成建彪

（1.太原理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，山西 太原 030024；2.華晉焦煤有限責(zé)任公司，山西 柳林 033315）

優(yōu)化重介介質(zhì)系統(tǒng)項目的試驗研究

成建彪1,2

（1.太原理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，山西 太原 030024；2.華晉焦煤有限責(zé)任公司，山西 柳林 033315）

沙曲選煤廠通過優(yōu)化重介介質(zhì)系統(tǒng)項目的試驗研究，實現(xiàn)了自動控制分流量，自動配加重介質(zhì)，精確計量介質(zhì)消耗，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，提高精煤產(chǎn)率，產(chǎn)生了可觀的經(jīng)濟效益和社會效益，值得應(yīng)用。

重介介質(zhì)系統(tǒng)；磁性物含量；試驗研究；優(yōu)化

1概述

沙曲選煤廠是華晉焦煤有限責(zé)任公司離柳礦區(qū)沙曲煤礦的配套項目。一期工程建設(shè)規(guī)模為150萬t/a，由北京煤炭設(shè)計院設(shè)計，采用跳汰-浮選聯(lián)合工藝流程。主導(dǎo)產(chǎn)品為8、9級煉焦精煤。二期工程實施總體設(shè)計分期建設(shè)的方式，總體設(shè)計能力為800萬t/a?，F(xiàn)有模塊廠房建設(shè)規(guī)模為300萬t/a，總投資9 975萬元。由邯鄲設(shè)計院設(shè)計，澳大利亞申克公司總承包建設(shè)，2004年9月奠基開工，2005年8月投入生產(chǎn)，主導(dǎo)產(chǎn)品為10級煉焦精煤?，F(xiàn)有儲裝運系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模為500萬t/a，由邯鄲設(shè)計院設(shè)計，中煤五處和山西金信公司共同承建，2005年8月開工，2007年5月投入使用。主要工藝采用：原煤動篩排矸50 mm～0.5mm原煤預(yù)脫泥有壓兩產(chǎn)品,重介旋流器主再洗0.5mm～0mm煤泥浮選聯(lián)合工藝流程。

2 問題的提出

在重介選煤工藝過程中，懸浮液密度的大小和穩(wěn)定性直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量；懸浮液中煤泥的含量，也是影響分選效果的重要因素之一。工藝一般采用分流來實現(xiàn)系統(tǒng)煤泥量的平衡。沙曲選煤廠目前只能靠經(jīng)驗來控制分流的開度，做不到準確及時，不能保證懸浮液的穩(wěn)定性，從而無法保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。

沙曲選煤廠目前的重介介質(zhì)添加系統(tǒng)是：廠房地面有一個斜面的介質(zhì)坑及泵，用于對系統(tǒng)介質(zhì)進行補加，補加的介質(zhì)通過加介泵進入稀介質(zhì)系統(tǒng)，經(jīng)磁選機回收，進入合格介質(zhì)桶。系統(tǒng)帶來的弊病是：配加重介質(zhì)時間滯后，造成重介密度調(diào)整滯后，一段時間內(nèi)重介密度偏低，導(dǎo)致產(chǎn)品灰分偏低，精煤產(chǎn)率下降；介質(zhì)消耗指標無法精確計量，不便于指標考核，同時增加了運輸損失，還有人工添加介質(zhì)的勞動強度很大,亟待對重介質(zhì)制備和添加系統(tǒng)進行改造和調(diào)整。因此，優(yōu)化重介介質(zhì)系統(tǒng)已成為當(dāng)務(wù)之急。

3 試驗研究

3.1 主要研究及試驗內(nèi)容

重介選煤過程中，懸浮液的工藝參數(shù)（密度、流量、粘度和煤泥含量等）和入洗量的變化對分選效果有著顯著的影響；穩(wěn)定的懸浮液密度和適量的煤泥含量對穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量、提高產(chǎn)率，降低矸損起著決定性的作用；實現(xiàn)這些工藝參數(shù)的準確測量，并在此基礎(chǔ)上根據(jù)具體工藝要求，對其進行合理的控制和調(diào)節(jié)，對重介選煤工藝來說是至關(guān)重要的。

一是對入選煤的性質(zhì)、合格介質(zhì)密度與產(chǎn)品質(zhì)量的相關(guān)性進行了研究，為確定最佳的重介介質(zhì)系統(tǒng)提供可靠依據(jù)。二是研究重介懸浮液中的煤泥百分含量，通過對懸浮液中磁性物質(zhì)濃度的測量來實現(xiàn)的煤泥含量實時測量、顯示，并據(jù)此控制分流閥的開度，使懸浮液中煤泥的含量保持在最佳狀態(tài)。采用了磁性物含量測量儀測定磁性物含量。三是研究介質(zhì)添加的最優(yōu)途徑。在介質(zhì)庫橫梁上安裝電磁單梁懸掛起重機,起重機上附帶電磁鐵,電磁鐵上裝有無線吊稱,能精確計量磁鐵礦粉的重量。

電磁鐵把磁鐵礦粉吸起后,放入濃介質(zhì)桶，磁鐵礦粉與水充分混合后，用濃介泵直接打入合格介質(zhì)桶。為防止?jié)饨橘|(zhì)桶重介密度高，造成濃介泵堵塞?？稍跐饨橘|(zhì)桶中加入風(fēng)管，并保證打自循環(huán)來實現(xiàn)。

3.2 工藝流程（見圖1）

圖1 沙曲選煤廠優(yōu)化重介介質(zhì)系統(tǒng)工藝流程圖

由圖1可以看出，通過對懸浮液密度和磁性物質(zhì)濃度的實時測量，從而得出懸浮液中煤泥的含量值，在工藝上據(jù)此控制分流閥的開度，調(diào)整分流量的大小來實現(xiàn)懸浮液密度和煤泥含量的穩(wěn)定，從而達到降低介質(zhì)消耗、提高精煤產(chǎn)率的目的。

3.3 技術(shù)關(guān)鍵

一是無線吊稱計量的精度和可靠性的研究。二是濃介質(zhì)桶的結(jié)構(gòu)、濃介泵的合理選型。三是通過對合格介質(zhì)懸浮液中磁性物質(zhì)濃度的測量和密度的在線測量，得出系統(tǒng)中煤泥含量值，以此作為生產(chǎn)中分流開度控制的依據(jù)，以達到穩(wěn)定懸浮液密度和煤泥含量值，保證產(chǎn)品的質(zhì)量的穩(wěn)定的目的。

3.4 現(xiàn)有的技術(shù)基礎(chǔ)及條件

沙曲選煤廠工程電氣系統(tǒng)，由一個開放的實時多任務(wù)計算機監(jiān)控系統(tǒng)、MCC和變頻調(diào)速器、現(xiàn)場儀表/傳感器以及其他電器設(shè)備組成，控制系統(tǒng)可擴展?？稍诔浞掷迷锌刂葡到y(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過增加部分硬件及編寫相應(yīng)控制軟件，實現(xiàn)對懸浮液性質(zhì)的穩(wěn)定控制。

沙曲選煤廠建有350 m2介質(zhì)庫，其空間具備安裝電磁單梁懸掛起重機、電磁鐵、濃介質(zhì)桶、濃介泵的條件。從濃介泵出料管鋪設(shè)管路僅需30 m左右，就能通到主廠房合格介質(zhì)桶的上方，既經(jīng)濟又合理。

3.5 需要增添的主要設(shè)備、儀器、材料

主要設(shè)備：電磁單梁懸掛起重機、電磁鐵、濃介泵、濃介質(zhì)桶。

主要儀器：磁性物含量測量儀、無線吊稱。

主要材料：計算機軟件、管路、電氣控制元件、電纜。

4 投資測算

電磁單梁懸掛起重機15萬元；電磁鐵2.5萬元；濃介泵9.5萬元；濃介質(zhì)桶6.5萬元；磁性物含量測量儀9萬元；無線吊稱0.5萬元；管路及電纜2萬元；計算機軟件及電氣控制元件2萬元；項目鑒定3萬元；研究試制5萬元；投資合計共55萬元。

5 技術(shù)效果

改善脫介篩脫介效果，對重介介質(zhì)系統(tǒng)綜合優(yōu)化后，系統(tǒng)的煤泥量保持在一定范圍內(nèi)，從而使篩子脫介效果明顯改善，產(chǎn)品帶介減小0.2%。

提高磁選機回收效果，沙曲選煤廠使用的是美國ERIEZ公司濕式磁選機，該機最佳工作條件處理量330 m3/h。在使用磁性物含量測量儀前，磁選機的入料不能達到最佳條件，所以磁選尾礦帶介偏高。使用磁性物含量測量儀后，保證了磁選機的最佳入料條件，磁選尾礦帶介減少0.6%，磁選效率增加0.2%。精煤產(chǎn)率提高0.05%；精煤灰分穩(wěn)定率提高5%；介質(zhì)消耗降低0.2 kg/t原煤；懸浮液密度測量：測量范圍 1.0 kg/m3～2.0 kg/m3；測量誤差≤±0.005 kg/m3；磁性物質(zhì)濃度測量范圍：0～1 000 g/L，測量誤差≤±10 g/L；懸浮液煤泥含量自動測控誤差：≤±5%。

6 經(jīng)濟效益分析

重介介質(zhì)系統(tǒng)綜合優(yōu)化后，可產(chǎn)生的經(jīng)濟效益如下：精煤產(chǎn)率提高0.05%，每年按入洗原煤300萬t計算，每年多生產(chǎn)精煤1500 t，每噸精煤按400元計，全年經(jīng)濟效益為60萬元。介質(zhì)消耗降低0.2 kg/t原煤，每年按入洗原煤300萬t計算，每年少用介質(zhì)600 t，每噸介質(zhì)按750元計，全年節(jié)約成本45萬元。兩項合計的經(jīng)濟效益為105萬元。

投資回收期：55/105=0.52 a。

7 社會效益

精煤灰分穩(wěn)定率提高5%，進一步確保了產(chǎn)品灰分指標，滿足了用戶的需求，使用戶在使用過程中保證了配煤的穩(wěn)定性，可產(chǎn)生極大的社會效益。

8 結(jié)束語

沙曲選煤廠通過優(yōu)化重介介質(zhì)系統(tǒng)項目的試驗研究，實現(xiàn)了自動控制分流量，自動配加重介質(zhì)，精確計量介質(zhì)消耗，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，提高精煤產(chǎn)率；同時還可以減運輸損失，降低工人勞動強度，真正實現(xiàn)選煤自動化，值得推廣應(yīng)用。

The Test of Optimized Dense-medium Seperation System

CHENG Jian-biao1,2
（1.College of Mining Engineering,Taiyuan University of Technology,Taiyuan Shanxi 030024;2.Huajin-Coal Co.Ltd.,Liulin Shanxi 033315,China）

Througn the test of dense-medium system,it is achieved to control flow rate automaticly,to add dense-medium automaticly,to measure dense-medium precisely,so that the quality and production rate both arised to accomplished obvious economic and social benefit.

dens-medium system;content of magnetic material;test;optimize

TD922+.7

A

1672-5050（2010）02-0058-02

2009-11-20

成建彪（1970-），男，山西文水人，在讀工程碩士研究生，工程師，從事選煤廠技術(shù)管理工作。

徐樹文