王海濤

(冀中能源峰峰集團 馬頭洗選廠，河北 邯鄲 056045)

馬頭洗選廠是冀中能源峰峰集團的中央型煉焦煤選煤廠，是我國“一五”期間由前蘇聯援建的156項重點工程之一，實際處理能力在4.00 Mt/a以上。該廠歷經多次技術改造，目前原煤以不脫泥方式入選，主選工藝為無壓給料三產品重介質旋流器分選、浮選的聯合工藝，浮選尾煤采用兩段濃縮、兩段回收方式處理。該廠入選原煤來自峰峰集團所屬的梧桐莊礦、辛安礦、新三礦、羊渠河礦等煤礦，主導產品為十級冶煉焦精煤和肥精煤，主要作為煉焦原料[1-3]。

隨著礦井開采方式的變化和優(yōu)質煤炭資源的減少，馬頭洗選廠入選原煤的可選性變差，細粒煤含量對生產系統(tǒng)的影響越來越大，尤其是對浮選系統(tǒng)造成很大壓力，這對浮選操作方案和現場工藝管理提出了更高要求。為此，需要根據現場實際情況對浮選操作方案進行探索。

1 生產現狀

近年來，馬頭洗選廠對煤泥水處理系統(tǒng)不斷進行工藝改造和設備更新，逐步形成了目前的工藝：重介精煤磁選尾礦通過轉排泵排入角錐池，角錐池底流經脫水篩和離心機處理后作為精煤泥，其溢流作為浮選入料進行浮選系統(tǒng)處理(圖1)。

圖1 馬頭洗選廠煤泥水處理原則流程

在實際生產過程中，浮選入料的粒度可保持在<0.3 mm。該廠原煤采用不脫泥方式入選，其中的粉煤含量過高，>0.5 mm粒級產率為74.44%，灰分為34.03%，<0.5 mm粒級產率為25.56%，灰分為20.18%。通過2016年3月的原煤浮沉試驗結果(表1)，結合原煤篩分數據可以看出：原煤中原生煤泥產率在30%左右，加上破碎、運轉、浸泡、攪拌、剪切等環(huán)節(jié)產成的次生煤泥量，浮選系統(tǒng)煤泥量在35%以上。此外，由于馬頭洗選廠的入選原煤煤種繁多，煤質差異大，導致浮選操作難度增大，浮選系統(tǒng)生產壓力極大，曾出現浮選系統(tǒng)紊亂的問題，致使浮選指標惡化。

為此，馬頭洗選廠浮選技術人員通過深入研究浮選作用機理和浮選藥劑工作原理，結合浮選生產實際操作需要，探索適合該洗煤廠實際的浮選操作制度。

表1 原煤浮沉試驗結果

注：煤樣質量為150 kg,灰分為30.49%。

2 浮選系統(tǒng)的改進

(1)主選與分選相結合工藝的應用。以西部浮選系統(tǒng)為例，由于原煤煤質的波動，浮選精礦的粒度組成發(fā)生變化，加之加壓過濾機的工況不同，致使濾液濃度不穩(wěn)定，精煤壓濾機的反吹物料濃度高。為此，采用單臺浮選機對這部分物料進行處理，并根據浮選機工況，增加部分浮選物料(角錐池部分溢流)，這樣既能避免濾液中高灰細泥和殘留藥劑對其它浮選機分選效果的影響，又能保證各浮選機的處理能力。分選浮選機與主選浮選機相結合的工藝，可以穩(wěn)定浮選系統(tǒng)的入浮煤泥量。

(2)雙系統(tǒng)入浮煤泥量的合理分配。由于東西重介分選系統(tǒng)的原煤入選量不均勻，導致配套的浮選系統(tǒng)入浮煤泥量不同，加上各浮選機的工況存在差異，進而致使與其配套的脫水系統(tǒng)處理能力無法滿足要求。此外，在實際生產過程中，由于單系統(tǒng)故障迫使生產系統(tǒng)停產的事故時有發(fā)生。為此，通過雙閘門調控浮選系統(tǒng)入料量，實現東西浮選系統(tǒng)入浮煤泥量的有效控制。

(3)增設噴淋水設施。當入選原煤為極難選煤時，由于高灰細泥與浮選藥劑粘附并浮出，導致泡沫層發(fā)虛，浮選精煤灰分偏高。為此，根據現場實際情況和對浮選精煤灰分的要求，在浮選機第一、第二室上方增設噴淋水設施，以降低浮選精煤灰分并提高其質量。

(4)浮選機流量調整方式的優(yōu)化。XJM-S16型浮選機的流量原通過入料閘門和礦化器的內堵噴嘴調整，但閘門閘板和礦化器噴嘴易被磨損，導致生產成本和檢修難度增大；此外，由于礦化器內堵噴嘴的原因，造成其內部壓力分布不均，影響藥劑使用效果。針對現場實際情況，將礦化器噴嘴的材料更換為聚酯材料，其具有耐磨損、韌性大、價格適中的特點；同時，對其口徑進行優(yōu)化，將其從單一的40 mm調整為28、30、35 mm三種，實現混合搭配使用。經此優(yōu)化后，入料閘門和礦化器噴嘴使用壽命得以延長，藥劑使用效果得到改善。

(5)采用專利乳化裝置。在XJM-S16型浮選機上安裝擁有自主知識產權的微型乳化裝置，對浮選藥劑進行乳化，以提高浮選效果和藥劑性能，并節(jié)省藥劑用量。對單臺浮選機的使用效果觀察發(fā)現，在浮選效果相同時，該裝置可節(jié)省浮選藥劑用量1個百分點左右；同時，當浮選入料中的超細粒物料(<0.045 mm粒級)產率增加時，其對抑制浮選效果變差和浮選指標惡化有著重要作用。在浮選入料濃度為120 g/L、灰分為20.06%的條件下，乳化器不同狀態(tài)時551#浮選機的浮選試驗結果(表2、表3)說明，該裝置對浮選精礦各粒級浮選效果的改善均有促進作用。

表2 乳化器開啟時的浮選試驗結果

表3 乳化器關閉時的浮選試驗結果

3 浮選操作制度的完善

通過連續(xù)三年多的大量數據積累和研究總結，該廠浮選系統(tǒng)形成了目前的“兩平穩(wěn)，三滿足，四保證”操作制度。

(1)“兩平穩(wěn)”是指浮選入料桶的液位平穩(wěn)和東西兩系統(tǒng)的原煤入選量平穩(wěn)，只有保持浮選入料桶的液位平穩(wěn)，才能保證浮選機入料的平穩(wěn)，進而保證浮選泡沫層的穩(wěn)定；東西兩系統(tǒng)的原煤入選量平穩(wěn)，對于浮選系統(tǒng)入料量的穩(wěn)定有著重要意義，也為保證脫水能力滿足要求提供了保障，進而為浮選操作調整創(chuàng)造了有利條件。

(2)“三滿足”即滿足單機處理量和礦化效果、藥劑乳化效果的要求，浮選機的單機處理量要控制在320～400 m3之間，否則易造成浮選效果不佳；礦化器的工作壓力要控制在0.06～0.15 MPa之間，壓力過高易使礦化器的噴嘴磨損嚴重，而壓力過低易使礦化器的噴嘴被雜物堵塞，需要及時清理；為了保證浮選藥劑的乳化效果，藥劑乳化時的壓力要控制在0.40～0.60 MPa之間。

(3)“四保證”就是保證浮選機的前兩室刮礦量和入浮礦漿濃度、尾礦質量、各室進氣孔與分段加藥滿足要求。浮選機的前兩室刮礦量對浮選精煤灰分有著重要影響，當前兩室刮礦量過大時，大部分高灰細泥就會被浮出，容易導致精灰偏高；而刮礦量過小時，易使精煤顆粒集中在后兩室，導致尾煤灰分偏低。在實際生產過程中，入浮礦漿濃度要控制在100 g/L左右，可以通過控制角錐池的排放量和增加系統(tǒng)循環(huán)水量來實現。浮選尾礦是否跑煤對于保證浮選精煤產量和尾煤質量具有重要影響，因此必須保證浮選尾礦不跑煤。浮選生產時要保證各室進氣孔和分段加藥處于正常狀態(tài)，一段加藥要適當減少捕收劑的用量，保證細粒精礦優(yōu)先浮出，避免粗顆粒浮起過多而影響精礦的浮選；二段加藥要適當增加起泡劑的用量，以提高粗精礦的回收效果，從而保證浮選精煤和尾煤的指標合格。

根據原煤煤質特征和浮選系統(tǒng)結構，結合現場實際情況形成的“一穩(wěn)二水三壓力，前捕后起保指標”的操作法，獲得2014年“全國煤礦職工先進操作法”二等獎。

4 生產效果

在對浮選系統(tǒng)操作方案優(yōu)化后，目前東西兩系統(tǒng)的總入浮煤泥礦漿量在1 700 m3/h左右，且兩套浮選系統(tǒng)的處理量基本持平；浮選精煤灰分在10.00%～11.00%之間，尾煤灰分在55.00%以上；每噸精煤的浮選藥劑用量為0.38 kg，與去年同期相比下降0.04 kg。

2016年3月份馬頭選選廠本部的生產指標統(tǒng)計結果見表4。

表4 2016年3月份馬頭選選廠本部的生產指標統(tǒng)計結果

2016年3月的生產水平更好，就該廠來說是歷史上的最好記錄，每噸精煤的浮選藥劑用量僅為0.33 kg，該月可節(jié)省生產成本20余萬元，全年可節(jié)省開支百萬元，經濟效益比較顯著。

5 結語

馬頭選選廠浮選操作方案的完善，是在大量實際生產數據不斷積累與摸索的基礎上進行的，對浮選生產有著很強的指導作用，具有一定的推廣價值。該操作方案的完善與應用，提高了浮選系統(tǒng)應對極難選煤的有效能力，為浮選生產的順利進行提供了有力保障。

[1] 蘇寧方.無壓三產品重介旋流器在馬頭洗選廠的應用[J].煤炭科學技術, 2012,40(S1):115-116.

[2] 楊玉華，曾付洋.馬頭洗選廠工藝系統(tǒng)的改造[J].選煤技術,2009(3):38-39.

[3] 蘇寧方，沈 雁.馬頭洗選廠二次浮選工藝系統(tǒng)改造[J].煤質技術, 2011(2):63-65.