镇城底矿选煤厂降低介耗的实践

冯 阳

(西山煤电(集团)有限责任公司 镇城底矿选煤厂，山西 古交 030203)

镇城底矿选煤厂是一座设计能力为1.50 Mt/a的矿井型炼焦煤选煤厂，于1986年投产，2003年进行了重介系统改造，2016年，由于矿井发展需要，进行了二次扩能技改，增加了一套重介旋流器选煤系统，现为2+2模式的两套生产工艺，全级不脱泥入选，尾煤泥采用快开压滤机+沉降离心机回收的联合工艺[1]，选煤厂入选能力为2.4 Mt/a，主要入选矿井2、3号煤(低硫煤)和8号煤(高硫煤)，主导产品是“镇城底牌”十级肥精煤。2017年投产初期，由于入选原煤粒度变细，磁选机效果差，介质消耗居高不下，为此，镇城底矿选煤厂在工艺、设备、材料、管理等方面采取了相应措施，以期达到降低介耗的目的。

1 存在问题

镇城底矿选煤厂工艺(图1)采用典型的2+2模式，介质回收工艺采用弧形筛+直线振动筛回收，精煤直线振动筛筛下稀介采用两道磁选串联回收，浮选尾矿采用并联浓缩机浓缩，底流由沉降离心机+快开压滤机联合脱水处理。原煤采用全级不脱泥入选工艺，大幅度简化了选煤厂的选煤工艺，但增加了磁选机的入料浓度[2]。

图1 选煤厂工艺原则流程

(1)弧形筛和振动筛脱介效果差。由于入料流向、冲力的作用，当旋流器排出的物料进入分料箱时，易造成分料不均匀，弧形筛和脱介筛入料不稳定的问题。由于脱介筛喷嘴、管路的安装高度不同，筛子两边物料不能彻底松散、翻转。

(2)磁选机磁性物回收率低。磁选机磁性物回收率直接影响介耗的高低。煤质科化验结果表明，磁选机磁性物回收率<98%，尾矿带介量较大，这是由于入选原煤为全级不脱泥工艺，磁选机入料浓度过高，磁选机无刮刀刷卸料，造成磁选机回收率偏低。

(3)循环水浓度过高，杂物过多，易堵塞喷嘴，影响脱介效果。煤泥回收系统原则流程如图2所示。浮选尾矿进入浓缩机601、602,601底流进入沉降离心机脱水，沉降离心机滤液进入浓缩机602后，由于<0.074 mm极细颗粒容易损失在沉降滤液中[3]，因此极细颗粒沉降困难，且在系统内恶性循环，致使循环水浓度增高。

(4)介质质量不达标，不能满足生产的实际要求。

(5)设备、管路、溜槽老化现象严重，跑、冒、滴、漏问题频发。

图2 改造前煤泥回收系统原则流程

2 煤质特征

镇城底矿选煤厂2003年5月和2017年3月入选原煤组成见表1，由表1可知，2017年煤泥含量24.78%较2003年的18.94%增加了5.84个百分点。

表1 2003年5月和2017年3月入选原煤数据

3 改造方案

3.1 脱介筛

3.1.1 弧形脱介筛

(1)为了使两套系统精煤筛入料更为均匀，其中一系统精煤集料箱加装两个导流板，另一系统精煤筛入料管加装带阀门的套管。

(2)弧形筛布料箱中间加装20 mm厚的钢板，整个箱体分割为两个布料箱，同时在两个布料箱内加装上下双层夹角30°的导料铁板，两层铁板垂直高度间隔为200 mm，确保物料能够均匀分布在弧形筛的整个筛面上。

(3)为了减小矸石物料的流速，延长合格介质在脱介弧形筛上的停留时间，在矸石弧形筛筛面上，沿着筛宽方向每间隔100 mm增设长1.5 m的链条，筛宽3 m的筛面共设置32根链条，筛板寿命由原来的15 d延长到1个月，同时也起到了降低介耗的作用。

3.1.2 直线振动筛

(1)喷嘴与筛面的距离由原来的220 mm减少为170 mm，并将喷嘴孔径由10 mm更换为8 mm，且加大喷水压力，实现生产过程中的雾状喷水[4]。

在精煤筛的三道冲水管两侧堵头处各多增设一个喷嘴，以增加精煤筛两侧的冲水量，同时改进喷嘴清理考核制度，除每次停车后必需处理交叉喷嘴堵塞的问题外，当生产过程中出现连续两个及以上喷嘴堵塞时，必需停车处理。

(2)增加脱介筛筛缝宽度，提高合格介质回收率[5]，将精煤平面振动筛合格介质段的第一道筛板筛缝由0.5 mm更换1 mm,改造后精煤筛产品带介量由原来的0.04%降低到0.01%以下。

3.2 磁选机

(1)加强对分流的控制。生产中根据系统煤泥含量大小进行分流，分流过大，磁选机回收效率，合格介质桶液面不稳，影响压力；分流过小，系统煤泥含量高，旋流器分选效果差，因此介质分流量控制在合理范围内，一般不超过合格介质量的25%～30%[6]。

(2)降低磁选机入料浓度。为了降低磁选机入料浓度，将脱介筛上的3道喷水改为4道喷水，增加喷水量。

(3)磁选机卸料改造。磁选机卸料方式改为刮刀卸料，强制卸料，并定期检查刮刀。

(4)磁选机加喷淋水改造。稀悬浮液给入磁选机经分选后，一部分磁选精矿由刮刀强制刮下送回合格介质桶，另一部分精矿粘附在筒皮上，对磁选机回收率造成影响，为此，在磁选机沿滚筒轴方向安装一道喷淋水装置，通过加压喷淋水将筒皮上残留介质脱除，避免磁选精矿随滚筒掺入磁选尾矿造成介质损失，同时也满足了合格介质桶补加清水的需要[7]。通过一段时间的取样观察，改造前后磁选机尾矿磁性含量见表2。

表2 改造前后磁选机尾矿带介含量对比表

3.3 循环水及尾矿带介控制

(1)循环水控制方案。重介二系统循环水管路上增设U型管路，在U型管路上增设滤水器，并将两套系统的滤水器篦子间隙由6 mm降低为3 mm，避免循环水中杂物进入喷水管路、滤嘴，造成循环水堵塞问题。

(2)煤泥水工艺改进。循环水浓度过高，则分选效果变差，分选密度不稳定[8]。为了降低循环水浓度，对煤泥水系统工艺进行了改造，煤泥水系统原则流程如图3所示。在浓缩机601底流截粗后，增加一台磁选机，磁选尾矿由沉降离心机脱水处理，沉降离心机离心液流量的三分之一由快开压滤机处理，流量的三分之二由浓缩机602浓缩后处理。改造前后循环水浓度对比结果见表3。

3.4 加强介质管理

(1)加强介质考核。选煤厂采用铲车将介质铲入介质库，然后使用抓斗机将介质加入介质桶，在此过程中不可避免的造成介质损失，为了加强介质的管理工作，对造成介质损失的责任者严格处罚，在生产过程中，以班为单位进行考核，严格控制介质消耗，考核结果与奖金直接挂钩。

图3 改造后煤泥水系统原则流程图Fig.3 Basic flowsheet of renovated coal slime treatment system

表3 改造前后循环水浓度对比结果

(2)严格控制介质质量。入厂介质化验时，磁性物含量要>95%,介质密度>4.5 g/cm3，<0.045 mm粒级产率要求在80%左右，不合格的产品拒绝入库，确保产品质量。

3.5 加强设备跑、冒、滴、漏管理

(1)按计划进行预防性检修，对磨损严重的管路、溜槽及时更换[9]，同时，每个生产班备用3块磁铁，生产中管路、溜槽发生漏液时，能够及时吸住，降低跑、冒、滴、漏风险。

(2)卫生用水统一汇集到一层扫地缓冲池，生产时,通过扫地水泵排到中煤直线振动脱介筛中[10-11]。

4 应用效果

4.1 改造效果

技改后介耗对比结果见表4。

表4 改造前后入选原煤、加介量、介耗对比结果

从表4中可以看出，改造后，平均介耗为1.42 kg/t，较改造前的2.62 kg/t降低了1.2 kg/t，满足了优质高效选煤厂介耗<1.5 kg/t的要求。

4.2 经济效益

(1)改造后，镇城底矿选煤厂介质消耗大幅度降低，降低了生产成本，按入选原煤2.40 Mt/a，介质价格1 000元/t计算，每年可节约288万元。

(2)弧形筛入料方式及挂倒链改造后，2台弧形筛，每年节约1.5 m的筛板48块，按照每块筛板4 000元计算，可节约筛板费19.2万元。共计创造效益307.2万元/a。

5 结语

镇城底矿选煤厂通过弧形脱介筛入料方式、流速；直线振动脱介筛挡水堰，喷嘴大小、高度；磁选机入料浓度、煤泥水工艺等方面的改造，加强对材料入库，设备跑、冒、滴、漏的管理，提高了脱介筛脱介效率、磁选机回收效率，大幅度降低了介耗，延长了筛板使用寿命，满足了优质高效选煤厂介耗的指标要求。