浮选工艺的优化配置.pdf

1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 浮选工艺的优化配置 中国矿业大学化工学院 李延锋 欧泽深 刘焕胜 摘 要 本文主要论述了传统的浮选工艺设备配置存在的主要问题,并提出了浮选工艺 配置的基本要求,结合某选煤厂介绍优化浮选工艺配置的特点,为我国今后选煤厂设计提出了 一种新的工艺配置模式。 关键词 浮选柱 优化 配置 浮选 中图分类号 TD94 文献标识码 A 随着国家九五科技攻关项目的完成,我国在煤 泥浮选方面迈上了一个新的台阶,形成了包括浮选 柱分选原理和方法、 浮选柱系列设备、 浮选自动控 制、 配套浮选药剂、 浮选新工艺、 新布置、 浮选精煤脱 水等完整的煤泥浮选脱水体系。浮选工艺的优化布 置对于新建厂房节约投资、 简化工艺和设备、 减少维 修工作量、 减少运行成本起到了关键的作用。煤泥 浮选效率有了较大的提高,对环境保护做出了一定 的贡献。 1 传统的浮选工艺设备存在的主要问题 传统的浮选工艺设备一般包括矿浆准备器、 浮选 机和真空过滤机及其辅助设备汽水分离器、 真空泵、 鼓风机、 滤液泵、 浮选入料缓冲池及其浮选上料泵等 如图1所示。该工艺设备存在的主要问题包括 111 浮选机 浮选机经过近百年的发展和完善,已经比较成 熟,其主要的缺点是设备主要是搅拌叶轮磨损严 重,维修量大,设备占地面积大,有些机械搅拌容易 影响浮选效果,降低工作性能。 112 真空过滤机 我国早期设计的选煤厂由于没有先进高效的细 粒煤脱水设备,故一般采用真空过滤机脱水,其脱水 工艺参见图1 ,可以看出,真空过滤机的配套设备较 多,动力消耗高,同时还存在滤饼水分高,维护量大, 占用空间大等问题。 3条件良好矿井充分发挥效率对公司盈利的 影响分析。如在集团公司原煤产量不变条件下,生 产条件较好的C矿、E矿、G矿、I矿按给出的产量下 限安排生产,则总盈利减少14 。可见,在公司生 产规模保持稳定的前提下,扶植高效矿井多出煤,对 公司总体盈利贡献大。 4 结 语 通过对集团公司原煤和洗煤的生产成本、 产品 质量、 售价等一些重要参数定量分析预测,在保持集 团公司煤炭生产总量基本稳定的情况下,建立了集 团公司煤炭生产总体规划模型,以达到合理利用各 类资源,合理确定各矿产量及产品结构,从而实现集 团公司煤炭生产盈利最大化的目的。研究中采用的 方法简单实用,对一些系统问题进行了适当分解,分 步解决,模型计算可根据具体情况方便地增减变量 个数和约束条件。这对同类矿山企业也有一定的指 导意义。 参考文献 1 开滦集团公司原洗煤生产结构优化调整方案[R] ,研究报 告,河北理工学院、 开滦集团有限责任公司,2000.3 2 张明明、 阮仁满、 温建康,选煤厂生产计划优化[J ] ,中国 矿业,2000.91 3 朱明、 张志礼、 李春民,回归分析法界定矿山企业变动与 固定成本[J ] ,有色金属,2001.534 责任编辑 郑燕凌 25 问题探讨 煤 炭 工 程 2002年第1期 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 图1 传统的浮选工艺布置 1 矿浆准备器;2 浮选机;3 真空过滤机; 4 鼓风机;5 真空泵;6 汽水分离器; 7 风包;8 汽水分离器;9 浮选入料缓冲池; 10 浮选上料泵;11 浮选精煤刮板皮带机; 12 滤液池;13 滤液泵 113 一些压滤机 如加压过滤机、 带式过滤机、 板框式尾煤压滤 机等同时都存在着设备体积大,处理量小及所需配 套设备多等缺点。 114 其它问题 各种各样的辅助设备多,系统复杂,占用空间 大,由于汽水分离器需要较大的高度和浮选机需要 较大的检修高度和空间,因此所需浮选车间高。 2 浮选工艺优化布置的基本要求 浮选工艺的优化布置是指在满足浮选高效率和 操作方便的前提下尽量减少浮选所必须的设备,选 用高效可靠的设备以减少维修量,尽量减少工艺厂 房的建筑体积节约投资等所采取的一系列方法。 211 开发高效外形体积小的复合型设备 浮选工艺的优化对浮选整套工艺中的设备提出 了更高的要求。它要求设备最好一台设备能够起到 其它两台甚至三台设备的作用,并且连接方便。 1体积小、 处理量大。为满足尽量减少建筑体 积要求,体积庞大的设备是难以胜任的,同时处理量 小的设备也不符合要求,因为对于一定量需要浮选 的煤泥来说,设备处理量小就意味着需要多台设备, 设备多将会带来许多问题,如工艺布置比较拥挤、 占 用空间大,维修量大,相应的配套设备也会增多等。 2复合型设备。由于复合型设备意味着一台 设备可以代替几个设备,所以它是浮选工艺优化的 首选。它最能满足浮选工艺优化布置的要求。 3浮选效率高。浮选效率高是前提,没有浮选 高效就谈不上工艺优化。浮选的目的是增加精煤的 回收率,增加企业的经济效率。如果不能满足这些 要求,企业是不会接受的。 4设备可靠。只有具有可靠的设备,才能在工 艺优化布置时减少预留检修空间和维修工作量。可 靠的设备是浮选顺利进行的保证。 212 简化的配套工艺及布置 在设备简化后,必须考虑相应地简化配套设备, 如果设备满足要求而其需要许多其它服务设备,实 际也算不上工艺优化。同样如何合理摆布设备,做 到既紧凑又方便也是简化工艺布置的基本要求。 3 简洁、 优化浮选工艺的配置及实践 由于近几年一些先进高效浮选和脱水设备的研 制成功,给浮选工艺的优化配置提供了可能。 图2 东胜选煤厂简洁优化浮选工艺布置 1 矿浆预处理器;2 浮选柱;3 循环泵; 4 精矿池;5 空气压缩机;6 风包; 7 入料罐;8 压滤机;9 浮选精煤刮板机 图2是在山西省临汾蒲县东胜选煤厂应用的简 洁优化的浮选工艺布置的一个实例。该厂为一座 30万t的炼焦型选煤厂,入选1Π3焦煤和肥煤,浮选 系统主要有两台FCMC - 1500旋流微泡浮选柱目 前仅上一台和100M 2 隔膜精煤压滤机及其辅助设 备矿浆预处理器、 浮选精煤刮板运输机、 空气压缩 机、 风包和入料罐等 , 与传统的浮选工艺布置相比, 本厂浮选系统布置的主要优点有 1整个工艺系统布置紧凑合理,大大节约了厂 房建筑体积和投资。全厂浮选车间仅占整个选煤厂 从上到下一跨长 宽 高 7000700014700 ,实 际上一层还可以再进一步降低厂房高度 , 体积大约 35 2002年第1期 煤 炭 工 程 问题探讨 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 为整个选煤厂主厂房的1Π7 ,浮选车间的设备投资为 90万元,占总设备投资约1Π4 ,避免了传统布置先将 浮选精煤流入一层浮选精矿池,然后用泵再打入压 滤机,大大减少了厂房建筑体积,减少了一台压滤机 给料泵,减少了能量消耗,同时避免了压滤机给料泵 频繁启停车给操作带来的劳动强度。而我国以前大 多数选煤厂浮选车间基本占主厂房总体积约1Π2 ,甚 至有的为3Π5 ,设备投资基本与主选持平。 2辅助设备少,减少维修工作量和故障率,功 耗低。浮选柱系统与传统的浮选机系统相比,除了 循环泵外没有任何运动部件,基本上没有维修工作 量。本系统所需的各设备功率为矿浆预处理器 515kW;循环泵45kW;空压机45kW;压滤机515kW; 刮板机515kW;共计10615kW。其中空压机仅一半 时间工作,循环泵实际仅需要37kW由选煤厂自己 购买 , 压滤机和刮板机工作时间大约为1Π5 ,实际所 用功率为6712kW ,显而易见,功耗是非常低的。该 浮选系统自去年6月投产以来,基本上未出现较大 的故障,运行一直良好。 3各设备处理量大,效率高。在2000年6月 系统调试期间,我们与选煤厂对该浮选系统进行了 简单的测试和估算,根据当时原煤皮带秤显示有时 原煤给料量达到110～120tΠh ,干煤泥包括原生煤 泥、 次生煤泥、 破碎煤泥,由于该厂原煤均用汽车运 输,破碎煤泥可能较大一点取原煤的10 ,浮选入 料中干煤泥有11～12tΠh ,一台FCMC - 1500浮选柱 全部选完,并且精煤灰分能够根据用户的要求调节, 并且非常稳定,同时我们在连续两天下班时利用皮 带秤称量压滤机最后一板,为2186t和31 15t 由于最 后一板浮选精矿浓度比较小,并且精矿量也比较 少 , 每板按3t计算实际每板应该大于3t ,一小时 一般压3～4板,按3板计算,浮选精煤每小时为9t 含水 , 水分一般为18～22 ,我们取20 ,每小时 可产出712t浮选精煤,对于FCMC - 1500旋流微泡 浮选柱来说,已超过其处理能力。 4简化工艺,高压风给料速度快,避免泵打泡 沫效率低且易气蚀现象。精矿池布置在浮选柱精矿 收集槽正下方,精煤压滤机入料罐布置在精矿池正 下方,这样精矿就可以直接从浮选柱流入精矿池,再 流入压滤机入料罐,避免先让精矿流入布置在一层 的精矿池,然后再用泵打入压滤机给料罐,减少了空 间占有体积和功耗,由于用泵给料,给料泵不断频繁 启停,必需用一个工人经常开关泵的出口阀门,劳动 强度较大,更大的问题是泵打泡沫,效率低且易气 蚀,影响压滤机的正常工作。精煤压滤机用风压给 料,一般用5～7min即可完成给料,大大降低了给料 时间,无形中增大了压滤机的单小时处理量。 4 结 语 随着环保要求的不断提高,煤炭作为我国第一 大主要污染源,需要逐步加大入洗比例尤其是煤 泥和提高其精煤质量。资金是困扰企业的主要问 题。简化工艺和设备,优化布置,降低投资和功耗, 节约成本,减少系统故障率和维修量是目前许多选 煤厂技改和新建所追求的目标,同时也是我国选煤 发展的主要方向。 1传统的浮选工艺和布置已经过几十年的发 展,随着近几年高效先进的设备的研制成功,在新建 选煤厂和技改中需要优化工艺配置,降低投资。 2该简洁优化的浮选工艺布置改变了以往浮 选车间占选煤厂总投资很大比例的历史,对我国今 后选煤厂设计提出了一种新的工艺布置。 3如何开发更新型先进高效的细粒煤脱水设 备,进一步简化工艺,优化布置是煤泥浮选工作者今 后工作的一个主要方向。 责任编辑 严民杰 45 问题探讨 煤 炭 工 程 2002年第1期