重介旋流器工藝調試過程中的問題及對策

資礦集團徐廠煤礦選煤廠于1999年成立。為了洗脫低碳和優質精煤，擴大生產，提高經濟效益，將原來的開采工藝升級為控制旋轉流處理器技術。生產6級精煤碎片小8%，處理能力從150萬噸/a提高到210萬噸/a。所采用的設備先進,如國外進口的香蕉振動篩、渣漿泵、大直徑(?1000mm)兩產品重介旋流器,國產的快速高效隔膜壓濾機等,為達到最佳運行狀態、充分發揮各設備潛能,積極進行調試,針對存在的問題,采取相應有效措施,實現了調試預期目標。1粗煤泥的回收原料煤(50mm～0mm)經雙層香蕉脫泥篩分級,一層篩上物(大于2.5mm)與高密度合格介質以泵送方式混合進入主洗旋流器,底流和溢流分別經相應脫介篩脫介后,形成矸石和輕產物,矸石經膠帶轉載運至矸石倉。輕產物和脫泥篩二層篩上物(2.5mm～0.63mm)及低密度合格介質以泵送方式混合進入再洗旋流器,底流和溢流分別經相應脫介篩脫介、離心機脫水后,形成最終產品即中煤和精煤,所有脫介篩的稀介段進入磁選機回收精礦,尾礦和脫泥篩的篩下物(小于0.63mm)以泵送方式混合進入煤泥旋流器濃縮脫水,底流進入高頻篩回收粗煤泥,溢流及高頻篩的篩下水進入煤泥水處理系統,最終回收粗煤泥,濃縮機的溢流和壓濾機的濾液水作為生產系統用循環水。重介旋流器工藝流程如圖1所示。2問題和原因分析2.1高頻煤泥篩的缺陷高、低密度合介桶液位上升、難控制,即使增大分流量也難改變,有時合介桶甚至出現大量溢流或向外噴濺的現象,同時,旋流器分選效果差、精度低,出現矸石帶煤,有時帶煤量高達5%,中煤灰分低至31%。經分析確認,主要是脫泥篩脫泥效果較差所致,因入料煤中細粒煤含量高,加之泥化現象嚴重,形成了體積不同、結合力很強的一些煤團,直接影響細粒煤的透篩率。僅用現有的篩上噴水難以將煤團徹底分散,致使高、低密度合格懸浮液中煤泥含量分別高達38%、61%,造成了合介桶液位難以控制(因為連續不斷的大量煤泥通過固定篩下、脫介篩的一段進入合介桶使液位持續上升),并造成懸浮液流變性黏度增加,分選精度變差,分選效果降低。煤泥旋流器濃縮效果不佳,底流濃度低(230g/L),因其入料壓力較低(0.1MPa),主要是入料泵揚程低、排料壓力不足。高頻煤泥篩入料量大、濃度低,篩面經常發生泛水現象,排出的篩上物不是煤泥,而是煤泥水,因為具有一定切向速度的水在篩面形成了一層水膜,水及細粒煤透篩阻力驟增,篩面基本上變成了溜槽。精煤離心機頻繁發生過載停車現象,致使功率為45kW原配電機出現故障,為繼續調試,更新1臺規格型號相同的電機,同時,產品水分偏高,有時高達12%。經分析確認濾液管排液不暢,細粒在管內不斷沉淀累積,造成離心機排液管端口堵塞,使脫水效果降低、產品水分大,也使篩籃轉動阻力增加、電機超載運行。2.2入料及物料粒度偏粗高、低密度稀介泵流量較大,使磁選機超負荷運行,稀介泵開、停頻繁使磁選機入料不穩定、不均勻,同時,尾礦的溢流量小,不到尾礦總量的25%,造成了尾礦中磁性物含量大,有時高達1.5g/L(磁尾中磁性物含量應小于0.264g/L),既造成了嚴重跑介,又直接造成耙式濃縮機的“壓耙”弊端。高密度稀介磁選機的入料管易堵,經分析表明,入料中含有大顆粒,個別高達25mm,與輕產物脫介篩的稀介段篩下物料有直接關系,按設計該物料的粒度應均小于0.63mm,但該段最后一排的篩板篩孔卻為25mm,說明稀介段排料溜槽沿順煤流方向有些靠前,而將脫介篩的排料端篩孔25mm的篩下物納入其中,故稀介段物料粒度偏粗。精煤脫介篩、輕產物脫介篩的噴水沿順煤流方向靠前,造成跑介,因介質由噴水從煤表面上脫落后,無足夠長的時間透篩成為篩下物,且各脫介篩噴水濃度偏大,噴嘴易堵,脫介效果差。2.3煤泥水系統細泥含量因原煤質量變差,灰分偏高、發熱量降低,泥化現象嚴重,原生煤泥量較大,加之兩產品重介旋流器工藝中入料經泵輸送,次生煤泥量增加,造成煤泥水處理系統的煤泥量大(高達20%),灰分高、粒度細,原跳汰選工藝所用絮凝劑已難以滿足要求,致使耙式濃縮機煤泥沉降速度極慢,溢流的循環水濃度高達50g/L左右,直接影響了脫介效果,且細泥在系統中惡性循環、積聚,降低了分選效果。3解決措施3.1槽內流系統設計就脫泥篩脫泥效果差,相繼采取了措施,以實現在煤入篩前,用沖水將煤團打散、達到煤和水以固液混合物的形式進入脫泥篩的目的。最初,在圖2中所示的斜溜槽上端增設一路加液管,因不能解決細泥在系統中惡性循環,該加液管停止使用。然后,在直溜槽中部加了一路整個內流系統所用循環水的沖水管,以達到將煤濕潤、煤團打散的目的,產生了一定效果,繼續斜溜槽的上端增設了內流整個系統所用循環水的三路噴水管,與直溜槽噴水管配合使用,煤在直溜槽內垂直灑落過程中,在噴水作用下,大部分煤濕潤、煤團分散,繼而落到斜溜槽底板上的水面上,進行充分混合、翻動、攪拌,在重力作用下共同注入脫泥篩。結果表明,脫泥篩的篩分效率明顯提高,后續環節的高密度、低密度合格懸浮液中煤泥含量低至合理范圍,分別為30%、50%,滿足了分選要求。為提高煤泥旋流器濃縮脫水效果,提高入料泵轉速以增大出口壓力、揚程。采取更換泵的膠帶輪,將直徑由?650mm減至?615mm,使入料泵的揚程由35m增至39m,煤泥旋流器的入口壓力達到0.15MPa,底流濃度提高到390g/L,該值在合理范圍之內,即300g/L～1000g/L。對高頻煤泥篩,降低入料的含水量,采取將磁選機尾礦不直接排入篩子,而排入煤泥桶,再經煤泥旋流器的濃縮后間接排入篩子,篩上泛水現象消除,篩面上形成一定厚度物料層,達到了應有的煤泥回收效果。對精煤離心機過載、產品水分大等問題,在排液管上加了一道輔助沖水而將濾液及時沖走,離心機開始正常運轉,水分指標相應滿足了產品質量要求,降至8.5%以下。3.2磁選機入料偏粗為解決稀介泵流量大的問題,更換泵的膠帶輪,直徑由?520mm增至?559mm,流量由380m3/h減至353m3/h,同時,增設了尾礦底流圓孔形截流板,而使尾礦的溢流量增大,約占尾礦總量的30%。關于高密度磁選機入料偏粗問題,解決措施是將輕產物脫介篩稀介段末端的篩板篩孔由25mm變為0.63mm,從而使稀介段排料溜槽的固體物料粒度均小于0.63mm,解決了磁選機入料偏粗問題。自循環水基本變清后,脫介篩的噴水濃度滿足了脫介要求;另外,將精煤脫介篩、輕產物脫介篩的噴水管順著煤流方向前移,噴在擋水壩后的100mm處,該處為噴水易穿透的最薄物料層。3.3沉降對比試驗為解決煤泥水難題,做了煤泥水沉降對比試驗,所用3種藥劑分別為1號、2號、3號,煤泥水濃度為80g/L,藥劑用量均為9g/m3。沉降對比試驗結果見表1。試驗結果表明,2號藥劑效果最好,初始沉降速度快,清液濃度低,于是,確定將該種藥劑投產應用。實踐表明,取得了很好效果,濃縮池內的煤泥水沉降速度快,溢流濃度小于5g/L,滿足了分選系統用水的需要,介耗降低,整個系統的噸煤介耗由3kg/t降至2k