疊層高頻振動(dòng)細(xì)篩在選煤廠技術(shù)改造中應(yīng)用

馬 瑞

（山西焦煤西山煤電屯蘭選煤廠，山西 古交 030200）

山西屯蘭選煤廠選能力為3.60 Mt/a，現(xiàn)有2套洗選工藝相同的生產(chǎn)系統(tǒng)。生產(chǎn)工藝為：塊煤采用三產(chǎn)品重介旋流器分選； 粗煤泥使用分選機(jī)分選；細(xì)煤泥采用浮選結(jié)合壓濾回收工藝。選煤廠對(duì)原煤洗選后得到的精煤為1/3焦煤 （硫份＜0.55%、灰分＜9%），用以煉焦及發(fā)電；洗混煤則作為周邊電廠動(dòng)力煤；矸石則用以井下采空區(qū)充填。

1 洗選系統(tǒng)粗煤泥分選存在問題分析

選煤廠現(xiàn)采用的洗選系統(tǒng)于2011年投產(chǎn)，其中粗煤泥采用CSS型采用分選機(jī)分選，其分選得到的溢流后續(xù)經(jīng)水力分級(jí)旋流器（直徑500 mm）、振動(dòng)打擊弧形篩（篩縫0.3 mm）以及離心機(jī)處理后得到粗精煤，具體分選系統(tǒng)粗煤泥分選流程見圖1。

圖1 粗煤泥分選流程

由于不同粒經(jīng)原煤在分選介質(zhì)中具有不同沉降速度，為了確保入料中各個(gè)粒級(jí)中存在的原煤均可上浮則需要增加浮選介質(zhì)密度，從而使得分選機(jī)溢流中灰分含量增加，溢流中灰分成為能否在后續(xù)處理中高效脫除，是影響儲(chǔ)煤泥分選效果關(guān)鍵所在[1-3]。在實(shí)際生產(chǎn)過程中分級(jí)旋流器、弧形篩拖泥具有以下問題：

1）采用的水力分級(jí)旋流器分級(jí)效率不高（一般在50%～60%），底流中夾細(xì)多（一般在30%～40%）。

2）采用的弧形篩篩縫在0.3～0.6 mm、篩縫較大，在篩除高灰細(xì)泥時(shí)容易出現(xiàn)篩下跑粗問題。

3）篩板存在磨損周期，當(dāng)弧形篩出現(xiàn)一定程度磨耗時(shí)容易出現(xiàn)竄料、堆料等不良工況，進(jìn)一步降低脫灰效果。

2 改造技術(shù)方案

為降低精煤產(chǎn)品中灰分、穩(wěn)定精煤產(chǎn)量，并在一定程度上提升粗精煤回收率，選煤廠在2020年5月開始進(jìn)行計(jì)算改造，主要是采用疊層高頻振動(dòng)篩（型號(hào)D5FG1021）代替原有分選系統(tǒng)中的2臺(tái)分級(jí)旋流、1臺(tái)弧形篩，提高粗精煤回收效率。具體粗煤機(jī)分選工藝改進(jìn)后的分選流程見圖2。

圖2 改進(jìn)后的分選流程

3 疊層高頻振動(dòng)細(xì)篩結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)分析

3.1 設(shè)備機(jī)構(gòu)及工作原理

改造采用的D5FG1021疊層高頻振動(dòng)篩結(jié)構(gòu)主要有給料箱、篩箱、集料器（篩上及篩下）、機(jī)架、檢修臺(tái)、振動(dòng)電機(jī)以及激振排等構(gòu)成，具體使用的疊層高頻振動(dòng)篩結(jié)構(gòu)見圖3。

圖3 疊層高頻振動(dòng)篩實(shí)物

采用的疊層高頻振動(dòng)篩通過振動(dòng)電機(jī)提供驅(qū)動(dòng)力，利用共振原理實(shí)現(xiàn)振動(dòng)篩直線、激蕩兩種振動(dòng)，從而提升篩分效果。采用的疊層高頻振動(dòng)篩結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、技術(shù)先進(jìn)，是現(xiàn)階段細(xì)粒物篩分中最新先進(jìn)設(shè)備之一[5-6]。

3.2 設(shè)備技術(shù)特點(diǎn)

采用的疊層高頻振動(dòng)篩篩箱表面均采用耐磨聚氨酯涂層全覆蓋、并呈多層布置形式，上部篩網(wǎng)在激振排、篩箱符合振動(dòng)作用下，每一層篩箱由于可單獨(dú)給料從而布料較為均衡，篩下物、篩上物單獨(dú)出料互不干擾[7-8]。篩箱內(nèi)篩網(wǎng)均為耐磨、高彈性、高強(qiáng)度聚氨酯篩網(wǎng)，開孔率介于30%～45%，使用過程中不易出現(xiàn)堵孔。篩機(jī)有通過兩次減震（一次減震通過機(jī)架與篩箱間橡膠減震彈簧實(shí)現(xiàn)；另外一次通過地基基礎(chǔ)與機(jī)架間橡膠減震彈簧實(shí)現(xiàn)），從而降低設(shè)備運(yùn)行過程中對(duì)地基基礎(chǔ)載荷，降低對(duì)基礎(chǔ)要求。具體采用的疊層高頻振動(dòng)篩技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 疊層高頻振動(dòng)篩技術(shù)參數(shù)

4 改造效果分析

將疊層高頻振動(dòng)篩替代原有的分級(jí)旋流器、弧形篩后，篩上物經(jīng)脫水處理后作為精煤產(chǎn)品銷售。同時(shí)采用疊層高頻振動(dòng)篩后也有效解決了弧形篩除泥效果差、容易跑水問題。疊層高頻振動(dòng)篩占用空間小、處理能力強(qiáng)，后續(xù)維護(hù)簡(jiǎn)單，改造原來給選煤廠帶來了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

4.1 除泥效果分析

為了考察改造效果，對(duì)疊層高頻振動(dòng)篩篩分效果機(jī)械跟蹤考察。漿料分別給弧形篩、疊層高頻振動(dòng)篩后對(duì)除灰效果進(jìn)行分析。具體漿料成分組成見表2，弧形篩、疊層高頻振動(dòng)篩篩分效果見表3。

表2 漿料成本組成

從表2中看出，各粒級(jí)灰分含量隨著入料粒度下降而呈增加趨勢(shì)。綜合脫泥除灰以及煤泥回收效果，疊層高頻振動(dòng)篩通過0.15 mm篩孔分選入漿煤泥；弧形篩篩縫為0.3 mm，可對(duì)0.15～0.21 mm以上粒徑物進(jìn)行篩分。

從表3看出：

表3 弧形篩、疊層高頻振動(dòng)篩篩分效果對(duì)比

（1）分選旋流器對(duì)漿液分級(jí)處理效果能力較差，篩下底流中跑粗、夾細(xì)問題較為嚴(yán)重，分級(jí)效率較低；弧形篩可對(duì)篩上物粒徑有效控制，但是篩下物存在跑粗嚴(yán)重，造成粗精煤損失嚴(yán)重。疊層高頻振動(dòng)篩分級(jí)處理能力，篩上、篩下物粒度控制能力均高于分選旋流器、弧形篩，同時(shí)可有效避免篩下物跑粗問題，提高粗精煤回收效率。

（2）疊層高頻振動(dòng)篩、弧形篩均可實(shí)現(xiàn)對(duì)0.15 mm粒徑以上物料進(jìn)行篩分，因而將0.15 mm以上粒級(jí)產(chǎn)率當(dāng)作篩上物產(chǎn)率，具體疊層高頻振動(dòng)篩篩上物產(chǎn)率可達(dá)80.48%，較普通的弧形篩篩上物產(chǎn)率產(chǎn)率高4.95%； 疊層高頻振動(dòng)篩篩分率達(dá)到54.71%，較弧形篩高6.43%，表明采用疊層高頻振動(dòng)篩可實(shí)現(xiàn)對(duì)入料漿液中的大量高灰細(xì)泥進(jìn)行篩分。

綜合上述分析得知，疊層高頻振動(dòng)篩分選效果明顯高于分級(jí)旋流器+弧形篩組合，在對(duì)浮選系統(tǒng)物料粒徑控制方面效果表明明顯，可對(duì)分選系統(tǒng)入料性質(zhì)控制以及提升粗煤泥回收率均有一定的促進(jìn)作用。

4.2 經(jīng)濟(jì)效益分析

選煤廠采用疊層高頻振動(dòng)篩替代弧形篩后，尾煤泥中灰分含量由30%提升至60%，粗精煤產(chǎn)率也增加2.56%以上，改造前后設(shè)備使用效益對(duì)比情況見表4。

表4 改造前后設(shè)備使用效益對(duì)比

從表中看出，弧形篩、疊層高頻振動(dòng)篩運(yùn)行成本分別為5萬元/a、10萬元/a，選煤廠按照0.36 Mt/a洗選量來計(jì)算每年可多回收精煤約0.012 3 Mt，年增加經(jīng)濟(jì)效益約1 150萬元。

5 結(jié)語

為了降低選煤廠生產(chǎn)成本并提升精煤回收率，提出采用疊層高頻振動(dòng)篩替代弧形篩、分級(jí)旋流器對(duì)粗精煤進(jìn)行回收。現(xiàn)場(chǎng)改造后，粗精煤回收率由77.92%提升至80.48%、粗精煤中灰分也由13.07%降低至9.89%。通過技術(shù)改造不僅提升了粗精煤產(chǎn)量而且也避免了資源浪費(fèi)，給選煤廠帶來較好的經(jīng)濟(jì)收益。具有推廣應(yīng)用價(jià)值。