XJM-20与JMS24×6500浮选工艺效果对比分析

王瑞卿，石后盛

(1.山西焦煤集团 投资有限公司， 山西 太原 030021；2.山西焦煤集团煤焦销售有限公司 汾西销售公司， 山西 介休 032000)

新阳选煤厂主洗该矿生产的下组9#、10#、11#优质主焦煤。一期工程洗选能力4.0 Mt/a，采用原煤预脱泥(筛缝0.75 mm)+双系统有压两产品重介旋流器主、再选+粗煤泥分选+浮选联合工艺。二期工程于2010年8月建成投产，洗选原煤能力2.0 Mt/a，采用预脱泥(筛缝1 mm)+有压三产品重介旋流器分选+TBS煤泥分选机分选(1～0.25 mm粗煤泥)+浮选(-0.25 mm)联合工艺。二期工程在设计上参考了一期工程工艺上的优、缺点，考虑了煤泥水的处理能力，预脱泥有压三产品重介旋流器代替了主、再选有压两产品重介旋流器，1～0.25 mm粗煤泥采用TBS煤泥分选机分选替代了RC煤泥分选机,选用了XJM-S20机械搅拌式浮选机替代JMS24×6500詹姆森浮选柱。

1 浮选机结构及工作参数

1.1 JMS24×6500 浮选柱

詹姆森浮选机结构见图1，其工作过程为矿浆由变频入料泵进入分配器再分别流入每个下导管，浮选所需的空气进入分配器的底部并以同样的方式进入下导管内，矿浆与空气在下导管内接触。矿浆向下通过嵌入下导管顶部的矿浆透镜前，以一定的压力到达下导管的顶部，形成一个静压区域。矿浆穿过透镜孔沿着下导管的轴向垂直向下以高速喷射。空气从下导管的顶部吸入并以微细泡的形态卷入矿浆中。下导管内局部充填矿浆与气泡的混合体，喷射流中所含的能量引起强烈的紊流，使目的矿物与气泡接触并被捕捉。在下导管的底部开口处流进浮选槽，携带目的矿物的气泡上升至矿浆表面形成泡沫。浮选泡沫排入泡沫槽，尾矿从槽底部出口排出。

图1 JMS24×6500浮选机示意图

JMS24×6500浮选机是典型的浮选柱，变频入料泵入料压力可达到140～150 kPa，输出流量约1 950 m3/h，具有足够的调节能力；带远程控制的气动循环控制调节阀可将部分尾矿返回入料桶以保持桶位，最大循环量约为20%，大于设计6%的循环量；空气流量与真空调节阀采用远程手动调节方式控制。当阀的开度在50%～60%时，即可达到预计的空气流量；起泡剂通过雾化器雾化并通过进气通道直接向气泡表面添加起泡剂，以达到增强浮选性能、节省起泡剂用量的效果。

1.2 XJM-S20浮选机

XJM-S20浮选机属自吸式机械搅拌式浮选机，具有运转可靠、操作维修方便、浮选效果好等优点，采用矩形槽体、双层伞形叶轮、自吸式的吸气方式混合的入料方式，采用直接浮选，矿浆由泵打入随设备配置的喷射式预处理机构，空气通过叶轮中心产生的负压，通过吸气管和套筒吸入空气，药剂通过各室药杯按需加入。空气和矿浆在叶轮腔内混合，并在叶片和液流的剪切作用下分散成微细气泡，矿化气泡上升随刮泡器刮出。4个室从前到后可以分别调节药剂、空气量，并按照精煤粒度不同由细到粗分别选出。XJM-S20单槽容积20 m3，处理干煤泥12～20 t/h，煤浆标称通过量850 m3/h，充气速度0.6～1.2 m3/m2·min.

2 浮选工艺的生产实践

2.1 一期工艺的生产实践

原设计工艺采用两段浮选，一、二段都采用一台JMS24×6500 浮选机，浮选精矿加压过滤机脱水后进入精煤系统，浮选尾矿自流入厂外浓缩机，浓缩机底流泵送至压滤机搅拌桶，通过压滤机回收细煤泥。加压过滤机滤液进入浮选一段入料桶循环。2009年,针对浮选效率低，精煤损失严重的情况，对浮选系统进行了技术改造，在新建的浮选车间增加2台XJM-S20浮选机并联作为二段JMS24×6500浮选尾矿再选浮选机，另新增1台加压过滤机。浮选精煤进入精矿桶，与一、二段浮精混合后，由3台加压过滤机同时处理。浮选改造后浮选尾矿灰分由25%提高到55%左右，精煤产率由45%提高到85%左右，可燃体回收率由55%提高到90%左右，数量效率达到95%以上，有效地改善了原有工艺的不足[1].

2.2 二期工艺的生产实践

二期浮选机采用2台XJM-S20 4槽机械搅拌式浮选机并列布置，直接浮选，矿浆由泵打入随设备配置的喷射式预处理机构。浮选精矿采用加压过滤机脱水后进入精煤系统，浮选尾矿自流入厂外浓缩机，浓缩机底流泵送至压滤机搅拌桶，通过压滤机回收细煤泥。压滤煤泥落地晾干后地销。压滤机及加压过滤机滤液即可直接进入浓缩机，浓缩机溢流水循环使用。各分级浓缩旋流器组的溢流、弧型筛筛下水、煤泥离心脱水机离心液都进入浮选系统。二期浮选效果比一期相对要差些，尾矿浓度较高，由该选煤厂《生产技术检查台帐》统计可知，其尾矿灰分基本能达到50%以上，分析其原因就是矿浆通过时间较短，由于不配备有效的矿浆预处理设备，使得浮选机第一室起不到有效的作用，从第二室才开始刮出泡沫，则第四室扫选粗颗粒的功能弱化。

3 XJM-S20浮选机与JMS24×6500对比分析

3.1 两种浮选机优缺点

XJM-S20浮选机属自吸式机械搅拌式浮选机，技术非常成熟。适用于<0.5 mm级煤泥的分选，尤其对较粗粒级(0.5～0.2 mm)，浮选效果好于浮选柱(一般<0.2 mm级所含细泥较多，灰分较高)。XJM-S20独特的矿浆入料方式，矿浆流态合理，处理能力大；运转可靠性高，操作维护方便，矿浆液位单点控制。针对煤种、粒度、浓度不同，XJM-S20优化设计流体动力学参数，使高密度和粗、细粒度煤也获得理想的分选效果；其充气效能高，可调范围广，浮选速度快；开机状态下，可随意调节进气量；能耗和药耗低；矿浆液位实现单点控制，即可自动调节，也可手动调节。

3.2 浮选效果

采用可燃体回收率对浮选效果进行评价，由下式计算而得：

Ec=rc(100-Ad精)/(100-Ad入)

rc=(Ad尾-Ad入)/(Ad尾-Ad精)×100%

式中：

Ec—可燃体回收率，%；

rc—浮选精煤产率，%；

Ad入—浮选入料灰分，%；

Ad精—浮选精矿灰分，%；

Ad尾——浮选尾矿灰分，%.

一、二期系统浮选指标分别见表1，表2. 由表1，表2数据计算一、二期系统的浮选精煤产率rc和可燃体回收率Ec，见表3.

表1 一期系统浮选指标表

表2 二期系统浮选指标表

表3 一、二期浮选效果比较表

由表3可知，XJM-S20在应用实际中比JMS24×6500浮选效果要好；一期系统采用三段浮选与二期系统采用XJM-S20一段浮选效果接近，所以用XJM-S20一段浮选基本能满足该厂生产需要。生产实践发现XJM-S20对JMS24×6500尾矿中粗颗粒的回收效果特别明显，尤其是对+45μm粒级的分选。

由于一期、二期浮选入料粒度组成、浓度、通过量、各级设备的差异、工艺流程的搭配有很大差异，不能在并列的条件下详细比较XJM-S20、JMS24×6500的使用效果，只能说JMS24×6500在新阳选煤厂的运用不是太成功，但是通过分析还是可以发现两种浮选机各自的优点，以通过改造，改善浮选效果。

4 浮选工艺的优化方案

1) 一期JMS24×6500两段浮选流程对入料量的适应性不强，应充分发挥其单台处理量大的优点，将两台JMS24×6500改为并列使用，矿浆一分为二地进入2台浮选机，不但能满足其入料量限制的要求，还能发挥其底流分出补足桶位后再次进入浮选机二次浮选的效果，并且延长了矿浆在JMS24×6500中的通过时间，为下一段XJM-S20 4槽机械搅拌式起到充分矿浆准备作用。

2) 可通过更换脱泥筛筛板或者控制带煤量控制煤泥量及入料粒度上限，从源头控制入浮浓度及防止入料“跑粗”。

3) 有效利用JMS24×6500雾化器的优势功能，改善药剂制度。为避免雾化器堵塞，可通过购买性质稳定、供货可靠的国产起泡剂，并在药剂罐加装过滤装置。

4) 二期浮选工艺流程应考虑加装矿浆准备器或者预处理器，改善调浆能力的不足。

5) 可考虑分一部分矿浆到一期系统，减少二期矿浆通过量，达到延长矿浆通过时间的目的，提高浮选效率。