語

干擾床分選機(jī)的應(yīng)用使重介質(zhì)分選、浮選工藝系統(tǒng)得到極大改善，提高了重介質(zhì)旋流器的入料下限，降低了分選中細(xì)煤泥量的比例，可以有效地提高精煤的產(chǎn)率。當(dāng)前采購增加一臺(tái)XGR干擾床分選機(jī)及其配套設(shè)備的資金不高，但可以為企業(yè)創(chuàng)造較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

當(dāng)前重介質(zhì)選煤是選煤技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向，國外先進(jìn)國家重介質(zhì)選煤率已經(jīng)達(dá)到60%以上。干擾床分選機(jī)是優(yōu)化重介質(zhì)選煤廠工藝流程的重要途徑，將具有廣闊的應(yīng)用前景。

表1 煤泥浮沉試驗(yàn)結(jié)果表

表2 入料和產(chǎn)品的密度分析結(jié)果表

圖3 粗煤泥可選性曲線圖

圖4 粗煤泥分配曲線圖