重介旋流器选煤技术（推荐3篇）
摘要：本次改造采用不脱泥不分级全重介选煤工艺，简化了生产工艺，减少了生产环节，便于实行自动化集中控制，同时解决了选煤厂原有跳汰工艺的诸多难题，也提高了选煤厂的处理能力和产品回收率。
关键词：三产品重介旋流器无压给料 重介悬浮液效果唐山矿选煤厂技术改造
1.1概述
唐山矿选煤厂是一座矿井型炼焦煤选煤厂，始建于1959年，1971年至1974年进行改扩建，1977年至1978年进行震后重建。设计生产能力240万吨/年，采用传统的跳汰-浮选联合工艺流程，80-0.5mm级原煤采用三产品跳汰分选，＜0.5mm级煤泥浓缩浮选，主要产品为8-12级冶炼精煤和动力煤，于2003年至2006年进行重介工艺改造。
1.2 进行改造的原因
随着时间的推移，原煤煤质、经济形势和煤炭市场的变化，我厂存在着许多问题和不足，严重制约着洗煤厂的发展。
⑴工艺落后，产品质量不稳定，精煤损失严重。
⑵设备陈旧、老化，事故率高，维修量大。
⑶选煤厂生产能力与矿井生产能力不匹配。
⑷原煤和产品仓储能力小。
⑸选煤厂自动化水平低，管理不便，难以实现减员增效。工艺特点
根据以上原因，我厂对生产工艺进行改造。改造后的工艺采用以“3GDMC1300/920A型无压给料三产品重介质旋流器”为主要分选设备的不脱泥、不分级重介质选煤工艺，经重介质分选后的粗选细煤泥再进入浮选作业，选出最终精煤泥。全厂
分选粒级为80－0㎜，其中80－0.5㎜原煤三产品重介质旋流器分选，0.5－0.18㎜级原煤用煤泥重介质旋流器分选，＜0.18㎜级煤泥直接浮选。
入厂原煤经手选后，不脱泥、不分级直接给入三产品重介质旋流器，以单一低密度悬浮液系统进行分选，一次分选出精煤、中煤和矸石三种产品。精煤首先经弧形筛脱介，再经振动筛脱介脱水，并以13㎜分级，大于13㎜精煤手选捡出杂物后，成为最终产品；13－0.5㎜级末煤再经离心机二次脱水而成为最终产品。中煤经弧形筛脱介，再经振动筛脱介脱水，也以13㎜分级，13－0.5㎜末煤再经离心机二次脱水而成为最终产品。矸石经弧形筛脱介，再经振动筛脱介脱水成为最终产物，还可根据灰分情况，在矸石脱介筛上设置分级段，使细粒低灰矸石进入中煤。
脱介弧形筛筛下物做为合格悬浮液循环使用，必要时精煤脱介弧形筛筛下物分流一部分合格悬浮液进入煤泥重介质旋流器。煤泥重介质旋流器的溢流与精煤脱介振动筛筛下的稀介质一起进入精煤磁选机。煤泥重介质旋流器的底流和中煤振动筛筛下稀介质一起进入中煤磁选机，矸石振动筛筛下稀介质进入矸石磁选机，磁选机回收的磁铁矿循环使用，排出其中的煤泥和水。
精煤磁选机尾矿和精煤离心液经分级后，粗煤泥经煤泥离心机脱水而成为最终精煤，细煤泥去浮选。中煤磁选机尾矿和中煤离心液经分级后，粗煤泥也经煤泥离心机脱水成为最终中煤，细煤泥则根据其灰分情况，既可直接去尾煤浓缩机，也可去浮选系统。矸石磁选机尾
矿经弧形筛和振动筛分级脱水后进入现有矸石贮运系统，筛下水进入尾煤浓缩压滤系统。
2我厂重介工艺技术改造的优点：
（1）选用具有国际先进水平的大型无压给料三产品重介质旋流器，其最主要的优点是采用一套悬浮液循环系统系统一次分选出精、中、矸三种产品，与传统的重介质选煤工艺相比，省略了一套高密度重介悬浮液的制备、循环与回收系统，简化了流程，降低了设备、管道的磨损和介质消耗；
（2）设备大型化。采用的“3GDMC1300/920A三产品重介质旋流器”是目前最大型的设备，处理量最高可达420t/h，彻底解决了我厂老设备生产能力严重不足造成影响矿井正常提升的问题；
（3）分选精度高。入选粒度上限可达80mm，有效下限达到了0.3mm，适应能力强，简化了原煤准备系统，也实现了不分级不脱泥直接入选的先进分选工艺；
（4）全厂工艺流程简单，物料运输少，减少了次生煤泥的含量，同时主要分选设备构造简单，不消耗动力，排矸能力强，精煤损失少，彻底解决了跳汰工艺矸石带煤问题；
（5）煤泥重介质分选工艺的应用，使得进入浮选系统的煤泥含量大大减少，缓解了我厂煤泥水系统的压力；
（6）全厂采用自动化控制，尤其重介悬浮液密度、磁性物含量均采用自动检测和调控装置，可方便灵活地在线无级调节，使得产品结构灵活、质量稳定。
3改造后的效果
技术改造后，工作制度为每年300天，每天工作14小时，两班生产，一班检修。选煤厂入洗能力由240万吨/年提高到300万吨/年，小时处理能力将由现在的480吨/时提高到了714吨/时,日处理原煤可达10000吨，选煤效率提高了8.3%。由于实现以密度自动控制为核心的全厂自动化，工艺参数调节方便可靠，产品质量稳定，可以生
产7-12级精煤产品。
4改造后的经济效益
改造后每年销售收入增加1870万元，扣除增加的成本、增值税及附加费后平均每年增加利润总额为1137万元。所得税按利润总额的33%记取，每年可多上缴所得税375.2万元。税后利润平均每年可增加761.8万元。
无压三产品重介旋流器是以重介悬浮液作为介质, 在外加压力产生的离心力场和密度场中把精煤与矸石分离的一种设备。无压三产品重介旋流器由两台两产品重介旋流器串联组成, 一段旋流器为圆筒形, 二段旋流器为圆锥形。
洗选时, 循环介质由循环介质泵以一定的压力沿切线给入一段旋流器底部入料口, 原煤在入料漏斗处由少量循环介质液润湿, 靠重力在旋流器顶部入料口给入, 原煤在旋流器内充分分离, 轻产物向中心空气柱移动, 随着循环介质的内螺旋流在下部溢流口排出; 重产物向旋流器外壁移动, 随着循环介质的外螺旋流向上部底流口排出进入二段旋流器, 重产物和经过浓缩的循环介质进入二段旋流器继续分离, 最终分选出精煤、中煤和矸石。二段旋流器的分选密度一般靠改变底流口的大小和调节二段旋流器溢流管的插入深度来控制。
无压三产品重介旋流器分选精度高, 一段分选的可能偏差达到0. 03 - 0. 05, 二段分选可能偏差达到0. 05 - 0. 07; 以单一低密度循环介质液一次分选出三种产品, 简化了选煤工艺流程。
2000 年以后无压三产品重介旋流器开始大型化、系列化生产, 新建的炼焦煤选煤厂大部分都采用不分级、不脱泥无压三产品重介旋流器工艺, 分选效果良好, 达到了国际领先水平, 已经成为炼焦煤选煤厂的首选工艺。
2益民选煤厂工艺流程的选择
2.1矿井概况
益民煤矿位于鄂尔多斯市伊金霍洛旗, 距离神东矿区30km, 矿井规模1. 2Mt/a, 实际生产能力达到1. 8Mt/a。矿井原有生产系统为: 原煤由主斜井带式输送机直接运至筛分车间进行80mm、30mm筛分, + 80mm大块运至储煤场, 30mm -80mm块煤和- 30mm末煤运至储煤仓。
2. 2 煤质资料分析
益民煤矿煤种为不黏煤, 属于低变质程度烟煤, 是良好的动力煤。原煤灰分28. 50% 属于中灰分煤, 发热量 ( Qnet. ar) 4300kcal/kg; + 80mm含量仅为4. 55% , 说明原煤易碎; - 0. 5mm原生煤泥含量为5. 94, 灰分为34. 24。
2010 年11 月对益民选煤厂原煤进行了筛分浮沉试验, 80mm - 0. 5mm浮沉实验结果见表1。从表1 可以得出如下结论:
( 1) 主导密度级为- 1. 30kg /L和1. 30kg /L -1. 40kg / L密度级, 浮沉组成以低密度物为主, 灰分较低, 说明通过洗选精煤灰分可以控制到< 10% 。
( 2 ) 大于2. 00 kg /L矸石含量大, 达到18. 21% , 通过洗选可大幅度降灰。
( 3) 浮沉煤泥灰分比原生煤泥灰分高, 说明矸石存在泥化现象。
( 4) 分选密度宜控制在1. 75kg/L - 1. 80 kg/L, ± 0. 1含量低属于易选煤。
表1 说明: 理论分选密度小于1. 70g /cm3时, 以扣除沉矸 ( + 2. 00g /cm3) 为100% 计算 δ ± 0. 1含量; 理论分选密度等于或大于1. 70g /cm3时, 以扣除低密度物 ( - 1. 50 /cm3) 为100% 计算 δ ± 0. 1含量。
2. 3 分选粒级
根据筛分资料+ 80mm大块煤含量较低仅为4. 55% , 可以利用原有筛分拣矸系统进行处理, 选煤厂分选粒级定为80mm - 0. 5mm, 这样不必进行分级入选, 可以简化分选系统。
2. 4 主选分选设备
选煤厂常用的选煤设备有跳汰机、重介浅槽和大直径重介旋流器。跳汰机的分选粒级为150mm - 0. 5mm, 适合高密度分选, 加工成本低, 但< 3mm末煤含量多时, 分选精度会下降, 影响分选效果。重介浅槽的分选粒级为200mm - 13mm, 分选精度高, 适宜块分选, 如果采用重介浅槽分选还必须搭配一套13mm - 0. 5mm的末煤洗选系统, 系统复杂, 投资高。大直径重介旋流器分选粒级100mm - 0. 5mm, 分选精度高, 自动化水平较高, 对煤质波动适应能力较好。通过比较, 选煤厂最终选用大直径重介旋流器作为主选设备。
2.5大直径重介旋流器作业条件的选择
2.5.1重介旋流器入料方式的选择
原煤易碎, 原生煤泥和浮沉煤泥含量达到12. 30% , 且矸石存在泥化现象, 采用有压入料会产生大量的次生煤泥, 影响悬重介浮液的密度和黏度, 也影响块精煤的产率。在实际使用效果来看有压入料重介旋流器与无压入料重介旋流器分选精度差别并不大, 采用无压入料会避免以上弊端, 因此选择无压入料方式。
2. 5. 2 两产品重介旋流器与三产品重介旋流器的选择
两产品重介旋流器适合只需将矸石排除就能生产合格产品煤的分选, 其分选密度小于1. 8kg /L。当分选密度较高时, 两产品重介旋流器重介悬浮液中非磁性物含量要求较低, 对于煤泥含量高的原煤需预先脱泥, 增加工艺环节; 重介悬浮液密度过高, 对设备管道磨损大。三产品旋流器可以采用低密度循环介质实现高密度排矸, 适合煤泥含量高的原煤分选, 通过对两段旋流器的合理搭配, 大大增加调节产品灰分幅度, 产品适应市场的能力强。
综合以上分析, 益民选煤厂最终选择1300 /920 无压三产品重介旋流器分选, 利用低密度重介悬浮液完成高密度排矸的任务。
2. 6 工艺流程
益民选煤厂的工艺流程为: 80mm - 0. 5mm混煤采用无压三产品重介旋流器分选, 0. 5mm -0. 25mm粗煤泥采用煤泥离心机回收, 0. 25mm -0mm细煤泥采用压滤机回收。原煤由带式输送机运至主厂房无压给料三产品重介旋流器分选, 得到精煤、中煤和矸石三种产物, 精煤与中煤混合经精煤脱介筛脱介、脱水、分级, 得到80mm - 30mm块精煤, 30mm - 0mm末精煤。精煤脱介筛一段浓介质部分分流作为进入稀介质桶外, 其余合格介质都进入合格介质桶循环使用, 稀介质由泵打入磁选机进行磁选, 磁选精矿进合格介质桶, 磁选尾矿进入磁选尾矿桶。煤泥水由泵打至分级旋流器组分级, 底流经过弧形筛、由煤泥离心机回收, 溢流进入厂外浓缩机, 浓缩沉淀后由压滤机回收。工艺流程见图1。
3 无压三产品重介旋流器代替两产品重介旋流器的分析
在动力煤选煤厂原煤煤泥量较大, 分选密度较高的情况下, 采用无压三产品重介旋流器代替两产品重介旋流器进行排矸, 是一种值得考虑的工艺, 主要优点如下:
( 1) 采用低密度重介悬浮液实现高密度排矸, 避免了高密度循环介质不稳定、磨损管道等弊端。
( 2) 通过对两段旋流器分选密度的调节, 可以灵活调整产品方案, 增强了对市场的适应能力。
( 3) 重介悬浮液的密度可以控制到1. 5kg /L以下, 悬浮液中的煤泥含量可以达到50% , 可以不必设置脱泥环节, 简化工艺流程, 对于易碎煤泥含量高的原煤是非常适宜的。
4 应用效果
益民选煤厂2012 年5 月正式生产, 已运转3年多, 分选效果良好, 各项指标基本达到设计要求, 实际生产分选密度控制在1. 35kg /L - 1. 40kg /L之间, 80mm - 30mm块精煤灰分控制在9. 0% , 发热量 ( Qnet. ar) > 5300kcal/kg, 30mm - 0mm末精煤控制在11. 0% , 发热量 ( Qnet. ar) > 5100kcal/kg, 完全满足动力煤的要求。
5 结语
自从重介浅槽+ 有压两产品重介旋流器工艺在神东矿区动力煤选煤厂取得成功后, 鄂尔多斯地区大型动力煤选煤厂大部分采用块煤重介浅槽+ 有压两产品重介旋流器工艺, 个别选煤厂采用传统跳汰工艺, 在本地区还未有动力煤选煤厂采用无压三产品重介旋流器工艺, 益民选煤厂的成功运行, 为本地区动力煤选煤厂建设提供了一种新的工艺选择。
参考文献
[1]戴少康.选煤工艺设计实用技术手册[M].北京:煤炭工业出版社, 2010.
【关键词】重介浅槽；选煤厂；应用
祥泰洁净煤协庄选煤厂隶属于山东能源新矿集团协庄煤矿，始建于1983年，1987年竣工投产，原设计为120万吨的动力煤选煤厂，跳汰选煤工艺。历经多次技术改造，至2005年达到入洗能力150万吨/年的炼焦煤选煤厂，主要工艺为跳汰选煤+浮选+尾煤压滤，煤泥水一级闭路循环，其煤源主要来自于协庄煤矿矿井。近年来，随着矿井开采机械化程度的不断提高和采煤工艺的变化，煤中含矸量增大，煤质变差，现有的工艺已不适应矿井发展的需求。出于提高经济效益和建设优质高效选煤厂的需要，协庄煤矿对祥泰洁净煤协庄选煤厂进行了原煤动筛排矸系统和重介选煤工艺改造，取得了良好的效益。
1.系统改造的背景
1.1生产工艺落后
现有的系统复杂，设备老化运行故障多，严重制约矿井的生产，工艺落后已不适应未来发展的需要；由于30mm—50mm粒级的矸石进入重介车间，延长了开机时间，增加了处理难度。
1.2成本费用过高
选煤厂动筛跳汰系统因设备性能的的因素，洗选不完全，排出的矸石产品中仍有精煤存在，需要人工手选；由于系统多且复杂，造成配备的岗位人员多，日常运行维护费用高，不符合优质高效选煤厂建设的要求。
2.系统改造的过程
2.1选煤方法的确定
协庄煤矿的煤种主要是气煤、气肥煤等，易选煤。现在我国动力煤选煤厂洗选+30mm粒级原煤的选煤方法，主要有重介和跳汰两种，重介分选的优势如下：一是重介分选效率高，相比较之下跳汰分选效率低，一般重介分选效率可达99%，而跳汰的分选效率仅为95%左右。二是重介选对煤质适应性强，当煤质发生变动时跳汰选不如重介效果好。三是跳汰选耗水量大，给后续煤泥水处理带来压力大，一般跳汰入洗1吨煤需要3立方水左右，而重介入洗只需要1.8立方左右。相比较重介选耗水量要少的多。四是如果采用动筛洗选，其分选效率更低，一般动筛要比浅槽低4%左右。综合分析：+30mm粒级物料采用重介浅槽分选具有一定的优越性。根据浅槽设备的要求，一般浅槽的分选下限可达到13mm，分选效果较好的情况下一般25mm，下限越高浅槽的分选效果越好，根据工艺要求，本次设计按照30mm分级，即浅槽分选下限位30mm，浅槽的分选上限确定为200mm。
2.2主要工艺流程
（1）块煤分选系统：采用重介浅槽分选机，分选块煤和矸石。
（2）产品脱介、脱水系统：重介浅槽分选机分选出的块煤经直线振动筛脱介脱水，筛上块煤经破碎机破碎后进入原煤仓；矸石经直线振动筛脱水脱介后，筛上物作为矸石产品。
（3）介质循环、回收、添加系统：精煤脱介筛筛下水分为二段，精煤脱介筛第一段介质作为合格介质入合格介质桶循环使用；精煤脱介筛二段稀介质、矸石脱介筛筛下稀介质由磁选机回收，磁选精矿进入合格介质桶循环使用，磁选尾矿用泵打入旋流器，旋流器的底流进入高频筛，高频筛的筛上物进入原煤仓。旋流器溢流进入浓缩池系统，经过浓缩后溢流循环利用，洗水闭路循环利于环境保护。介质添加采用磁铁矿粉加水稀释搅拌后，由泵打入合格介质桶。
2.3工艺布置优势
该矿将浅槽车间布置在选煤厂的原手选车间，浅槽系统与动筛系统可以互为备用，正常生产时使用浅槽系统，当浅槽系统检修时，可以使用动筛系统，不影响生产。
2.4改造的系统和环节
原煤重介浅槽分选车间控制系统分为集中控制、重介质密度控制、介质桶液位控制、合介泵变频控制等部分。选煤厂综合自动化系统包括供配电、设备集中控制系统、单机自动化系统、视频监控系统及调度通讯指挥系统以及生产信息管理系统。自动化系统按网络分为3层，即管理层、控制层以及设备层。控制层与管理层之间需经防火墙，以保护数据通讯的安全，确保控制层、设备层稳定、可靠运行。生产工艺信息管理系统实现了生产集中控制系统与厂办公网联网，能将现场生产工艺信息自动生成报表传输到全厂所有办公网用户，且能实时在线监控，使相关管理人员能及时掌握第一手的生产信息，有效提高了生产管理、市场经营效率。
3.系统改造的效果
（1）原煤准备队共110人，改造后可减少人员18人，则每年可减少职工薪酬支出54万元。
（2）改造后矸石含煤由4%降至1%以下，每年矸石产量89万吨计算，减少煤炭损失2.7万吨，则可增加经济效益2.7万吨/年x500元/吨=1350万元/年。
（3）动筛排矸系统吨煤加工费为4.6元/吨，改造后预计吨煤加工费为5.6元/吨。加工费增加320万元/年。
（4）改造后，进入主洗系统原煤量减少40万吨/年，小时原煤入洗量增加，缩短了开机时间，提高了洗选效率，年可节省电费295万元。
（5）主洗系统矸石量的减少，减轻了对旋流器、入料泵、筛板及原煤运输皮带及矸石运输皮带的磨损，延长了设备使用寿命，年可减少材料费用消耗70万元左右。
（6）矸石量减少，主洗车间降低了介质损耗，每年可节省13万元。
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