东滩选煤厂浮选系统工艺改造及优化

焦士庆　韩文阁　孟旭　张峰

【摘 要】东滩矿选煤厂浮选系统中存在浮选机入料浓度不一致，药剂添加方式不合理，二次浮选作业难以实现及浮选系统设备故障率高等问题。选煤厂对症下药，逐一完善浮选系统生产工艺，提高浮选精煤产品质量，保证浮选系统稳定，实现浮选精煤与重介精煤的混合销售。

【关键词】入料浓度；药剂添加；二次浮选；设备故障率；工艺改造；优化效果

0 概述

东滩矿选煤厂隶属兖州煤业股份有限公司，设计处理能力为400Mt/a。2008年选煤厂第一次技术改造，实现处理能力为500Mt/a。为响应集团公司号召，该厂秉承“全入洗、全重介、全分选”的宗旨，2014年选煤厂再次进行了扩能升级技术改造，成为处理能力为7.50 Mt/a的矿井型选煤厂。设计后的选煤工艺流程为大于50 mm粒级的斜轮重介分选，50～0 mm粒级全部入无压三产品重介质旋流器分选。精煤磁尾经浓缩旋流器分级，1～0.25 mm粒级入TBS分选机分选，-0.25 mm粒级采用浮选工艺回收。中煤磁尾根据煤质情况可并入精煤磁尾中或单独分级处理。

1 浮选系统存在的问题分析

1.1 两组浮选机入料浓度、灰分不一致

浮选系统共布置有4台5室XJM—S28A浮选机及4台650m2快开隔膜压滤机用于分选脱水回收-0.25mm细煤泥。现4台浮选机的入料方式分两种，其中A407、A408浮选机入料为精煤磁尾经浓缩旋流器组分级后的旋流器组溢流自流至浮选机；A409、A410浮选机为TBS精矿经粗煤泥脱水弧形筛脱水后的筛下水至浮选入料池缓冲后经泵输送至浮选机。经过一段时间的运行生产，发现A407、A408两台浮选机入料浓度比A409、A410入料浓度高。现场岗位人员在操作浮选机时，人为忽略两组浮选机入料浓度、灰分不一致这一因素，造成浮选药剂添加量混乱，影响浮选精煤的质量。

1.2 浮选机药剂添加方式不合理

技术改造期间，新厂房因资金、空间等因素的限制，将浮选药剂罐布置在原厂房六层，浮选药剂以自流的形式通过管路输送至矿浆预处理器中。长距离输送造成管路中药剂残留量较多，药剂罐容积的有效利用率降低，管路中药剂量流量偏小，难以实现浮选机的多点加药，影响气泡矿化的效果，距离最远的A410浮选机药剂量明显不足。长距离输送时管路堵塞的概率增大，尤其是春、秋季节更换浮选药剂配方时，因管路中残留药剂过多，不同配方的药剂反应形成絮状固体堵塞管路，造成极大的工作量。矿浆预处理器药剂添加漏斗内堵塞后，短时间内难以疏通，浮选药剂只能直接添加在矿浆表面，难以实现矿浆与药剂的充分混合，影响后续的浮选机整体工况。

1.3 浮选机二次浮选作业难以实现，精煤灰分偏高

因浮选精矿收集槽设计、安装等问题，测量发现浮选精矿收集槽下料口较Ⅱ段浮选机入料口的高度差偏小，造成Ι段浮选精矿泡沫在收集槽中大量积聚，最终溢出收集槽。当开启Ι段精矿收集槽排料闸阀时，Ⅱ段浮选槽内的矿浆会倒流，现场浮选机不能满足正常生产需要，无法实现二次浮选作业。采用一次浮选作业时，浮选精煤灰分偏高，压滤作业后的滤饼经过圆盘给料机后仍旧呈“团”状或“饼”状，不能满足客户的要求。

1.4 浮选系统设备故障率偏高，集中体现在浮选机搅拌电机与浮精压滤机入料泵

浮选系统试运行期间，为降低浮选精煤灰分，过度降低各浮选槽搅拌装置的进气量，多次造成搅拌电机过载烧毁，浮选槽中矿箱堵塞，造成浮选系统紊乱而被迫停止使用。浮选系统的不稳定运行，造成浮选精矿池中液位变化过度频繁，浮精压滤机入料泵长时间处于空载状态，同时入料泵采用冷却水箱储存循环水的方式冷却，循环水浓度偏高且冷却水箱使用不合理，多次造成入料泵机械密封损坏，影响浮精压滤机的正常使用。

2 浮选系统工艺改造

选煤厂采取的应对措施：

2.1 改造浮选机的入料管路，完善浮选系统的生产工艺

在目前浮选系统生产工艺的基础上，结合现有的浮选机入料管路，将A407、A408浮选机入料管从新、老厂房中间位置断开并安装液压闸阀。将分级旋流器组溢流转排至浮选入料池，将其与TBS精矿经粗煤泥脱水弧形筛分级后的筛下水混合，利用新增设的浮选入料泵（A402），将混合后浓度、灰分一致的煤泥水转排至A407、A408两台浮选机。

将A402泵出料管路的三通继续延伸，将其合并至A409、A410浮选机入料管的合适位置。在新敷设的浮选入料管的合适位置分别安装液压闸阀，将实现两组浮选机的多种入料方式，同时减少系统独生子设备的数量，避免因A401或A402入料泵故障时造成系统停机的问题。

2.2 完善浮选机的药剂添加方式

将老厂房六层浮选药剂罐移至新厂房楼顶，增大药剂罐与矿浆预处理器的高度差，减小药剂添加管路的管径，缩短药剂输送的距离，提高药剂罐的利用率。同时加强管理与监督检查，减少药剂管路与加药漏斗堵塞的概率，采取多点加药的方式，实现药剂与矿浆的充分混合，提高浮选机的分选效果。

采用先进的现场总线技术，运用PLC编程控制器作为控制核心，由IPC主控机、模拟量输入/输出、开关量输入/输出模块、浓度计、电磁流量计等检测浮选机入料浓度与流量，根据浮选机入料矿浆的干煤量实时调节矿浆预处理器的药剂添加量，降低药剂损耗，保证浮选精煤质量。

2.3 改造浮选机Ⅱ段的入料管路，实现浮选机二次浮选作业

在目前浮选机精矿收集槽及出料管路的基础上，重新测量核实收集槽出料口与Ⅱ段浮选机入料位置的高度差，在浮选机西侧精矿收集槽的合适位置重新敷设安装的出料管延伸至Ⅱ段浮选机入料收集槽，将原出料管的液压闸阀彻底关闭。东侧浮精收集槽的出料管路闸阀同样关闭，利用原精矿收集槽的溢流口转排至Ⅱ段浮选机入料收集槽。利用原敷设安装的循环水管路，在浮选机各浮选精矿收集槽的上方位置安装消泡水管路，保证收集槽内积聚的浮选精矿泡沫顺利转排至Ⅱ段浮选机收集槽，实现浮选机的二次浮选作业，降低浮选精煤的灰分。

在压滤机滤饼下料溜槽内敷设安装滤饼切割破碎装置，进一步降低浮选精煤的粒度级。在重介精煤与浮选精煤输送皮带机机头位置安装混煤器，将经过圆盘给料机破损后的浮选精煤与重介精煤进一步混合，合理利用装车仓上的配煤刮板，将浮选精煤均匀的掺配至各精煤产品仓中。同时改造浮精压滤机入料泵的出料管路至沉降离心机，在入选原煤煤质变化较大的情况下降浮选精煤与洗混煤混合销售，保证浮选作业的经济效益。

2.4 降低浮选系统设备的故障率

针对浮选机各槽搅拌电机的故障原因，合理调整各槽搅拌装置的充气量，避免电流过高而毁坏电机。加强现场岗位人员的培训管理，掌握浮选机药剂量、充气量、液位与浮选精矿质量间的动态平衡。加强现场人员的集控生产理念，及时根据浮选精矿池的液位变化调整浮选机、转排泵及压滤机间动态联系。

在新厂房+18.3m位置安装消防水缓冲箱，将冷却水管路直接连接至泵冷却水进口位置，将冷却水出口通过特定的管路转排至地坑。同时在消防水缓冲箱上安装水位报警装置，杜绝因冷却水补充不及时造成的设备故障。

3 结语

选煤厂通过此次对浮选系统的生产工艺及设备的改造，提高了浮选系统的利用率，保证了浮选精煤产品质量，实现浮选精煤与重介精煤的混合销售，创造了极大的经济效益。

【参考文献】

[1]谢广元.选矿学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2001.

[2]陈建中，沈丽娟，赵跃民.选矿机械才[M].徐州：中国矿业大学出版社，2012.

[责任编辑：杨玉洁]