萬劉鵬

（西山煤電集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司，山西 太原 030053）

引言

近幾年，西曲選煤廠因礦井的原煤煤泥含量加大并時(shí)常夾雜泥巖、黃泥及大量風(fēng)化煤等諸多不利因素影響，同時(shí)，受限于該選煤廠落后的浮選、濃縮機(jī)藥劑添加裝備與技術(shù)，所以時(shí)常出現(xiàn)浮選精礦超灰、尾礦跑煤、細(xì)泥積聚，惡化洗水系統(tǒng)等問題，嚴(yán)重影響了其浮選精煤產(chǎn)率、浮選尾礦灰分及尾煤煤泥灰分的效果，影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。因此，西曲選煤廠采用先進(jìn)的浮選自動(dòng)加藥技術(shù)，采用在線監(jiān)測自動(dòng)加藥對濃縮機(jī)入料及洗水濃度進(jìn)行檢測和升級，實(shí)現(xiàn)西曲選煤廠煤泥浮選系統(tǒng)的提質(zhì)增效、減少藥劑浪費(fèi)與消耗、降低用工數(shù)量及職工勞動(dòng)強(qiáng)度，改善作業(yè)環(huán)境等的工作目標(biāo)。

1 西曲選煤廠煤泥浮選加藥現(xiàn)狀分析

1）浮選加藥系統(tǒng)：西曲選煤廠現(xiàn)有4 套浮選機(jī)，加藥方式為傳統(tǒng)的人工加藥。浮選精礦灰分和尾礦灰分存在波動(dòng)情況，浮選情況的灰分一般不超過10.5%，最大不超過11.0%，尾礦灰分波動(dòng)較大，波動(dòng)范圍為65%～80%[1]。

4 臺(tái)浮選機(jī)的入料來至4 臺(tái)濃縮旋流器組，旋流器入料煤質(zhì)類型多樣有原生煤泥、原生煤泥、精煤磁尾（中煤）、精煤磁尾，每兩臺(tái)匯聚一根管道通過自流最終匯聚為一個(gè)管道，管道中無法混勻，導(dǎo)致浮選機(jī)入料濃度、流量和煤質(zhì)不完全一致，各個(gè)浮選機(jī)藥劑均需要單獨(dú)控制加藥量，依靠人工經(jīng)驗(yàn)判斷添加藥劑，操作難度大，勞動(dòng)強(qiáng)度高。目前每個(gè)浮選入料均安裝流量計(jì)，但由于管道中氣泡多，流量監(jiān)測不準(zhǔn)已棄用，藥劑添加過程均通過人工手動(dòng)控制閥門。人工加藥存在不能實(shí)時(shí)調(diào)整、藥劑添加量不穩(wěn)定等主觀因素，浮選不能保證在最優(yōu)的工況下分選，易造成尾礦中帶煤以及精煤損失。浮選入料設(shè)備流程如圖1所示。

圖1 浮選入料設(shè)備流程示意圖

2）濃縮機(jī)自動(dòng)加藥系統(tǒng)：目前添加復(fù)合藥劑，加藥過程自動(dòng)化程度低，有2 臺(tái)簡易制藥裝置含加藥泵（不帶變頻），目前加藥過程需要人工添加藥劑、調(diào)配藥劑，無法調(diào)節(jié)加藥量只能通過人工調(diào)整配藥濃度來控制加藥量，加藥頻率高，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，不可避免造成藥劑的浪費(fèi)。同時(shí)以聚丙烯酰胺為代表的藥劑有一定的毒性和腐蝕性，長期接觸會(huì)對健康造成損害。

2 改造目的

增設(shè)浮選及濃縮機(jī)自動(dòng)加藥系統(tǒng)后，加藥系統(tǒng)由崗位制轉(zhuǎn)換為巡檢制，浮選與濃縮機(jī)加藥每班只需設(shè)1 位巡檢工，或可以由其他崗位巡檢監(jiān)管，降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度與單位藥耗。

通過最優(yōu)的藥劑制度，盡可能的從尾礦中回收精煤，提高回收率和經(jīng)濟(jì)效益。

3 技術(shù)方案

3.1 工藝流程介紹

浮選自動(dòng)加藥系統(tǒng)配套應(yīng)用在現(xiàn)有的浮選系統(tǒng)，礦漿灰分在線檢測儀入料引自尾礦管，對整個(gè)浮選系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；新增浮選自動(dòng)加藥站，實(shí)現(xiàn)浮選藥劑的除雜、準(zhǔn)確定量添加和乳化；浮選自動(dòng)加藥系統(tǒng)平臺(tái)，與浮選自動(dòng)加藥站和礦漿灰分在線檢測儀連接，對整個(gè)浮選系統(tǒng)進(jìn)行同時(shí)具有前饋和反饋的閉環(huán)自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制。關(guān)于礦漿灰分在線檢測儀調(diào)節(jié)浮選時(shí)間間隔需要說明的是：為充分利用浮選精煤礦漿灰分檢測數(shù)據(jù)，實(shí)際生產(chǎn)中調(diào)節(jié)浮選時(shí)間間隔需根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況確定。

3.2 實(shí)施方案

1）增加流量與濃度檢測傳感器。4 臺(tái)浮選機(jī)的入料濃度和流量不完全一致，增加4 套入浮礦漿濃度計(jì)和流量計(jì)，在進(jìn)礦漿預(yù)處理器前的自流管上分別安裝濃度計(jì)和流量計(jì)，對入浮礦漿濃度和流量進(jìn)行監(jiān)測，其中因?yàn)檫M(jìn)礦漿預(yù)處理器為自流管道，流量計(jì)檢測精度保證存在一定困難，目前正在和流量計(jì)廠家溝通尋求盡可能保證流量計(jì)檢測精度的方法。

2）增加礦漿灰分檢測儀。根據(jù)據(jù)西曲生產(chǎn)情況，精礦灰分一般不會(huì)超過11%，基本無超灰風(fēng)險(xiǎn)，因此無需檢測。通過檢測尾礦，根據(jù)尾礦灰分調(diào)整藥劑制度，提高精礦的抽出率，達(dá)到精礦灰分不超標(biāo)、尾礦灰分高的目標(biāo)。本次改造增加2 臺(tái)尾礦礦漿灰分在線檢測儀，每臺(tái)尾礦礦漿灰分儀輪換檢測2 臺(tái)浮選機(jī)的尾礦灰分，檢測時(shí)間約30 min 左右，具體檢測時(shí)間需要通過試驗(yàn)確定[2]。

3）增加藥劑的乳化裝置和定量添加裝置。代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工控制閥門加藥；根據(jù)入料和產(chǎn)品參數(shù)，為加藥系統(tǒng)反饋?zhàn)顑?yōu)的藥劑制度；藥劑制度根據(jù)浮選機(jī)的入料流量、濃度等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。

4 實(shí)施效果對比

改造前，對西曲選煤廠2020 年3 月—4 月浮選生產(chǎn)報(bào)表中共計(jì)71 條數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和分析，如圖2 所示。西曲選煤廠通過自動(dòng)加藥系統(tǒng)改造。

圖2 浮選系統(tǒng)灰分分布圖

通過增設(shè)浮選自動(dòng)加藥系統(tǒng)，能夠?qū)⒏∥不曳植▌?dòng)范圍變窄縮小。礦漿灰分儀作為浮選系統(tǒng)的“眼睛”，將浮尾礦漿灰分檢測結(jié)果反饋到浮選自動(dòng)加藥系統(tǒng)，自動(dòng)進(jìn)行一次浮選加藥調(diào)節(jié)，無需人工判斷和干預(yù)。預(yù)測數(shù)據(jù)圖3 所示。

圖3 浮選系統(tǒng)灰分分布預(yù)測圖

5 經(jīng)濟(jì)效益分析

5.1 回收率提升

西曲選煤廠入洗量為300 萬t/年，浮選入料煤泥量占20%～25%按67.5 萬t/年計(jì)算。按精煤價(jià)格1 000 元/t 計(jì)算，穩(wěn)定浮選尾煤提高的回收率帶來的效益如表1 所示：

表1 效益計(jì)算表

5.2 降低浮選藥耗

選煤廠浮選藥劑用量一般較大。通過增設(shè)浮選自動(dòng)加藥系統(tǒng)，其中的浮選自動(dòng)加藥站，設(shè)置有乳化裝置，能夠?qū)⑵胀ㄋ巹┤榛癁槿榛巹?，提高浮選藥劑的使用效率，降低浮選藥耗，降低浮選藥劑成本。

濃縮機(jī)自動(dòng)加藥系統(tǒng)建設(shè)完成后，可以有效量化藥劑添加量，降低人工經(jīng)驗(yàn)添加的藥劑損失，達(dá)到濃縮藥劑添加的精細(xì)化管理，最終可實(shí)現(xiàn)減少藥劑消耗量10%～15%。

6 結(jié)語

西曲選煤廠通過浮選及濃縮機(jī)自動(dòng)加藥系統(tǒng)改造，可將煤泥水浮選和濃縮機(jī)加藥系統(tǒng)由崗位制轉(zhuǎn)換為巡檢制，實(shí)現(xiàn)無人值守。改善了員工的工作環(huán)境并減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了工作人員身體健康，同時(shí)為西曲礦選煤廠的自動(dòng)化、智能化水平奠定了良好的基礎(chǔ)。