选煤厂重介质旋流器生产调试要点分析_黄勇.pdf

选煤厂重介质旋流器生产调试要点分析 黄 勇 唐山工业职业技术学院, 河北 唐山 063299 摘 要 根据重介质旋流器选煤工艺特征, 以大多数选煤厂的设备和工艺条件为立足点, 围 绕提高旋流器分选效果和降低介质消耗, 提出生产调试过程中把握 “一个原理、 两个控制、 三个 稳定、 两个重点” 的调试要点, 可有效保证产品质量, 基本控制介耗在设计范围内。 关键词 重介质旋流器; 分选效果; 介质消耗; 工艺调试要点 中图分类号 TD942. 7 文献标识码 A 文章编号 1005-8397202009-0033-03 收稿日期 2020-04-19 DOI 10. 16200/ j. cnki. 11-2627/ td. 2020. 09. 010 作者简介 黄 勇1982, 男, 湖北随州人, 2008 年毕业于煤炭科学研究总院矿物加工工程专业, 工学硕士, 唐山工业职业技术学院 讲师, 研究方向 矿山机械设计及制造技术。 引用格式 黄 勇. 选煤厂重介质旋流器生产调试要点分析 [J]. 煤炭加工与综合利用, 20209 33-35. 重介质旋流器是选煤厂的主要设备之一, 由于 其技术含量高、 工艺环节和系统复杂等原因, 且各 个选煤厂实际情况不同, 调试方法不同, 因此, 重 介质旋流器工艺调试是许多新建选煤厂面临的突出 问题。 笔者结合山西霍州辛置选煤厂、 临汾古县金 鑫选煤厂等多家以三产品重介质旋流器为主要分选 设备的现场调试经验, 从实际调试方法分析、 提高 旋流器分选效果和减少对重介质的消耗方面, 分析 重介质旋流器在选煤厂调试中的要点。 1 调试目的 重介质旋流器调试是改进和完善重介质选煤 设计工艺的重要环节, 其以现有的各种设备和工 艺条件为出发点, 在参照设备本身的技术性能和 结构参数基础上, 充分结合入洗原煤的煤质指 标, 实时获取各项生产化验数据, 同时调试并优 化各种设备的参数和工艺环节, 从而使得重介质 旋流器的各种优点处理能力大、 分选效率高、 分选粒度范围宽、 对原煤性质变化的适应强等 充分地展现, 最终降低煤炭产品的生产成本, 实 现最大化的经济利润。 2 调试重点 2. 1 掌握原理 “掌握原理” 是指学懂弄通并全面掌握重介 质旋流器的分选机理以及各种影响分选效果的因 素, 只有很好地掌握重介质旋流器的分选原理和 影响因素并根据现场条件做出及时反馈, 才能在 生产实践中实现对产品质量的有效控制。 1工作原理 物料和悬浮液在一定压力下 沿切线方向进入旋流器, 形成强烈的涡流。 液体 流从入口开始, 沿着旋流器的内壁形成下降的外 部螺旋流, 并在旋流器的轴心附近形成上升的内 部螺旋流。 由于内部螺旋流具有负压并吸入空 气, 因此在旋流器的轴心处形成空气柱, 进料中 的精煤与内部螺旋流一起从溢流口排出, 矸石从 底流口与外部螺旋流一起排出, 从而实现了轻产 物和重产物的分离。 2影响因素 分为内部因素与外部因素。 内部因素指旋流器的自身结构, 包括旋流器介质 入口的形状和尺寸大小、 溢流管直径及插入深 度、 圆筒的内径和长度、 圆锥段的长度及角度、 底流口的上下口直径和锥角等; 外部因素主要包 括入选原煤的煤质特性、 旋流器的进料方式和压 力、 重介质悬浮液的性能等。 在生产现场和调试 过程中, 旋流器除了溢流管的直径、 底流口的直 径可人工更换、 二段溢流段的插入深度可在线调 节之外, 其他的参数很难改变。 2. 2 两个控制 两个控制即控制入洗原煤粒度和杂物。 三产 33 煤炭加工与综合利用 No. 9, 2020 COAL PROCESSING 控制大 块木、 铁器, 避免导致旋流器和后续系统管道堵 塞, 需设人工除杂, 并安装除铁器除铁。 2. 3 三个稳定 2. 3. 1 稳定重介质旋流器入洗煤量 保持进入旋流器的原煤量均匀、 稳定, 并且 给料速度不超过旋流器的最大分选能力。 假如入 洗原煤量波动频率过大, 将会导致旋流器的分选 效果不稳定, 不仅影响产品的质量, 而且会干扰 到后续的生产环节。 例如, 源头煤量的不稳定导 致脱介筛和磁选机的入料量波动, 这将给脱介筛 和磁选机的管理、 调试带来相应的困难, 加大了 重介质的消耗。 解决措施是原煤输入采用精准的 计量装置, 如高精度电子胶带秤, 实时在线计 量, 将入洗量控制在稳定范围内, 并在矸石量较 多或块煤量较多时, 调整计量装置进行控制, 减 少原煤入洗量。 2. 3. 2 稳定重介质悬浮液的密度 重介质悬浮液必须有最佳的密度和动态稳定 性, 它的稳定不仅让旋流器的产品质量和分选效 率达到最好效果, 而且保障后续作业环节入料性 质的稳定。 因此, 在生产实践的过程中, 要保证 重介质悬浮液密度和状态稳定, 将密度的波动范 围控制在0. 01 g/ cm3以下, 并且确保调节的及时 性。 通常采用向合格介质桶中加水来调节悬浮液 的密度, 这种方法存在一定的弊端, 比如滞后时 间长、 密度波动范围大, 特别是在原煤煤质变化 范围大、 可选性差的情况下, 这种影响会变得更 加突出。 建议在保留原有补水装置的基础上, 在 合格介质桶增设 1 道补加水装置。 2. 3. 3 稳定悬浮液的粘度和流变性 因为磁铁矿粉密度高4. 5 g/ cm3和不稳定 的性能, 必须添加一定量的煤泥来保持悬浮液具 备所需求的稳定性和流变性。 煤泥的浓度通常控 制在 1545, 其比值主要取决于入洗原煤的 分选密度。 假如悬浮液中煤泥浓度过高, 其流变 性就会变差, 继而粘滞阻力变大, 这样的悬浮液 是不利于分选粒度小于 2 mm 粒级原煤的。 中煤 中带有大量的细粒精煤可能就是煤泥浓度过高导 致的, 另外, 过高的煤泥浓度还会给弧形筛的运 行带来困难; 煤泥的浓度过低, 则悬浮液不具备 最基本的动态稳定性, 此时浓缩作用会变得突 出, 导致悬浮液的密度分布不均匀, 影响分选效 果。 如果煤泥浓度太低, 则悬浮液的稳定性太 差, 重介质的沉淀会加剧, 在严重的情况下, 密 度计的数据测试中会出现以煤泥主导悬浮液密度 的 “假密度” 现象, 不利于分选系统中的密度调 节和控制。 需要指出的是, 悬浮液中煤泥的浓度 大小是根据对最终产品质量要求、 分选设备的工 艺参数以及悬浮液中磁铁矿粉含量来推算的, 因 此, 精准的密度计、 磁性物流量计是控制煤泥浓 度并进行及时调节的基础, 所以必须定期校准。 2. 4 两个重点 “两个重点” 是脱介筛效果和磁选机效果, 其主要针对介质消耗, 这是重介选煤工艺中介质 损耗的两个主要环节。 2. 4. 1 脱介筛效果 脱介筛的效果好坏关系到煤炭产品中介质含 量的高低, 高的介质含量提高了煤炭产品的灰 分, 降低了煤炭产品的质量, 还增加了生产成 本。 目前, 大部分选煤厂采用的是双 γ 放射源在 线灰分仪对产品的灰分进行实时测量, 对于这样 的工艺系统, 产品中铁元素含量的升高直接影响 到产品的质量, 此外, 还对灰分仪的测量精度产 生影响, 通常要求精煤产品中的磁性物含量不超 过 1 kg/ t [1-2]。 为了生产出质量最佳的产品, 在 现有的工艺条件下, 还应做到以下几点, 以此来 保证产品中的磁性物含量最低。 1加强对脱介筛的日常管理、 维护和保养, 良好的维修维护是脱介筛正常运行的保障。 除此 之外, 需要使用开孔范围大、 耐磨性能强的脱磁 筛板, 并及时检查和更换破损的筛板, 减少筛下 跑粗和筛上堵塞等事故的发生, 提高产品的脱介 效果。 2脱介筛的入料量不得超过其最大处理能 力。 根据有关资料, 在采用选前不脱泥工艺、 筛 孔尺寸为 0. 5 mm 时, 筛面处理能力不超过 46 t/ hm2。 3尽可能保证弧形筛的性能稳定, 以确保 弧形筛能够提前脱去进料中 85以上的悬浮液, 从而降低脱介筛的压力。 要求弧形筛入料沿切线 43 煤炭加工与综合利用2020 年第 9 期 以一定的压力均匀给入筛面, 同时每班停车时可 采用高压水冲洗 1 次筛面, 防止筛孔堵塞, 避免 弧形筛筛上物料带着大量介质进入脱介筛, 出现 异常分流, 导致合格介质桶悬浮液密度、 液位不 稳定。 4脱介筛的喷水量、 水压和浓度也是产品 脱介效果的三大影响因素。 喷水的最终目的是去除产品所带的介质。 为 了充分脱去产品表面的介质, 需要使筛面深层的 物料产生翻滚, 以达到良好的脱介效果, 这是靠 足够的水量和水压来实现的。 参考相关资料, 对 于选前不脱泥工艺, 通常要求喷水量大于 1. 5 m3/ t, 对于选前脱泥工艺, 喷水量大于 1 m3/ t; 喷水压力大于 0. 15 MPa, 循环水的浓度小于 30 g/ L, 循环水浓度增加不仅会给产品脱介效果带 来影响, 而且在严重的情况下还会导致精煤灰分 波动。 当脱介筛的实际进料量远小于其处理量 时, 喷水量最好根据筛面宽度 20 30 m3/ h m来计算。 5喷水管的位置不同对产品的脱介效果也 大有影响。 第 1 道喷水管应布置在可见物料层 处, 并与合格介质段间距保持在 0. 5 m 以上; 最 后 1 道喷水管应与排料端相距约 1 m。 如果弧形 筛具有很强的预先脱介能力, 则可以将筛下物料 全部变为稀介段。 第 1 道喷水管布置在入料端附 近的好处是 物料一旦进入筛网表面, 就会立即 被强制脱介, 相当于在喷水量不变的前提下延长 了物料的强制脱介时间, 使物料中的介质能够最 大限度的脱去, 有利于减少产品的介质含量。 6加强对中煤和矸石产品脱介效果的管理。 由于二段旋流器对重介质悬浮液有较强的浓缩和 分级作用, 所以中煤和矸石产品的磁性物含量明 显高于精煤, 因此, 应通过适当增大喷水压力和 水量来解决磁性物含量高的问题。 2. 4. 2 磁选机状态 悬浮液的回收与净化是重介选煤流程中的一 个重要组成部分, 这个环节工作的好坏将直接影 响分选效果。 良好的回收不仅保护了环境, 还降 低了生产成本。 磁选机的工艺调试难度大, 主要 是由这几个因素导致的, 如复杂的煤泥水系统本 身以及生产过程中磁选机的进料量、 进料浓度和 进料性质变化大, 很难准确掌握[3-4]。 在调试过 程中, 需要注意以下几点 1磁选机的实际进料量应小于设备的设计 最大矿浆和精矿处理量。 通常, 通过调整脱介筛 的喷水量来满足磁选机对入料浓度和流量的要 求, 但脱介筛喷水量原则上是受产品脱介效果控 制的。 2介质分流箱使用效果良好, 分流出稳定 合格的介质, 保证磁选机的进料量和进料性能波 动范围小。 3保持一定的尾矿溢流液面来满足磁选机 对于入料量的要求, 这主要是通过调节脱介筛中 的喷水量来控制。 4为了使磁选精矿在卸料口彻底卸除, 在 卸料口上方设刮介板或加适量喷水。 5为防止分选出的精矿堵塞管道, 停机前 用水冲洗精矿槽, 保证管路畅通。 3 结 语 重介质选煤的调试是一项系统工程。 提高重 介质旋流器的分选效果和减少介质消耗是重介质 选煤厂管理的重点。 在重介质选煤厂生产调试过 程中, 基本按照把握“一个原理、 两个控制、 三 个稳定、 两个重点”的调试要点进行, 可有效保 证产品质量, 基本控制介耗在设计范围。 参考文献 [1] 周曦主, 等. 洗选煤技术实用手册 [M]. 北京 民族出 版社出版, 2003. [2] 路迈西. 选煤厂技术管理 [M]. 徐州 中国矿业大学出 版社, 2005. [3] 赵环帅, 张红霞, 丁红亮.一种新型尾矿干排旋流器计 算分析及工业应用 [J].矿业工程, 2020, 181 48- 51. [4] 荣宗谦, 韩国奎, 张贵东.磁选机在东庞选煤厂应用 [J]. 煤质技术, 20035 28-29. 53 2020 年第 9 期黄 勇 选煤厂重介质旋流器生产调试要点分析