煤泥浮選和脫水的現(xiàn)狀

我國(guó)是世界上最大的煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)，現(xiàn)在我國(guó)每年生產(chǎn)的原煤中含有4.5億t以上的粉煤(細(xì)粒煤粉通常是指小于0.5mm細(xì)煤粒)，這部分煤的加工難度大，生產(chǎn)成本高，如何高效回收占原料近15%-25%的小于0.5mm的細(xì)煤泥，充分利用煤泥資源，對(duì)我國(guó)及徐礦集團(tuán)煤炭的可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)具有十分重要的戰(zhàn)略意義和現(xiàn)實(shí)意義。

隨著釆煤機(jī)械化程度的提高，開(kāi)采深度的加深，原煤質(zhì)量逐漸變差，細(xì)粒和超細(xì)粒煤泥在原煤中所占的比例逐年增加。市場(chǎng)對(duì)精煤產(chǎn)品質(zhì)量苛求,要求精煤灰分和水分愈來(lái)愈低。

重選工藝模式改變，由原來(lái)的跳汰變成重介工藝，入浮煤泥由原來(lái)的5~0mm變成0.3(0.25)-0mm,入浮煤泥粒度組成變細(xì)，細(xì)煤泥浮選選擇性差，可浮性變差，原有的煤泥浮選設(shè)備已不再適用。精煤中夾帶髙灰細(xì)泥，導(dǎo)致浮選精煤灰分高、尾煤灰分低，致使重選背灰嚴(yán)重，造成精煤回收率低；浮選精煤粒度變細(xì)，脫水困難。綜合精煤質(zhì)量波動(dòng)大，超灰超水現(xiàn)象嚴(yán)重，影響了精煤產(chǎn)品的質(zhì)量和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2煤泥浮選改造方案的選擇

煤泥浮選主要分選設(shè)備為浮選柱和浮選機(jī)。在我國(guó)傳統(tǒng)的浮選設(shè)備為浮選機(jī)，該設(shè)備存在分選效率低、動(dòng)力消耗大、葉輪磨損、維修量大、材料費(fèi)高、精煤灰分調(diào)整困難等問(wèn)題，難以適應(yīng)市場(chǎng)不同用戶對(duì)精煤灰分的要求。目前在新建選煤廠和老選煤廠技術(shù)改造中逐漸被大型浮選柱替代。

2.1FCMC系列旋流微泡浮選柱的優(yōu)勢(shì)

FCMC型旋流微泡浮選柱是一種新型高效的細(xì)粒礦物分選設(shè)備。該設(shè)備的特點(diǎn)主要為:分選效率高，效率可達(dá)到95%以上;精煤灰分調(diào)整幅度大，可適應(yīng)生產(chǎn)不同質(zhì)量精煤的要求;動(dòng)力消耗小,僅為浮選機(jī)動(dòng)力消耗的1/2；設(shè)備本身無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，維修量小，成本低;操作簡(jiǎn)單，調(diào)整容易。該技術(shù)處于國(guó)際同類設(shè)備的領(lǐng)先水平。旋流微泡浮選柱不僅提高了分選效率，而且分選粒度范圍進(jìn)一步延伸到微米級(jí)，特別適用于超細(xì)粒物料的分選。旋流微泡浮選柱主要包括浮選段、旋流段和氣泡發(fā)生器3部分。

2.2浮選(粗選、精選)段的分選作用

一是粗選作用，氣泡向上升浮，礦粒向下運(yùn)動(dòng)，兩者逆向碰撞，氣泡被礦化，可浮性好的礦粒上升進(jìn)入精選段，可浮性差的物料來(lái)不及被礦化，則隨礦漿進(jìn)入旋流段。

二是精選作用，礦化氣泡在浮選段的升浮過(guò)程中精選。泡沫層厚，加強(qiáng)了浮選“二次富集”。噴洗水加入，減少細(xì)泥的混雜。

2.3旋流段的分選作用

浮選段未及分選的精煤顆粒進(jìn)入旋流段后，在旋流力場(chǎng)作用下掃選，氣泡及礦化氣泡由于密度小，在浮力及礦漿旋流力場(chǎng)的作用下與礦粒及向下移動(dòng)的礦漿分離，進(jìn)入內(nèi)錐匯集至旋流段的中上部進(jìn)入浮選段。而密度大的礦粒向下沿外螺旋匯集至旋流段的下部排出成為尾礦。

2.4氣泡發(fā)生器段的分選作用(強(qiáng)制分選區(qū))

該區(qū)指氣泡發(fā)生器喉管至旋流段入口處，在氣體被分割成氣泡的同時(shí)，具有較高能量的礦粒在任意方向不

斷與氣泡發(fā)生器碰撞，使氣泡得到礦化。這一階段的氣泡礦化具有如下特點(diǎn)：一是氣泡細(xì)小，二是高度紊流的礦漿環(huán)境，三是各個(gè)方向的碰撞運(yùn)動(dòng)，四是以難浮物料為主。

2.5旋流微泡浮選柱的優(yōu)點(diǎn)

浮選原理與旋流力場(chǎng)原理相配合，在一個(gè)柱體內(nèi)完成粗選、精選和掃選，所以精煤回收率高，同樣條件下，比常規(guī)浮選機(jī)提高回收率5%-10%；分選效率高，可達(dá)到95%以上。

精煤泡沫層厚，高灰細(xì)泥對(duì)精煤的污染小，精煤灰分低,在相同條件下，可比浮選機(jī)精煤灰分降低1%-1.5%；精煤灰分調(diào)整幅度大，可適應(yīng)煤質(zhì)和市場(chǎng)生產(chǎn)不同灰分的精煤。

設(shè)備無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，磨損小，維護(hù)工作量小，維護(hù)費(fèi)用低;操作簡(jiǎn)單，調(diào)整容易，對(duì)工人素質(zhì)不高的選煤廠更顯其優(yōu)越性。動(dòng)力消耗小，節(jié)能明顯，比相同處理能力的浮選機(jī)可節(jié)能1/3~1/2₀

3浮選精煤脫水改造方案的選擇

細(xì)粒浮選精煤的的脫水設(shè)備有圓盤真空過(guò)濾機(jī)、加壓過(guò)濾機(jī)、精煤快開(kāi)隔膜壓濾機(jī)。目前選煤廠真空過(guò)濾機(jī)已逐步被精煤快開(kāi)壓濾機(jī)和加壓過(guò)濾機(jī)所替代。

3.1傳統(tǒng)的真空過(guò)濾機(jī)脫水困難

真空過(guò)濾機(jī)指標(biāo)存在脫水效率低、濾餅水分高、能耗大的問(wèn)題。尤其是處理細(xì)而黏的物料時(shí),過(guò)濾脫水更為困難。具體表現(xiàn)在：濾餅脫落困難，老在盤上打轉(zhuǎn),不得不借助人工捅餅。真空過(guò)濾機(jī)濾液不能出清水，濾液濃度高，必須返回浮選，導(dǎo)致細(xì)煤泥在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，無(wú)疑增加了無(wú)用功的消耗，并惡化了浮選和過(guò)濾效果。真空泵動(dòng)力消耗大。濾布更換麻煩，成本也較高。

3.2加壓過(guò)濾機(jī)的不足

加壓過(guò)濾機(jī)濾液不能出清水，濾液濃度高，必須返回浮選，導(dǎo)致細(xì)煤泥在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，無(wú)疑增加了無(wú)用功的消耗,并惡化了浮選和過(guò)濾效果。運(yùn)行故障較多，電控系統(tǒng)較復(fù)雜;密封排料裝置用密封圈壽命短;維修費(fèi)用高。

對(duì)入料濃度、粒度組成要求苛刻。入料粒度組成變化較大時(shí),產(chǎn)品水分和過(guò)濾機(jī)處理量波動(dòng)大。當(dāng)粒度組成-200目的含量大于80%時(shí)，細(xì)粒煤泥通過(guò)濾布網(wǎng)孔進(jìn)入濾液的量較大,濾餅薄，加壓過(guò)濾機(jī)壓力難以維持，造成水分偏高。

3.3精煤快開(kāi)壓濾機(jī)的優(yōu)勢(shì)

精煤快開(kāi)壓濾機(jī)由于動(dòng)力消耗少、濾餅水分低，且濾液為清水，可徑接循環(huán)水系統(tǒng)，運(yùn)行費(fèi)用低，目前在全國(guó)的選煤廠被廣泛應(yīng)用。具體優(yōu)點(diǎn)如下：

壓濾脫水工藝簡(jiǎn)單可靠。

脫水工藝指標(biāo)先進(jìn)。濾餅水分可達(dá)20%~23%,與相同處理能力的圓盤真空過(guò)濾機(jī)相比，濾餅水分可降低3%~6%,濾餅脫落率提高30%~40%,節(jié)電可達(dá)60%~70%。

濾液出清水，可直接作循環(huán)水，減少了細(xì)泥在系統(tǒng)中的循環(huán),有利于改善浮選和過(guò)濾效果。具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

4 Conclusion

大型旋流微泡浮選柱對(duì)煤炭降灰效率高，

分選粒度范圍進(jìn)一步延伸到微米級(jí)，特別適用于重介分選后入浮煤泥粒度細(xì)、選擇性差的煤泥分選。在相同的入料條件下，浮選柱的精煤灰分可比浮選機(jī)降低1%-1.5%,浮選柱比相同處理能力的浮選機(jī)可節(jié)能1/2~1/3。 ~

精煤快開(kāi)壓濾機(jī)對(duì)細(xì)粒精煤脫水效率高。在相同的入料條件下，精煤壓濾濾餅水分比真空過(guò)濾機(jī)下降3%-6%,比相同處理能力的真空過(guò)濾機(jī)可節(jié)能60%~70%。且濾液出清水，可直接作循環(huán)水，減少了細(xì)泥在系統(tǒng)中循環(huán)，有利于改善浮選和過(guò)濾效果。

大型旋流微泡浮選柱分選與精煤快開(kāi)壓濾機(jī)脫水聯(lián)合工藝指標(biāo)先進(jìn)，且動(dòng)力消耗小，節(jié)能明顯，維修量小，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，因而是徐礦集團(tuán)細(xì)粒煤浮選降灰脫水的首選工藝設(shè)備，對(duì)徐礦集團(tuán)煤泥浮選及浮選精煤脫水技術(shù)改造具有重要的推廣應(yīng)用價(jià)值。