包小燕

(中煤科工集團(tuán) 北京華宇工程有限公司，河南 平頂山 467002)

選煤廠的精煤產(chǎn)品一般由三部分組成：重介質(zhì)選精煤、浮選精煤和粗精煤。近年來一些選煤廠入選原煤含煤泥量越來越大[1]，粗精煤灰分居高不下，造成重介質(zhì)選精煤、浮選精煤背灰，影響了產(chǎn)品質(zhì)量和精煤產(chǎn)率的提升。因此，有效降低粗精煤灰分，是大多數(shù)選煤廠亟待解決的問題。目前，高頻疊篩在粗煤泥回收環(huán)節(jié)的應(yīng)用越來越多，在多個(gè)選煤廠成功實(shí)現(xiàn)了粗精煤泥的精細(xì)分級(jí)和高效降灰。筆者以安徽方園塑膠有限公司生產(chǎn)的高頻疊篩(FY-HVS-1500型)為例，闡述其結(jié)構(gòu)和工作原理，并結(jié)合案例，介紹其在多個(gè)選煤廠在粗精煤截粗、脫水、脫泥以及降灰等方面的實(shí)際應(yīng)用情況。

1 FY-HVS-1500型高頻疊篩的結(jié)構(gòu)及工作原理

方園FY-HVS-1500型高頻疊篩是一種借助于篩面高頻振動(dòng)力和物料重力實(shí)現(xiàn)按物料粒度分級(jí)的機(jī)械設(shè)備，其結(jié)構(gòu)主要由分料器、喂料器、上下篩框、高頻振動(dòng)電機(jī)、篩上產(chǎn)品收集料斗、篩下產(chǎn)品收集槽、框架及支撐平臺(tái)等部分組成。篩機(jī)的工作原理見圖1。其主要特征及優(yōu)勢有以下幾點(diǎn)。

圖1 FY-HVS-1500型高頻疊篩工作原理示意

(1)采用方園公司自主研發(fā)的高開孔率聚氨酯精細(xì)篩網(wǎng)(FY-SIEVE型)，開孔率高達(dá)32%以上，處理能力大；篩孔采用錐孔設(shè)計(jì)，利于物料通過，不易堵孔，可實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)粒級(jí)物料的高效分級(jí)；其分級(jí)粒度為0.3～0.074 mm[2]，分級(jí)效率可達(dá)70%～80%。另外，F(xiàn)Y-SIEVE型聚氨酯精細(xì)篩網(wǎng)采用整體成型技術(shù)一次成型，采用高強(qiáng)纖維增加強(qiáng)度，不會(huì)出現(xiàn)整體開裂現(xiàn)象，提高了篩網(wǎng)的抗張強(qiáng)度及使用壽命。

篩機(jī)配置了低電耗的強(qiáng)力雙激振電機(jī)、浮動(dòng)式篩框和全封閉式振動(dòng)器。經(jīng)浮動(dòng)抗剪切橡膠彈簧傳遞給固定篩框的動(dòng)負(fù)荷僅為5%～10%，即振動(dòng)力的90%以上全部轉(zhuǎn)化為篩分振動(dòng)力[3]，因此適合于細(xì)粒級(jí)物料的高效分級(jí)。

(2)篩機(jī)參振部件全部采用哈克釘拉鉚，保證了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性。

(3)高頻振動(dòng)電機(jī)為原裝進(jìn)口Italvibras電機(jī)，使用壽命長達(dá)42 000 h，保證了篩機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。

(4)篩機(jī)所有金屬部件均采用噴砂—聚脲工藝進(jìn)行防腐處理，對(duì)受到物料長期沖刷的關(guān)鍵部件采用耐納特膠板進(jìn)行耐磨防護(hù)處理。

2 高頻疊篩的主要應(yīng)用案例

2.1 新巨龍選煤廠的應(yīng)用案例

山東新巨龍能源有限公司選煤廠入選的煤種以肥煤和1/3焦煤為主，是目前國內(nèi)寶貴的煉焦煤資源。按照對(duì)稀缺煤種保護(hù)性開發(fā)的要求，選煤廠在工藝選擇時(shí)以精煤最大產(chǎn)率原則為出發(fā)點(diǎn)和立足點(diǎn)，選煤工藝采用毛煤動(dòng)篩排矸、原煤有壓兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器主再選、煤泥浮選、尾煤濃縮壓濾的聯(lián)合流程[4]。在精煤磁選尾礦回收環(huán)節(jié)，于2013年進(jìn)行技術(shù)改造，采用3臺(tái)方園5層高頻疊篩用于粗精煤分級(jí)旋流器底流的脫水、降灰。表1為5層高頻疊篩入料的篩分試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

根據(jù)表1篩分試驗(yàn)數(shù)據(jù)，將0.5 mm篩縫的弧形篩更換為5層高頻疊篩，通過采用不同孔徑篩網(wǎng)對(duì)比試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)對(duì)于該廠粗精煤，采用孔徑0.32 mm的篩網(wǎng)降灰時(shí)效果最佳，可實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。5層高頻疊篩篩上物料篩分試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表1 5層高頻疊篩入料篩分試驗(yàn)結(jié)果

表2 5層高頻疊篩篩上物料粒度組成

通過表1和表2可以得出：5層高頻疊篩入料中0.32 mm以下粒級(jí)的綜合產(chǎn)率為34.12%，入料灰分為16.61%；經(jīng)過篩孔為0.32 mm的高頻疊篩篩分后，篩上物中0.32 mm以下粒級(jí)含量降至20.70%，較篩分前降低13.43%；篩上物灰分10.91%，較篩分前降低5.7%。上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，篩孔為0.32 mm的高頻疊篩在新巨龍選煤廠截粗、脫泥、降灰方面效果顯著。

2.2 淮北選煤廠的應(yīng)用案例

淮北選煤廠于2010年進(jìn)行技術(shù)改造，采用原煤三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器—煤泥浮選聯(lián)合生產(chǎn)工藝及“2+2”煤泥水處理流程(即精煤泥二次浮選兩段脫水、尾煤泥二次濃縮兩段脫水)。對(duì)于重介質(zhì)選精煤磁選尾礦和中煤磁選尾礦的脫水回收，采用傳統(tǒng)振動(dòng)弧形篩加立式離心機(jī)的組合脫水工藝[5]；對(duì)于尾煤泥(浮選尾煤、粉中煤篩下水)利用沉降離心機(jī)脫水回收并入中煤(見圖2)。

圖2 淮北選煤廠改造前臥式沉降離心脫水機(jī)回收粗煤泥工藝

在實(shí)際生產(chǎn)中，這兩種脫水工藝存在以下不足：① 弧形篩易竄料，導(dǎo)致篩分效率降低，同時(shí)影響離心機(jī)脫水效率；② 弧形篩篩板頻繁調(diào)頭、篩板使用壽命短、工作量大、更換不方便，維護(hù)費(fèi)用高；③ 沉降過濾機(jī)能耗較高，粗煤泥回收收益與電耗成本倒掛。為了在工藝上對(duì)上述問題進(jìn)行優(yōu)化，經(jīng)調(diào)研，淮北選煤廠最終選擇利用安徽方園的5層高頻疊篩處理精煤、中煤磁選機(jī)尾礦。圖3所示為改造后的工藝流程。

圖3 淮北選煤廠采用高頻疊篩改造后的粗煤泥回收工藝

采用5層高頻疊篩后的效果分析：

(1)高頻疊篩對(duì)磁選尾礦的降灰作用。工藝改造后，利用5層高頻疊篩(0.32 mm、0.23 mm和0.18 mm 3種孔徑篩網(wǎng))回收粗精煤的篩分試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表3，從表中可以看出，入料灰分均在18%以上。經(jīng)過篩分后，篩上物灰分均降至12%以下，說明高頻疊篩在回收粗精煤時(shí)，降低了精煤磁選尾礦的灰分。篩上物料進(jìn)入離心機(jī)脫水后，能夠進(jìn)一步有效控制粗精煤的灰分，可使最終精煤對(duì)粗精煤“背灰”現(xiàn)象大幅減少，有利于控制重介質(zhì)和浮選指標(biāo)，特別是可以提高精煤產(chǎn)率。

表3 5層高頻疊篩的篩分檢查試驗(yàn)

(2)高頻疊篩對(duì)細(xì)粒煤的截粗效果明顯。為了驗(yàn)證5層高頻疊篩對(duì)細(xì)粒煤的截粗效果，對(duì)該設(shè)備的篩分效果進(jìn)行跟蹤試驗(yàn)，引取粉中煤篩下水進(jìn)入0.32 mm篩網(wǎng)的5層高頻疊篩進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見表4。

從表4可以看出，5層高頻疊篩能夠?qū)崿F(xiàn)按篩網(wǎng)快速分離物料，篩下物濃度較入料濃度大幅下降，說明該設(shè)備在篩分細(xì)粒級(jí)物料時(shí)，截粗、降灰作用明顯。

淮北選煤廠應(yīng)用高頻疊篩后，既優(yōu)化了工藝，又大幅減少了浮選精煤的比例，提高了精煤產(chǎn)量，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。 另一方面，因停用了2臺(tái)回收粗煤泥的臥式沉降離心脫水機(jī)及相應(yīng)的入料泵，每年減少了大量電耗。

表4 5層高頻疊篩截粗試驗(yàn)數(shù)據(jù)

2.3 凱達(dá)選煤廠的應(yīng)用案例

伊泰集團(tuán)凱達(dá)選煤廠(動(dòng)力煤)利用方園5層高頻疊篩，從煤泥水中回收產(chǎn)品取得預(yù)期效果。表5所示為濃縮機(jī)底流壓濾后的煤泥篩分試驗(yàn)數(shù)據(jù)。結(jié)合凱達(dá)選煤廠的煤泥篩分試驗(yàn)報(bào)告，因小于0.075 mm的高灰細(xì)泥含量高達(dá)66.77%，濾餅發(fā)熱量約6 897 J/g，即使煤泥干燥處理后也難以銷售，既影響選煤效益，又增加環(huán)保壓力。

表5 凱達(dá)選煤廠濃縮機(jī)底流壓濾煤泥篩分試驗(yàn)結(jié)果

表6所示為工藝調(diào)整后采用方園高頻篩的煤泥試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。根據(jù)表5的篩分試驗(yàn)數(shù)據(jù)，配套的高頻疊篩為0.1 mm篩網(wǎng)。1號(hào)濃縮機(jī)物料不添加絮凝劑，底流作為高頻疊篩入料，溢流添加絮凝劑進(jìn)入3號(hào)濃縮機(jī)。高頻疊篩篩上物料壓濾干燥后成為產(chǎn)品銷售；3號(hào)濃縮機(jī)底流經(jīng)壓濾后直接外排。從表6可以看到，高頻疊篩篩上物料灰分比入料降低10.66%，發(fā)熱量比入料提高1 994 J/g，取得了很好的效果。

表6 凱達(dá)選煤廠工藝調(diào)整后濃縮機(jī)底流及高頻疊篩煤泥試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

3 結(jié) 論

高頻疊篩在3座選煤廠的成功應(yīng)用，說明了該設(shè)備能夠減少高灰細(xì)泥對(duì)洗選產(chǎn)品的污染[6]，使全廠最終洗選產(chǎn)品灰分或發(fā)熱量達(dá)到要求；同時(shí)，還可降低選煤廠藥耗、電耗等，提高了選煤廠經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)了粗煤泥降灰工藝的發(fā)展，對(duì)粗煤泥分選工藝的選擇有一定指導(dǎo)意義。