張榮瑞

K－FV 50 NS充氣式浮選機(jī)的應(yīng)用

張榮瑞

(西山煤電(集團(tuán))公司 官地礦選煤廠，山西 太原 030022)

介紹了普浮樂(lè)浮選機(jī)的工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并對(duì)普浮樂(lè)浮選機(jī)與傳統(tǒng)機(jī)械攪拌式浮選機(jī)在工藝效果及經(jīng)濟(jì)效益等方面進(jìn)行比較，證實(shí)了普浮樂(lè)充氣式浮選機(jī)可作為機(jī)械攪拌式浮選機(jī)的重要補(bǔ)充或成為其替代產(chǎn)品。

充氣式;浮選機(jī);原理;結(jié)構(gòu)特點(diǎn);應(yīng)用;優(yōu)勢(shì)

西山煤電集團(tuán)官地礦選煤廠為礦井型選煤廠，年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力3.0 Mt/a，工藝系統(tǒng)采用重介無(wú)壓三產(chǎn)品旋流器分選、煤泥浮選、尾煤壓濾聯(lián)合工藝流程，主導(dǎo)產(chǎn)品為高爐噴吹精煤和電精煤。煤泥浮選環(huán)節(jié)選用德國(guó)KHD洪堡威達(dá)克礦物技術(shù)股份有限公司研制和開(kāi)發(fā)的新型系列充氣式浮選機(jī) －Pneuflot普浮樂(lè)。

1 工藝簡(jiǎn)介

官地礦選煤廠2003年進(jìn)入生產(chǎn)調(diào)試階段，工藝系統(tǒng)采用重介無(wú)壓三產(chǎn)品旋流器分選，煤泥壓濾回收工藝，主要產(chǎn)品為優(yōu)質(zhì)動(dòng)力煤。由于集團(tuán)公司產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的需要，同時(shí)為打造山西焦煤噴吹煤生產(chǎn)基地，2006年，對(duì)煤泥水系統(tǒng)進(jìn)行了工藝改造，工藝系統(tǒng)改為重介無(wú)壓三產(chǎn)品旋流器分選、煤泥浮選、尾煤壓濾聯(lián)合工藝流程，主導(dǎo)產(chǎn)品為高爐噴吹精煤和電精煤。技改完成后，生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行正常，浮選設(shè)備運(yùn)行可靠，各項(xiàng)工藝、性能及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較為理想。

現(xiàn)有煤泥水系統(tǒng)流程見(jiàn)圖1：煤泥經(jīng)表面改質(zhì)后直接浮選流程。磁選尾礦(煤泥水)通過(guò)旋流器組回收粗煤泥后，溢流進(jìn)入浮選系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)表面改質(zhì)和二段微泡浮選后，浮選精煤采用加壓過(guò)濾機(jī)脫水，產(chǎn)品摻入精煤，浮選尾煤濃縮后經(jīng)壓濾機(jī)脫水成為煤泥。加壓過(guò)濾機(jī)濾液返回浮選系統(tǒng)進(jìn)一步回收，濃縮機(jī)溢流及壓濾機(jī)濾液作為循環(huán)水重復(fù)使用(表面改質(zhì)機(jī)由于運(yùn)行成本較高、設(shè)備故障率高，現(xiàn)已停止使用)。

圖1 改造后煤泥水系統(tǒng)工藝流程圖

2 浮選機(jī)工作原理

浮選礦漿首先以一定的壓力被輸送到安裝在浮選槽上方入料管上的空氣反應(yīng)器里，空氣反應(yīng)器(自吸式或帶有風(fēng)機(jī)或空壓機(jī)的動(dòng)力式)安裝在向下的垂直入料管上。充氣后的礦漿從空氣反應(yīng)器內(nèi)通過(guò)中心管進(jìn)入到位于浮選槽底部的物料分配盤(pán)里，附著有疏水礦物顆粒的空氣泡浮升到浮選槽的上部并形成泡沫層，泡沫產(chǎn)品隨溢流進(jìn)入環(huán)繞浮選槽的環(huán)形精礦槽內(nèi)。未附著在空氣泡上的顆粒物形成尾礦從浮選槽錐體底部排出。浮選液位控制是根據(jù)液位傳感器采集信號(hào)來(lái)調(diào)整底流閥的開(kāi)啟度，而實(shí)現(xiàn)或是通過(guò)所謂的“鵝頸”排料管裝置。

KHD洪堡威達(dá)克股份公司設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的普浮樂(lè)充氣式浮選機(jī)的工藝步驟示意圖見(jiàn)圖2。

圖2 PNEUFLOT原理圖

礦漿在進(jìn)入給料泵之前已被添加并混和藥劑。在泵入浮選槽的過(guò)程中，通過(guò)空氣反應(yīng)器進(jìn)行物料的充氣、氣泡的細(xì)化彌散及混入。氣泡與顆粒的碰撞接觸主要發(fā)生在空氣反應(yīng)器里，部分發(fā)生在去礦漿分配盤(pán)的路途上。氣泡與礦物顆粒表面相互結(jié)合的動(dòng)能是通過(guò)空氣反應(yīng)器內(nèi)的礦漿紊流產(chǎn)生的。因而給料泵輸出物料的壓力和流速應(yīng)達(dá)到要求。物料分配盤(pán)將充好氣并礦化好的礦漿垂直向上噴入浮選槽內(nèi)。浮選槽的任務(wù)僅僅是將附著有礦物顆粒的泡沫從礦漿中分離出來(lái)。

3 煤質(zhì)特征

官地礦主要可采煤層共5層，分別為2#、3#、6#、8#、9#煤層。其中，2#、3#為貧瘦煤，6#、8#、9#為貧煤，目前，開(kāi)采的為 2#、3#、6#、8#煤層，選煤廠入洗以 2#、8#為主，配洗少量 3#、6#，其余原煤直銷(xiāo)。

對(duì)入浮煤泥進(jìn)行了篩分、浮沉、浮選試驗(yàn)分析，具體指標(biāo)見(jiàn)表1，表2，表3，煤泥可選性曲線見(jiàn)圖3。

表1 小篩分試驗(yàn)結(jié)果報(bào)告表

表2 煤泥浮沉試驗(yàn)報(bào)告表

表3 小浮選試驗(yàn)報(bào)告

圖3 煤泥可選性曲線

從以上資料可以看出：

1)煤泥主導(dǎo)粒級(jí)為0.25～0.075 mm，占本級(jí)34.85%。

2) －1.50密度級(jí)累計(jì)產(chǎn)率為79.70%，灰分為10.35%，煤泥可浮性好。

3)從小浮選試驗(yàn)結(jié)果可以看出，入料濃度在80～120 g/L時(shí)，浮選精煤產(chǎn)率均大于75%。

4 應(yīng)用情況分析

4.1 工藝效果

設(shè)備投入使用以來(lái)，系統(tǒng)各項(xiàng)工藝指標(biāo)取得了較好的效果。工藝效果指標(biāo)見(jiàn)表4。

表4是該廠使用煤油 +仲辛醇狀況下獲取的數(shù)據(jù)，另外，借鑒該設(shè)備在國(guó)外的成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，對(duì)德國(guó)KHD公司EKOF浮選股份有限公司專(zhuān)為該設(shè)備研制開(kāi)發(fā)的EKOF浮選藥劑進(jìn)行了工業(yè)試驗(yàn)，也取得了較為理想的效果：在保證浮精產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)的前提下，浮精產(chǎn)率可提高2%～3%。

表4 工藝效果指標(biāo)

4.2 操作要點(diǎn)

1)對(duì)于自吸充氣式浮選機(jī)來(lái)說(shuō)，由于其空氣反應(yīng)器特有的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，穩(wěn)定的入料壓力是保證其充氣量的重要因素，也是保證浮選工藝效果的關(guān)鍵因素。

2)系統(tǒng)跑粗會(huì)造成空氣反應(yīng)器堵塞，影響浮選效果。因此，該浮選機(jī)對(duì)生產(chǎn)工藝跑粗環(huán)節(jié)管理要求較為嚴(yán)格。

3)該設(shè)備浮選精煤以自溢方式流出，操作時(shí)應(yīng)采用合適的藥劑比例，可根據(jù)不同的煤種選擇合適的藥劑。浮選藥劑的選擇性對(duì)設(shè)備運(yùn)行效果起到關(guān)鍵作用。普浮樂(lè)浮選機(jī)工藝流程圖見(jiàn)圖4。

4.3 充氣式浮選機(jī)的優(yōu)點(diǎn)

1)工藝簡(jiǎn)單操作容易。

2)單機(jī)處理能力大。

3)在浮選機(jī)前無(wú)需專(zhuān)門(mén)設(shè)置添加藥劑的攪拌桶。

4)由于對(duì)浮選入料變化的適應(yīng)性強(qiáng)，可入浮固體含量較少濃度較低的浮選入料。

圖4 普浮樂(lè)浮選機(jī)工藝流程圖

5)兩段的設(shè)計(jì)，每個(gè)單元的分選效率明顯較高。

6)普浮樂(lè)浮選機(jī)中無(wú)任何運(yùn)轉(zhuǎn)部件，空氣反應(yīng)器采用新型的耐磨陶瓷材料，降低了設(shè)備的消耗及維護(hù)保養(yǎng)。

7)占用空間少。

4.4 設(shè)備運(yùn)行存在的問(wèn)題

設(shè)備運(yùn)行以來(lái)，設(shè)備性能及運(yùn)行指標(biāo)基本可靠，但也存在著一定的問(wèn)題：

1)與設(shè)備配套的調(diào)整回流量控制入料液位的自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置不能滿(mǎn)足生產(chǎn)要求，現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程通過(guò)改造的回流管手動(dòng)調(diào)節(jié)回流量，來(lái)調(diào)整入料池液位，達(dá)到保證入料壓力、充氣量的目的。

2)入料“T”型彎頭因焊接存在缺陷，容易破損，現(xiàn)已更換為自制的耐磨彎頭。

3)由于該類(lèi)型的浮選機(jī)浮精泡沫以自溢方式進(jìn)入精煤收集槽，所以泡沫流動(dòng)性要求較高，浮精濃度相對(duì)較低，生產(chǎn)過(guò)程中，浮精濃度約120～150 g/L，對(duì)后續(xù)脫水環(huán)節(jié)設(shè)備要求較高。

4)空氣反應(yīng)器噴咀為直徑為22 mm，系統(tǒng)跑粗容易造成空氣反應(yīng)器噴咀堵，嚴(yán)重影響浮選效果，工藝跑粗管理要求相當(dāng)嚴(yán)格。

5)該浮選機(jī)特有的工作方式，對(duì)藥劑的選擇性、分散性要求較高，該廠目前采用藥劑是煤油和仲辛醇。該廠對(duì)EKOF藥劑、乳化油進(jìn)行應(yīng)用性試驗(yàn)，取得較好的浮選效果，但是從綜合效益的角度出發(fā)，效果不太理想，目前，該廠正在尋求綜合效益較好的一種藥劑。

6)設(shè)備設(shè)計(jì)通過(guò)能力為800～1 000 m3/h，從應(yīng)用情況看：在該廠的生產(chǎn)條件下，該設(shè)備在500 m3/h左右，工藝效果較好。情況見(jiàn)表5。

表5 設(shè)備檢修維護(hù)情況

4.5 設(shè)備檢修維護(hù)情況

該浮選機(jī)無(wú)運(yùn)轉(zhuǎn)部件，日常維護(hù)較為簡(jiǎn)單，只需對(duì)空氣反應(yīng)器、礦漿分配盤(pán)、管路等容易磨損的部件和相關(guān)設(shè)備泵及電機(jī)進(jìn)行日常維護(hù)和保養(yǎng)。

設(shè)備在該廠運(yùn)行3年來(lái)，日常檢修和維護(hù)量極小，易磨損部件未進(jìn)行過(guò)更換;管路部分只對(duì)浮選槽入料“T”型彎頭、伸縮節(jié)進(jìn)行過(guò)更換。設(shè)備檢修維護(hù)

5 綜合評(píng)價(jià)

自2006年1月10日投入使用以來(lái)，設(shè)備運(yùn)行正?？煽浚黜?xiàng)性能指標(biāo)基本達(dá)到工藝要求和設(shè)計(jì)要求。由于設(shè)備沒(méi)有運(yùn)轉(zhuǎn)部件，動(dòng)力消耗少，設(shè)備維護(hù)量小，設(shè)備幾乎沒(méi)有進(jìn)行過(guò)檢修，只對(duì)輔助設(shè)備給料泵進(jìn)行過(guò)必要的維護(hù)和檢修。設(shè)備調(diào)整操作簡(jiǎn)單方便，操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低。

充氣式浮選機(jī)是先進(jìn)的高效低耗大型化設(shè)備，普浮樂(lè)可靠性高、選擇性好、能耗低、占用廠房空間少，在官地礦選煤廠取得了較好效果的應(yīng)用，現(xiàn)在全世界有20多座大型洗煤廠成功采用普浮樂(lè)浮選機(jī)，其經(jīng)濟(jì)工藝性能以及長(zhǎng)期的實(shí)踐運(yùn)行證明，充氣式浮選機(jī)可作為機(jī)械攪拌式浮選機(jī)的重要補(bǔ)充或成為其替代產(chǎn)品。

Application on K－FV 50 NS Pneumo Type Flotation Cell

Zhang Rong－rui

Introduces the working principle and structural characteristics of PNEUFLOT flotation cell，and compares the process effect，economic benefits and other to PNEUFLOT flotation cell and the traditional mechanical agitation flotation cell.Proved the PNEUFLOT flotation cell is an important complement or substitutes of the traditional flotation cell.

Pneumo type;Flotation cell;Principle;Structural characteristics;Application;Advantages

TD456

A

1672－0652(2012)07－0016－04

2012－06－18

張榮瑞(1973—)，男，山西臨猗人，1996年畢業(yè)于山西礦業(yè)學(xué)院，工程師，主要從事選煤技術(shù)管理工作(E －mail)zrr660@sina.com