本文带您走进0.3kg/t的“超低介耗”控制关键技术！
城郊选煤厂隶属于河南煤业化工集团永煤公司，入洗煤种为无烟煤，该厂现采用块煤重介质斜轮分选、末煤有压两产品重介质旋流器分选、粗煤泥TBS分选、煤泥浮选联合工艺流程，可生产部分末原煤，主要产品有：洗中块（80-37mm)、洗小块(37-17mm)、洗小粒（17-10mm)、末精煤（13mm以下）和末原煤（10mm以下）。现处理能力可达5.0Mt/a，但在正常生产过程中介质消耗偏高，经分析其主要原因有以下几点：1）入洗原煤-0.75mm粒级含量占原煤的18.24%，-0.5mm原生煤泥量为10.22%，煤泥含量较大，且粗煤泥较多，煤泥容易在重介系统中循环积聚并与介质掺杂，造成脱介效率不高，介质回收难度大。2）在生产过程中发现：末煤系统重介质悬浮液的密度和实际分选密度调配不合理，悬浮液密度偏高，产品带介量较大。3）由于选煤厂进行了扩能改造，造成介质净化与回收系统的工艺设备运行不佳带来的介耗增加。由于城郊选煤厂煤泥含量相对较大，煤泥在分选系统中循环积聚并与介质掺杂，最终影响了悬浮液密度，并造成煤泥过粉碎现象（泵的叶轮作用），给脱介和回收介质带来困难，造成脱介效率不高，合介分流量大，介质回收效率低，从而使生产过程中的介耗不断加大。因此，鉴于其脱泥处理工艺的不合理，2009年城郊选煤厂增加TBS单独分选粗煤泥工艺。改造后的工艺将-13mm原煤脱除的-0.75mm的煤泥先经水力分级旋流器以0.25mm分级，-0.25mm的煤泥进入浮选系统，0.25-0.75mm的煤泥进入TBS进行分选回收粗精煤，其工艺流程如图1所示。该流程不仅从根本上防止了大量原生煤泥进入重介系统消耗介质的情况，使得重介质循环悬浮液不会在整个循环系统中积聚过多的煤泥，从而减少了合介的分流量，保证了悬浮液的稳定，降低了介耗；而且煤泥量的减少也降低了末精煤和末矸石的煤泥罩盖，使得脱介更容易；此外，该工艺充分利用了各分选设备的分选性能，提高了进入重介选的入料下限，降低了浮选的入料上限，使粗煤泥单独分选处理，提高了整个系统的运行状况与分选效率。2009年6月份TBS应用后，末煤分选系统中粗煤泥对介质回收的影响大大降低，从而降低了介质用量，而介质在系统中循环量减小，最终也减少了介质回收过程中所带来的消耗。2009年6月份以后吨煤介质消耗量稳定在1.0kg左右，降低介耗效果显著。城郊选煤厂末煤分选系统的入选来料为13-0.75mm原煤，13-0.75mm粒度级原煤浮沉见表1。由表1可知：城郊选煤厂13-0.75mm原煤-1.6g/cm3密度级产率高达78.65%，+2.0g/cm3密度级产率为15.95%，而1.7-2.0g/cm3密度级产率仅为2.27%。对于城郊选煤厂1.7-2.0g/cm3密度级之间13-0.75mm粒级原煤分选，无论悬浮液密度增大或减小，精煤产率变化都非常小，这就为适当降低末煤重介系统的悬浮液密度提供了可能。由重介旋流器分选原理和对悬浮液性质研究分析得知：矿粒在旋流器中的实际分选密度介于溢流密度和底流密度之间,并且高于入料的密度，分选密度增高的数值(与入料相比)与操作条件(浓缩作用的强弱)有关。因此，配置的重介悬浮液的密度应低于理论的分选密度，一般低0.2-0.4g/ cm3。在重介质旋流器中可以采用密度较低的悬浮液来得到较高的分选密度，从而减少加重质的用量。城郊选煤厂在实际生产过程中发现，当调节分选密度(即重介质悬浮液的密度）在1.50-1.58g/cm3之间时，旋流器溢流精煤产品质量合格，且精煤的产率相差较小，即采用1.50g/cm3的分选密度分选和采用1.58g/cm3的分选密度分选可以达到很相近的分选效果。2010年1-5月，城郊选煤厂开始对重介旋流器分选系统采用低分选密度分选试验，效果明显，其结果见表2。由表2可知：在保证末精煤产品的质量与产率的前提下，合理降低悬浮液密度，末煤系统的介耗量从0.757kg/t降到了0.489kg/t,介耗降低的程度高达0.268kg/t原煤，降耗效果显著。2009年下半年对全厂的块煤重介系统和末煤重介系统的自动控制系统进行了改善与优化，实现了全厂的生产情况的实时反馈，可以随时得知悬浮液的密度、分流量及各环节的生产情况，方便生产调度。综合上述两种降低介耗实践，全厂的介耗基本上稳定在0.7kg/t左右。在实际操作过程中，有时末煤的合格悬浮液密度最低可以控制在1.48g/cm3。合介悬浮液密度的适当调低，不仅不影响末精煤的数质量，而且还降低了介质消耗，减少了功耗，实现了重介选煤厂的节能降耗与经济效益的完美结合。循环介质是构成重介质分选设备中的工作介质的主体,循环介质量的多少决定了介质回收系统工作负荷的大小。选择与入选原煤和分选设备相适应的介质循环量，不仅可以保证重介分选系统的工艺效果，并且对于提高介质回收系统的效率、降低介质消耗具有积极意义。根据城郊选煤厂末煤产量实际情况，现就选取不同直径旋流器情况下的介质循环量对比见表3。从表3可以看出，选用不同直径的旋流器处理相同数量的煤所需的总的悬浮液循环量相差较大，则其吨煤的添加介质量肯定也大不一样，即介质消耗也相应不同。悬浮液循环量偏大会造成脱介效果不好，产品带介量大，介质损耗多。在不影响分选效果的前提下，降低合格悬浮液循环量可减轻弧形筛和脱介筛的工作负荷，从而减少产品带介与磁选尾矿中的介质损失。该厂在设计上采用四台直径为850mm的小直径重介旋流器代替大直径旋流器，避免了大直径旋流器对细粒物料分选欠佳的弊端，而且大幅度降低了介质循环量和循环压力，同时提高了分选精度，这为全厂的较低介质消耗奠定。通过增设TBS粗煤泥处理环节和降低悬浮液密度两项措施后，城郊选煤厂在2011年全年对介质的净化回收环节下了大工夫。针对该厂的介质回收流程，技术人员对各个设备的工作状况进行了检测，对不利于介质回收的环节进行了优化改造，确保了各个设备都能保持较佳的工作状态，从而保证介质最大程度的回收。1）对全部脱介筛面喷水管进行改造，使喷头喷水呈交叉的水帘状，并且避开将水喷到连接两筛面之间的筛板上，提高介质透筛率，减少产品带介量，达到高效回收介质的目的。2）在脱介筛筛面一次喷水和二次喷水之间设置阻挡条，迫使块煤产品经过阻挡条时能翻转，使二道喷水冲洗下表面介质。3）首次将马丁清扫器（广泛应用于清扫胶带粘附物）应用于磁选机，通过控制和优化磁选机入料浓度并采用多频次小批量添加介质技术，使介质消耗显著降低。另外，通过优化循环水质量、保证介质质量、加强跑、冒、滴、漏管理、建立市场化考核体系等技术与管理措施，有效减少了介质消耗。通过以上措施，城郊选煤厂降低介耗效果显著，2011年底突破了0.3kg/t原煤以下超低介耗选煤。城郊选煤厂通过采用粗煤泥TBS单独分选、重介质旋流器低密度分选、重介分选及后续设备优化三个阶段的技术实施以及管理措施，提高了重介系统各个设备环节的工作效率，减少了重介系统的煤泥含量，加大了净化回收环节对磁铁矿粉的回收力度，提高了介质的回收率，使得各个环节协调一致，到达较好的重介工作状况。城郊选煤厂从2009年开始采取以上措施，使得全厂的介耗由2008年的年均2.32kg/t原煤降到并稳定在2012年的年均0.30kg/t原煤，介耗下降了约2.0kg/t原煤，效果显著，每年可增获利润17927.74万元。到目前为止，城郊选煤厂连续一年介质消耗控制在0.3kg/t原煤左右，实现了重介选煤厂超低介耗选煤，并形成了一套全重介选煤厂超低介耗控制关键技术研究成果。随着煤炭开采机械化程度的提高和原煤质量的变差，粉煤含量增加。城郊选煤厂超低介耗控制关键技术能解决选煤厂介耗偏高的难题，且其适用性强，可移植性高，对全国重介质选煤领域高效回收利用磁铁矿粉、降低介质消耗具有巨大的推动作用，具有选煤领域超低介耗控制技术的引领性，前景十分广阔。
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