范金濤

（汾西礦業(yè)新產(chǎn)業(yè)發(fā)展公司洗煤設(shè)備修造廠，山西 介休 032000）

引言

浮選是實(shí)現(xiàn)細(xì)粒煤以及極細(xì)粒煤分選的有效途徑，隨著礦井綜合機(jī)械化水平不斷提升以及采掘深度增加，生產(chǎn)的原煤煤泥占比也呈增加趨勢(shì)，浮選在洗選系統(tǒng)中的重要性也隨之提升[1-4]。山西某選煤廠為礦井配套建設(shè)工程，洗選能力為600 萬(wàn)t/年，原采用的浮選系統(tǒng)主要為Jameson 浮選機(jī)。隨著礦井開(kāi)采方式以及采掘深度增加，生產(chǎn)的原煤煤質(zhì)出現(xiàn)較大變化，選煤廠原有的浮選系統(tǒng)已不能滿足要求，導(dǎo)致浮選系統(tǒng)存在分選效果不佳、洗選尾礦灰分含量低等問(wèn)題。經(jīng)過(guò)前期論證分析，提出在浮選系統(tǒng)中增設(shè)2臺(tái)XJM-KS20 浮選機(jī)再選，以便解決浮選系統(tǒng)存在問(wèn)題。

1 選煤廠浮選系統(tǒng)現(xiàn)存問(wèn)題分析

1.1 浮現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

選煤廠原有浮選系統(tǒng)采用的Jameson 浮選機(jī)主要包括有分離區(qū)、接觸區(qū)兩個(gè)部分，入料來(lái)源于高壓入料泵，礦漿由分配器均勻分配至下沖管道中形成高速射流，后礦漿通過(guò)噴嘴噴射。在噴嘴作用下形成的高速噴射流可使管路中形成一個(gè)負(fù)壓區(qū)，通過(guò)負(fù)壓吸入空氣形成氣泡，氣泡與浮選顆粒碰撞礦化后從底部區(qū)域流入至分離柱內(nèi)；礦化后的氣泡在分選柱內(nèi)上浮構(gòu)成泡沫層，精選后進(jìn)入精選槽，浮選尾礦則通過(guò)底部錐口排出。具體Jameson 浮選機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1 所示，Jameson 浮選機(jī)對(duì)極細(xì)粒煤泥有較好浮選效果。

圖1 Jameson 浮選機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 浮選系統(tǒng)存在問(wèn)題

具體選煤廠原煤浮選系統(tǒng)分選流程如圖2 所示，選用的Jameson 浮選機(jī)采用的浮選槽為兩段式，由于浮選槽礦化區(qū)氣泡直徑一般小于400 μm，因而對(duì)浮選中極細(xì)粒徑煤泥有較好浮選效果，但是對(duì)粗煤泥浮選效果不佳，難以有效回收粗煤泥。具體選煤廠浮選入料小篩分試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

圖2 原煤廠原浮選流程

表1 小篩分試驗(yàn)結(jié)果

從表1 中看出，在浮選系統(tǒng)入料中粒徑在0.5 mm以上、0.5～0.3 mm 顆粒占比分別為24.24%、44.44%，粗顆粒煤泥占比相對(duì)較高。選煤廠浮選系統(tǒng)選用的Jameson 浮選槽對(duì)粗顆粒煤泥回收效果不佳，從而引起浮選尾礦出現(xiàn)一定程度“跑煤”情況，尾礦中灰分含量低。選煤廠現(xiàn)浮選系統(tǒng)存在問(wèn)題主要為[5-7]：

1）浮選效果差、精煤抽出率低。選煤廠浮選入浮煤質(zhì)較好時(shí)浮選得到的精煤亦存在灰分低、煤泥發(fā)熱量高等問(wèn)題，浮選精煤抽出率不理想，導(dǎo)致部分精煤進(jìn)入到煤泥中，其中精煤產(chǎn)率僅為12.53%、尾礦灰分為45.33%。

2）分選精度精度不高、精煤效果不佳。隨著采掘工作面深度及范圍增加，浮選入料泥煤占比有所提升，浮選系統(tǒng)原使用的Jameson 浮選機(jī)表現(xiàn)出浮選效率不高、精煤效果不佳等問(wèn)題。

3）經(jīng)濟(jì)性差。隨著對(duì)環(huán)保重視程度不斷增加，高煤泥需求量不斷萎縮，若煤泥銷售受限則導(dǎo)致選煤廠煤泥出現(xiàn)堆積，影響選煤廠經(jīng)濟(jì)效益；同時(shí)煤泥中精煤含量較高也會(huì)影響選煤廠經(jīng)濟(jì)效益。

對(duì)浮選入料中粗顆粒精煤進(jìn)行有效回收時(shí)改善浮選效果關(guān)鍵措施。XJM-KS20 浮選機(jī)可實(shí)現(xiàn)粗顆粒煤泥有效分選，同時(shí)可簡(jiǎn)化分選流程，不僅可減少占地面積而且可實(shí)現(xiàn)入浮煤漿預(yù)礦化。因此，選煤廠浮選系統(tǒng)中增設(shè)2 臺(tái)XJM-KS20 浮選機(jī)，浮選機(jī)單槽有效容積均為20 m3。

2 改造優(yōu)化分析

在選煤廠原有浮選系統(tǒng)基礎(chǔ)上增設(shè)2 臺(tái)XJM-KS20 浮選機(jī)，改善浮選效果。XJM-KS20 浮選機(jī)結(jié)構(gòu)包括有浮選機(jī)以及預(yù)礦化器兩部分。預(yù)礦化器結(jié)構(gòu)包括有穩(wěn)壓管、喉管、噴射器以及擴(kuò)散管等[8-10]。浮選入料先經(jīng)預(yù)礦化器處理之后，再采用浮選機(jī)分選。具體采用XJM-KS20 浮選機(jī)結(jié)構(gòu)如圖3 所示。

圖3 XJM-KS20 浮選機(jī)結(jié)構(gòu)圖

具體改造優(yōu)化后的浮選流程如圖4 所示，選煤廠浮選系統(tǒng)首先采用Jameson 浮選機(jī)進(jìn)行分選，分選后得到的精煤細(xì)顆粒煤泥粒徑主要集中在0.074～0.4 mm，Jameson 浮選機(jī)分選得到的底流通過(guò)XJM-KS20浮選機(jī)進(jìn)行再次浮選。采用XJM-KS20 浮選機(jī)后，浮選各項(xiàng)指標(biāo)均可滿足要求，其中浮選精煤灰分、尾礦灰分分別為8.5%～9.0%、55%～60%，浮選機(jī)內(nèi)各浮選槽內(nèi)液位平穩(wěn)，可便于浮選調(diào)整調(diào)節(jié)。當(dāng)浮選入料壓力平穩(wěn)時(shí)，礦化器中藥劑霧化效果較好，不僅可節(jié)省藥劑使用量而且可確保浮選機(jī)處理量滿足選煤廠浮選需要。

圖4 改造優(yōu)化后的浮選流程

浮選系統(tǒng)改造后精煤產(chǎn)率為15.67%、尾礦灰分為60.92%，具體對(duì)選煤廠浮選系統(tǒng)改造前后洗選產(chǎn)品質(zhì)量對(duì)比情況見(jiàn)表2。對(duì)選煤廠浮選系統(tǒng)改造優(yōu)化后，浮選精煤產(chǎn)率由改造前的12.53%增至15.67%，浮選尾礦灰分由45.33%增至60.92%，XJM-KS20 浮選機(jī)應(yīng)用后可增加回收浮選尾礦中粗顆粒精煤回收效果，有效彌補(bǔ)原有浮選系統(tǒng)存在問(wèn)題。在保證產(chǎn)品質(zhì)量前提下提高浮選精煤產(chǎn)率，并降低資源損失量。從經(jīng)濟(jì)方面來(lái)說(shuō)，通過(guò)對(duì)浮選系統(tǒng)優(yōu)化改造后，浮選精煤產(chǎn)率提升率約3.14%，預(yù)計(jì)年增產(chǎn)18.20 萬(wàn)t，按照450 元/t 精煤價(jià)格計(jì)算，則可直接創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益約8 190 萬(wàn)元。

表2 浮選系統(tǒng)改造優(yōu)化前后產(chǎn)品指標(biāo)

3 結(jié)語(yǔ)

文中對(duì)選煤廠浮選系統(tǒng)存在問(wèn)題進(jìn)行分析，浮選系統(tǒng)原采用的Jameson 浮選機(jī)對(duì)細(xì)顆粒分選效果較好，無(wú)法實(shí)現(xiàn)粗顆粒有效分選，隨著礦井浮選入料中粗顆粒占比增加，原有的Jameson 浮選機(jī)較差，難以滿足浮選系統(tǒng)高效洗選需要。依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，提出采用XJM-KS20 浮選機(jī)對(duì)Jameson 浮選機(jī)浮選得到的尾礦進(jìn)行分選，提高尾礦中粗顆粒精煤回收率。

現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用后，選煤廠浮選系統(tǒng)浮選精煤產(chǎn)率由改造前的12.53%增至15.67%，浮選尾礦灰分由45.33%增至60.92%，選煤廠選煤精煤產(chǎn)率提升率約為3.14%，預(yù)計(jì)選煤廠精煤產(chǎn)量增加約18.20 萬(wàn)t/年，增加經(jīng)濟(jì)效益約8 190 萬(wàn)元，浮選改造優(yōu)化取得較好應(yīng)用成果。