分级微泡浮选槽在选煤工艺中的创新应用

◎刘化男

分级微泡浮选槽在选煤工艺中的创新应用

◎刘化男

针对山西大远煤业选煤厂入选煤泥极细难浮的特点，大远选煤厂自行设计制作了分级微泡浮选槽，对选煤厂浮选系统进行了工艺优化。该浮选槽投入使用后，精煤产率提高了1.8%，年增加收入120万元以上，对分选同类型煤泥有推广意义。

项目简述

大远煤业有限公司是峰峰集团在山西的一家控股子公司，大远原煤属于高灰、低硫、高挥发的1/3冶金焦煤，从选煤角度来讲，属极难选煤种。其高煤泥量严重影响洗选精度和产能，尤其在浮选方面造成超负荷运转，分选困难，改进浮选系统的任务迫在眉睫。为此大远选煤厂经历前期调研、实场考查、采样实验，确立了分级微泡浮选槽项目的可行性，并于在2015年6月制作完成开始投产。经过调试和技术参数调整，很快收到了效益，成功实现立项时的目标。

设计原理

该项目主要是设计、制作、安装和后期调试一台分级微泡浮选槽。浮选槽按照设计图纸用10mm钢板焊接制作，长整体呈倒梯形，上端长5米，下端长2米，宽2米，高3.5米。内部上下分为两层，上层为分选区，下层为分级区。分选区分为左右两个2米见方的分选室，中间是精矿分离区。入料通过上层两侧的入料管进入分选区域，经过分选后汇聚到中间分离区，精矿通过前后溢流沿流出，进入精矿收集池，尾矿向下进入下层。下层分级区纵向分为三个沉降室，浮选尾矿逐一在三个沉降室进行分级，最后一个沉降室作为尾矿排出，其余二室作为中矿，通过90立方流量的渣浆泵进行循环。循环物料通过两个微泡发生器，进入分选区的两个分选室，起到气泡矿化作用。整个流程运用到浮选柱的微泡发生装置，代替浮选机的机械搅拌装置，加快矿化气泡的形成，有利于细粒级物料的分选并减少机械搅拌带来的高耗能的负面情况。然而与浮选柱不同的是在分选区采用有底的槽式结构，加快气泡与物料碰撞速度，并在中央分离时减少精矿的损失，同时减少中矿循环量，避免形成于浮选柱相似的高循环量、低处理能力的弊端。下层分级结构根据高灰细泥难以沉降的特点，通过三次沉降分级最终得到尾矿产品，保证了尾矿灰分最高原则。工艺原理示意图见图1。

该浮选槽的入料选择上游浮选机的精矿。实际使用时，调整了浮选机精矿灰分，使之满足一段尾煤的高灰分，最大程度保证精矿回收。并且增加循环水做稀释水，使浮选槽入料浓度保持在120—150g/L之间。在后期调试阶段，又先后增加了精矿喷淋水环节和分级隔板调整。此外，药剂制度也是该设备特有的方式。与浮选机和浮选柱不同的是，由于入料本身是精矿自带一定量的药剂，特别是捕收剂。因此，在加药时主要是起泡剂用量要大，捕收剂与起泡剂的比例为2：1到2.5：1。从现场情况看，泡沫活跃，充气充足，尾矿力度极细，精矿回收率高，并具有低耗能、低维修量、低劳动强度的特点。

技术点与创新点

浮选柱与浮选机的综合设计：该浮选槽设计独特，大胆的将现有浮选两大主流设备——浮选机与浮选柱的工艺原理相结合，使其同时拥有浮选机具备的大流量、高浓度和浮选柱适合的细粒级、多层次双重特色。这种尝试在国内属于首次，并具有更深远的研究意义。

指导理论和技术具有业内权威：该项目与太原理工大学博士生导师樊民强教授进行合作，在前期调研中反复到现场进行实地考察，并做了大量研究与试验，从理论上确定了项目可行性。并派遣博士研究员从设计、制作到安装调试，全程进行了理论验证与技术指导。

尾矿分级技术独树一帜：目前应用的浮选设备普遍存在尾矿选择性回收困难的问题。该项目在尾矿回收环节采用了多层次沉降、中矿分段、尾矿可选的工艺模式，利用干扰沉降速度差将尾矿按粒级进行分级，同时保证了高灰分的粒级进入尾矿，一举突破了尾矿按难以选择这一难题。

应用情况

该项与2014年6月投入使用，到目前连续生产7个月，设备运行良好，工艺指标稳定。通过本次项目的改进，大远精煤总回收率提高1.8%，浮选回收率提高4.5%。浮选总精煤灰分保持在10.5%-11.5%之间，尾煤灰分从原来的28%左右提高到35%以上。浮选槽自身入料灰分控制在13.5%-14.5%，浓度平均值为126g/L，精矿灰分平均10.95%，尾矿灰分21.87%。设备7个月内中修一次，小修一次，无大修，油耗均值为0.6kg/t原煤，总耗电量10060kwh。该设备并没有单独设置岗位，操作由浮选机操作员兼任，具有明显的耗能少、工作量小的特点。全年创效高达125万元。

（作者单位：冀中能源峰峰集团有限公司邯郸洗选厂）