洗煤厂降低重介质损耗率的研究与实践

洗煤厂降低重介质损耗率的研究与实践
重介质损耗率高是当前重介选煤厂面临的普遍问题，重介质损耗率高不仅会影响产品质量，降低分选系统的稳定性，对于提高选煤厂经济效益也极为不利。

以某选煤厂为研究对象，分析了重介质损耗的主要原因，并有针对性的从设备改造、重介质管理和优化重介质添加方式等方面给出了降低重介质损耗率的措施。

实践证明，通过这些措施的实施，该选煤厂重介质损耗率降低了42%，降耗效果显著。

标签：选煤厂；重介质；损耗率；措施
重介质选煤技术因具有技术成熟、操作简单、原煤适应性强、分选效率高等优点在我国选煤厂应用比重逐渐加大[1-3]。

但是，很多重介选煤厂存在重介质损耗高等问题，重介质损耗率高不仅影响产品质量和分选系统的稳定性，对于提高选煤厂的综合经济效益和现代化管理水平也极为不利[4-5]，故如何降低重介质损耗率一直是重介选煤厂技术人员的研究重点。

在研究重介质损耗时认为，重介质消耗主要原因是重介质回收率低引起，同时在重介质的运输、储存和管理过程中也会造成部分重介质损耗。

某重介选煤厂设计原煤处理能力为120万吨/年，在投产初期重介质消耗量仅为1.8kg/t，随着井下原煤煤质的改变及设备使用年限的增加，近期重介质消耗量基本稳定在3.1kg/t左右，有时甚至可达4kg/t，重介质损耗率高已经成为了影响该选煤厂节支降耗的重要因素，也不利于应对当前煤炭疲软形式。

鉴于此，决定组织技术人员对该选煤厂高重介质消耗率进行分析，并提出有效解决方案。

1 选煤厂概况
该选煤厂设计原煤处理能力为120万吨/年，是一座动力煤矿井型选煤厂，入选产品主要为烟煤和贫煤。

该选煤厂分选工艺较为常见：块煤重介质斜轮分选+末煤重介质旋流器分选+粗煤泥TBS干扰床分选机分选+煤泥浮选+煤泥水离心、压滤回收煤泥。

其中，100～13mm粒度级原煤进入斜轮分选机分选，13～2mm粒度级原煤进入重介质旋流器进行分选，2～0.25mm粒度级物料进入TBS 分选机进行分选，0.25～0mm粒度级物料进入浮选机进行分选，通过分选所得产品主要有80～10mm粒度级块煤、13～0mm粒度级末精煤和10～0mm粒度级末原煤。

该选煤厂在投产初期，重介质损耗率仅为1.8kg/t左右，近年来随着入选矿井原煤煤质等因素的改变，重介质损耗率持续增加，目前基本稳定在 3.1kg/t 左右，偶尔会高达4.0kg/t，重介质损耗率高已成了阻碍选煤厂节支降耗的重要因素。

2 高介质消耗原因探析
为了掌握该选煤厂重介质高损耗率的根本原因，技术人员对分选流程各个环节进行监控和取样分析，认为引起该选煤厂分选过程中重介质损耗率居高不下的主要原因有以下几个方面。

2.1 入选原煤煤质差
随着矿井开采强度的不断增加，原优质煤层已经开采殆尽，矿井主要开采战场已经转至赋存不稳定的薄及中厚煤层区域，该区域煤层含矸量高。

矸石含量较高的原煤难以适应现有的选煤工艺，其原因是矸石的存在容易造成重介质旋流器二段底流口出现经常性的堵塞，造成重介质旋流器分选异常，引起重介质损耗率增加。

2.2 重介质质量和管理不达标
分选实践表明，重介质选煤有效分选所需重介质密度应保证在 4.25～4.50g/cm3，磁性物质质量分数应达到90%左右，0.074～0mm粒度级的磁性物质应不低于85%。

为了掌握该选煤厂重介质质量，通过试验分析可知所用重介质磁性物质含量为95.6%，0.074～0mm粒度级的磁性物质含量仅为75.4%，由此可知0.074～0mm粒度级的磁性物质含量不达标；同时，重介质含水量测试结果表明，重介质水分Mad约为10.7%，水分含量较高，在贮存和使用时发现重介质结团现象严重，不利于重介质的添加和管理，也易造成分选过程的不稳定。

另外，重介质在运输过程中采用装载机推运，在装运过程中会因地表杂质的存在造成重介质污染，一定程度地降低了重介质质量。

2.3 脱介设备脱介效果差
該选煤厂脱介设备主要由弧形筛、振动脱介筛和磁选机。

在设备脱介过程中发现，脱介筛脱介效果差的原因主要是喷水管位置、喷水压力和水量设计不合理，筛板筛缝宽度设计不合理。

磁选机在应用初期磁性物质回收率可达99.5%以上，但是目前磁选机磁性物质回收率仅为95.2%左右，磁选效果较差。

2.4 介质添加方式不合理
选煤厂介质添加方式为人工添加、水管稀释，这样容易造成分选悬浮液重介质密度不均匀，水管稀释又容易造成重介质浓度偏低，一定程度地致使合格介质桶液位和分流量加大，最终造成磁选机处理量增加，在此过程中容易造成重介质随产品和尾矿流失，这也是造成该选煤重介质损耗率偏高的主要因素。

3 降低介质消耗的主要途径
3.1 设备改造
考虑到矿井原煤煤质的改变易造成重介质旋流器二段底流口堵塞，故可通过适当增加底流口宽度来避免底流口堵塞；现场发现，脱介筛喷嘴位置较高，且水压和水量偏小，不容易将附着于脱介筛的重介质冲掉，故根据实际适当降低喷嘴位置，降低喷嘴孔径，增加筛网孔径为0.75mm，布置筛面挡板，并保证水压为0.2～0.3MPa，同时将原顺煤流喷洒方向改为逆煤流喷洒方向以增加喷洒范围。

为了提高磁选机脱介效果，适当改变磁选机磁偏角和磁选机槽体间间隙，同时根据煤泥含量合理控制磁选机入料浓度。

3.2 加强管理
鉴于重介质质量达标是确保重介质有效分选的基础，故应采购合格的重介质，重点保证重介质磁性物质粒度组成、质量分数和重介质含水量等指标。

积极改善重介质储存、运输和管理环境，减少因管理原因引起的重介质损耗。

另外，应加强管路的检修和巡查，尽量避免管路出现“跑、冒、滴、漏”现象，加强重介质管理考核。

3.3 优化添加方式
鉴于原重介质添加方式不合理，故决定采用磁选尾矿水回介质库进行冲洗，这样可以一定程度地改善重介质悬浮液稳定性，同时也有效保证了合格介质通的液位，降低了分流量和磁选机处理负荷。

另外，增加同位素密度计来监测重介质密度，这样可实时掌握重介质悬浮液密度以便于及时对密度进行调整，这不仅有利于降低重介质损耗，同时也可一定程度地增加分选效果。

4 效果分析
通过对选煤厂流程各个环节的监测和采样分析，掌握了引起该选煤厂重介质消耗率高的主要因素，并提出通过设备改造、加强重介质管理和优化重介质添加方式等措施来降低重介质损耗率。

通过这些措施的实施，选煤厂重介质消耗已降低1.81kg/t，较措施实施前的3.1kg/t降低了约42%。

重介质消耗率的降低也有效地保证了重介分选流程的稳定性，提高了产品各项指标，对于提高选煤厂综合经济效益奠定了基础。

参考文献
[1]李彪.重介质选煤厂降低介耗的探讨[J].现代矿业，2009（3）：109-111.
[2]陶东.不连沟选煤厂降低介耗的措施[J].洁净煤技术，2012，18（2）：20-22.
[3]宁建军.重介质选煤厂降低介耗的措施[J].洁净煤技术，2013，19（3）：30-33.
[4]衡玉华，刘占荣.公乌素洗煤厂降低介耗经验谈[J].选煤技术，2009（1）：40-41.
[5]张云生，郝春建，吴林，等.城郊选煤厂超低介耗选煤研究与实践[J].煤炭工程，2013（11）：69-71.
作者简介：杜万磊（1987，12-），男，河北邢台人，硕士研究生，助理工程师，现从事煤炭管理工作。