微泡浮选机在东曲矿选煤厂的应用

短柱微泡吸气式浮选机在东曲矿选煤厂的应用庞亮成翠仙摘要：阐述了一种新型的无机械搅拌式短柱微泡吸气式浮选机设备在东曲矿选煤厂的应用，该厂通过对该浮选机的分析研究以及经现场生产工艺运行试验证明，对该新型浮选机，能显著提高浮选抽出率。关键词：煤泥；微泡浮选机；应用；原理；抽出率；效果1、前言山西焦煤集团东曲矿选煤厂设计入洗能力为400万吨，采用跳汰粗选-两产品重介旋流器精选-煤泥浮选联合工艺流程，入洗原煤以东曲矿4#煤、8#煤为主。原煤中含有大量泥化页岩，-0.5mm级的煤泥可浮性差，属极难浮煤泥，采用七台XJX-T12机械搅拌浮选机处理煤泥，在生产过程中，重介系统尚可洗出合格精煤，而浮选系统无论如何调整药剂比例，浮精灰份偏高，难以洗出合格的浮精产品，并且工作效率低，浮精抽出率在75%左右浮动，严重影响了该厂精煤回收率的提高，同时导致尾煤回收负载加大，致使洗水浓度居高不下，为此，经过多方调研考察后，决定应用长沙开通科技有限公司出品的国产短柱微泡吸气式浮选机代替XJX-T12机械搅拌浮选机。该项工程于2005年7月开工建设，与2005年12月下旬完成了一期建设并投产使用，在使用的六个月来，经工艺检查，短柱微泡吸气式浮选机工艺效果明显优于旧式机械搅拌浮选机。2、东曲矿选煤厂煤泥浮选系统状况及存在的问题2.1入洗煤泥性质差东曲矿选煤厂现在入洗原煤为东曲矿4#、8#原煤，其中4#煤为焦煤，8#煤为廋煤，原生煤泥占入洗原煤的16%左右，次生煤泥占入选原煤的4%左右，煤泥浮选效果差。2.2.浮选效率低东曲矿选煤厂的浮选设备为七台XJX-T12型台式机械搅拌浮选机，浮选效率低，实际生产中，浮精抽出率仅能达到75%左右。浮精灰份偏高，难以洗出合格的浮精产品，2.3.浮选系统处理能力不足该厂建厂时，由于初期项目费用经费压缩，仅预留有一台浮选机、一台压滤机的安装位置，并未安装设备，初期由于生产能力未达到处理能力，煤泥水处理能力尚能满足要求，随着近几年生产能力提升，煤泥水系统处理能力不足的问题严重显现，大量煤泥在系统中不能充分回收，导致洗水恶化，严重影响正常生产。3.短柱微泡吸气式浮选机的系统组成、主要技术参数、工作原理及特点图1短柱微泡吸气式浮选机的系统组成示意图3.1系统组成:如图1所示,短柱微泡吸气式浮选机系统组成由矿浆桶、渣浆泵、分选槽主体、内筒体、矿浆分配器、矿化器、矿化管、反射头、精矿收集槽、尾矿调节箱、控制阀门等组成。3．2主要技术参数：入料粒度：-0.5mm入料浓度：60—140g/l矿化器工作压力：0.2—0.4Mpa气压：0.1—0.2Mpa矿浆台时处理量：600—800m3/h干煤泥处理量：50—80t/h筒体体积：76m3入料泵的型号：300ZJ-I-A65电动机功率：200KW3．3工作原理矿浆由渣桨泵从矿浆桶抽出泵入矿浆分配器，然后均匀分配给各组矿化器的矿化单元、经由矿化器、矿化管，最后从反射头的喷嘴喷出。当矿浆从分配器经矿化器进入矿化管时，由于矿化器的特殊结构，矿浆成喷射状射入矿化管，从而形成负压，空气被吸入矿化管并与矿浆充分接触、剪切、碰撞，使矿浆充分矿化，矿浆到达底部经反射头喷嘴喷出，充分矿化的煤粒随矿浆中的大量微泡上浮至浮选桶表面沿周边溢出进入精矿收集槽；尾矿则从底部通过U形管进入尾矿箱排出，尾矿箱与U形管一道起着调节液面的作用，以控制浮选效果。3．4主要特点：3．4．1机体无搅拌机构，浮选入料动力来自矿浆桶渣浆泵，设备磨损小，维护量小，运行成本低。3．4．2独特的矿化器可吸入空气产生大量可控微小气泡。3．4．3整个分选过程明确分成二个工艺段：矿化段，浮选段，矿浆的矿化主要在矿浆分配器、矿化器、矿化管内完成，而浮选则主要在矿浆射出矿化管后在筒体内进行，使得浮选作业实现了矿化与分选作业分段进行，使各作业过程都在最有利的环境中进行。3．4．4与国内传统浮选柱相比，柱体短，占用空间少。高度与直径比为1.2:1。3．4．5分选精度高，处理能力大，矿浆台时处理量：600—800m3/h干煤泥处理量：50—80t/h4、安装微泡浮选机前后工艺系统情况：安装微泡浮选机前的工艺流程：浮选入料经浮选入料泵泵入1台分配桶及1台表面改质机，分配桶将矿浆分配到四台矿浆搅拌桶充分搅拌后，进入编号为516—519的4台浮选机分选，表面改质机入料则经表面改质机搅拌后进入编号为513—515的3台浮选机分选。安装微泡浮选机后的工艺流程：拆掉原来的517、519浮选机，安装两台同样编号的微泡浮选机。浮选入料池中的矿浆既可以直接由浮选入料泵泵入两台微泡浮选机的原矿桶后进入微泡浮选机分选，也可以经过表面改质机处理后再进入微泡浮选机的原矿桶后再进入微泡浮选机浮选。同时，这两台微泡浮选机既可以并联同时进行主选，还可以串联进行主选和扫选。这样浮选流程可以根据煤质变化而变化，灵活性强。来自浮选入料泵或表面改质机图3微泡浮选机一期工程工艺系统图5、微泡浮选机在东曲选煤厂的工艺试验及效果分析：东曲矿选煤厂于2005年9月21日开始短柱微泡浮选机的土建工程建设，11月5日竣工，设备一期安装工程于11月5日开工，12月25日竣工，工期为50天。设备安装结束后，该厂积极组织了带水及带负荷调试工作，并于12月30日开始将该设备正式投入生产。经过4个多月的运行，该厂进行了系统全面的工艺指标测试，工艺测试结果如表1到表5所示。5．1从表1、表2、表3中可以看出，8#、4#煤浮精抽出率分别达到83.3%和81.34%，4、8#煤混洗时浮精抽出率也达到83.29%；而旧式浮选机在同等条件下8#、4#煤浮精抽出率仅为79.77和73.41（见表4），按照该厂入洗8#、4#煤比例综合计算,浮精抽出率总体提高6.46%；5．2从表中可以出，微泡浮选机的尾矿灰分达到35%以上，而XJX―T12型浮选机的尾矿灰分还不到30%，同时，浮精灰分也有一定的降低。5．3．由试验结果对浮选工艺效果做一评定，从浮选完善指标计算，8#煤微泡浮选机的浮选完善指标为ηwf=29.93%,4#煤ηwf=31.85%，而XJX-T12型浮选机的浮选完善指标为8#煤ηwf=19.29%,4#煤ηwf=19.79%,由此可以看出,在相同浮选入料情况下,微泡浮选机性能远远优于XJX-T12型旧式浮选机。5．4我们对4#煤浮选入料及尾矿、精矿做了小筛分试验，其试验结果见表五，从表中可以看出，微泡浮选机与XJX—T12型浮选机相比，对大于0.5mm的粗颗粒以及小于0.045mm的细颗粒都有比较好的分选效果5．5由试验结果看出，使用微泡浮选机，于XJX―T12型浮选机相比，油耗可以降低0.2kg/t。5．6在生产过程中，微泡浮选机浮选经过表面改质机改质后的入料与浮选不经过表面改质机改质后的入料相比，有明显不同。5．6．1浮选入料经过表面改质机后，微泡浮选机精矿产率高，同时浮选起泡剂用量较少，泡沫层密，流动性好。5．6．2浮选入料直接入微泡浮选机(特别是在煤质差的情况下)时，微泡浮选机精矿产率低。因此可看出，微泡浮选机与表面改质机配合使用，可使浮选工艺得到进一步优化。6、经济效益分析：以全年入洗原煤300万吨，入浮煤泥占原煤量的25%计，经过微泡浮选机的浮精抽出率平均提高6.46%，则浮选机全部更新后每年可多生产浮选精煤4.845万吨，按精煤价格450元/吨，副产品价格200元/吨计算，可创直接效益1211万元,再加上药剂节约72万元（以药耗节约0.2kg/t干煤泥,每吨药剂4800元计算）,除去设备折旧费70万元/年,电耗增加费用22万元/年,年可创经济效益1191万元。7、存在问题和需进一步完善的地方：7．1设备的矿化管和反射头没有分开，不利于杂物的清理，应改用法兰联接。7．2我厂的浮选药剂仍然采用人工加药系统，药剂量加入误差大，应配套自动加药系统。8、应用前景及结论：短柱微泡浮选机分选粒级宽，浮选分选效率高，选择性好，能降低浮选精煤灰分且提高浮精抽出率，设备本身无运转部件，磨损少，运行成本低，是一种新型的浮选设备，具有较广阔的应用前景。作者简介：庞亮(1973--)，男，内蒙和林县人，工程师，1996年毕业于山西矿业学院选矿工程专业，现任山西焦煤集团公司东曲矿选煤厂生产技术科科长。