山西灵石银源兴庆煤业有限公司 山西省晋中市 030600
摘要：随着煤炭行业的快速发展，选煤工艺逐渐受到人们的重视，由于传统工艺中损耗及污染现象严重，加强选煤工艺的改造与完善至关重要。重介选煤作为当前选煤厂常用的一种技术工艺，重视这方面的系统改造与完善工作有助于选煤厂的有序运行，能够提高我国煤炭能源利用水平。
关键词：重介选煤；工艺系统；系统改造；系统完善
引言
从选煤厂的工艺方法及技术角度进行分析，跳汰工艺方法存在调整产品结构难度大、分选精度低、选煤质量不稳定、对煤块损失大、选煤效率低等缺陷，而且这种工艺已经远不能适应现代选煤的需要和要求，必须对原有的工艺进行升级改造，新型的洗选工艺必须适应现代的市场和用户要求。因此，现有的煤质恶化对现代洗选工艺带来了极大的挑战，同时给先进的洗选工艺应用推广创造了机遇。所以，要想使企业保持经久不衰的生命力，就必须进行技术革新，从源头和根本上解决洗选问题，对洗选技术进行革新势在必行。
1重介选煤技术
重介选煤技术是利用阿基米德原理，即当颗粒浸没在液体中时，其所受到的浮力等于颗粒排开的同样体积的液体的质量。因此，当浸没在液体中的颗粒密度比液体密度大，那么颗粒将会在液体中下沉；如颗粒比液体密度要小，颗粒将在液体中上浮；当二者相等时，颗粒将悬浮于液体中央。当颗粒在悬浮液中运动时，不仅会受到重力和浮力的影响，还将受到悬浮液体的阻力作用。所以对最初相对悬浮液作加速度运动的颗粒，最终将以其末速度相对悬浮运动。颗粒越大，相对速度越大，分选速度越快、分选效率越高。重介质选煤就是基于这项原理严格按密度分选的，分选速度只受颗粒粒度和形状的影响，这也是重介质选煤之所以是所有重力选煤方法中效率最高的原因。但是由于重液价格昂贵，回收复杂、困难，所以在工业上并没有得到广泛应用。在目前的科技条件下，磁铁矿粉与水配置的悬浮液在国内外都普遍作为选煤的分选介质。
2选煤工艺中介耗的简要介绍
重介选煤工艺在选煤厂中广泛使用，重介选煤工艺是通过重介悬浮液进行选煤的，在选煤过程中重介悬浮液会携带一些介质流出，导致介质损耗的增加。一般情况下，末煤的分选介质损耗指数要高于块煤的分选介质损耗指数，若采用的重介悬浮液密度高，选煤过程中的介质损耗则高，采用的介质悬浮液密度低，选煤过程中的介质损耗则低。根据设计规范，块煤的介质损耗技术指标在0.2~0.3kg/t，末煤的介质损耗技术指标在0.5~1.0kg/t。实际生产中，某选煤厂选煤的过程很难达到设计规范的要求。目前，该选煤厂的介质损耗技术指标处于1.5~6kg/t，最好的情况是1.5kg/t。因此，该选煤厂有必要研究分析出介质损耗的原因，然后对其进行改进。重介选煤厂选煤工艺介耗太高，则直接造成煤质的变化从而导致现有系统与其不能较好地匹配以及其他问题的发生，引起一系列的运行问题。
3重介选煤系统改造与完善措施
3.1加重质粒度
中国目前使用的重介质基本上都为磁铁矿粉，它可以配置密度在1300kg/m3~2200kg/m3的悬浮液，如果颗粒密度偏粗，就会造成悬浮液分层，只有适量加入煤泥才能使悬浮液稳定下来，也可以采用加大分选机中上升液流方式达到分选效果的精准，期间要避免发生沉淀的情况，因为沉淀需要加大上升流来改变，会使悬浮液的循环量加大，而使得煤炭在脱介筛中的脱介效果变差，从而使介耗增大。因此，在实际生产中，选用粒度较细的矿粉，介耗明显降低。
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3.2磁铁矿粉添加方式
一般情况下通过介质添加池和高压水冲的方式添加磁铁矿粉。高压水冲时若水量过大，则会造成重介悬浮液的密度过低，导致所有系统不能正常运行。而有的选煤厂都通过加介几十吨来提高重介悬浮液的密度，但还是不能使密度达到正常的状态。上述问题，可通过调整冲加水量和改变添加磁铁矿粉的方式加以解决。其中可在重介分选系统附近的介质料筒内人工加入磁铁矿粉，然后及时在符合条件的介质桶内补加。另一种方式是以中煤和矸石稀介质桶为核心，通过人工加入磁铁矿粉，再将所筛出的精矿加入到系统中。
3.3预脱介筛分析
第一，预脱介设备。在重介选煤工艺不断发展的同时，介质的循环设备逐步向着高效、稳定及低成本等方向发展。固定筛装置在选煤过程中的应用最为广泛，而翻转弧形筛装置有结构简单便捷、设备占地面积相对较小、而且内部无需传动结构、脱介能力相对较大等优点，90%以上选煤系统均使用弧形筛装置。第二，弧形筛的工作原理。弧形筛装置拥有相应的曲率半径，同时还拥有相应的包角，属于固定条缝筛的一种。制造弧形筛装置筛条的材料为不锈钢，筛条方向和筛上物质的运动方向是相互垂直的。筛条的形状为长方形或者梯形，通常筛缝的宽度为0.5~1.0mm。弧形筛装置中筛孔尺寸通常是实际分离粒度的1.5倍左右，单位面积内的泄水数量通常为75m3/（m2·h）。在物流通过受料箱装置以及分配槽装置之后，按照特定的初速度、沿着筛子全宽切线方向进入弧形筛装置之中。因为物料在弧形筛中运动时，会形成一定的离心力，这样便能让矿浆更有效地附于弧形筛筛面结构上。在矿浆经过相应的梯条过程中，便会和梯形的筛条相互撞击，使得物料被筛条切割，其中一些悬浮液以及细颗粒将会被有效分离，这些物质分离之后便会形成筛下物以及筛上物。筛上物在自重的作用下不断下滑，从而实现预脱介处理。
3.4技术改造方案选择
随着市场要求越来越高，国家对环保的要求越来越严，以及煤炭开采条件越来越差而影响煤炭质量，对选煤工艺进行改革和升级成为必然趋势。从目前情况来看，选煤方法主要是从跳汰工艺转向重介工艺。重介选煤工艺具有洗煤效率高、对原煤质量要求低和能实现自动控制等技术的优势。因此，该洗煤厂采用了无压给料全重介三产品旋流器的洗煤工艺，并且经过试验取得了成功，说明该工艺在技术上和设备上已经趋向成熟。
3.5重介选煤自动控制系统参数设置
随着工业化水平的不断提高，自动化技术应用到了工业生产中的各个方面。为了减轻工人劳累程度，保证工业生产的安全，提高生产效率、保证产品质量、提高生产设备的管理，生产厂家投入大量的资产去购买先进的生产设备，以此来提高工业生产的自动化水平。而一个自动生产过程运行的好与坏，是能够从各个工艺参数上反应出来的。在选煤工艺中，浓度、压力、液位、流量、灰分等参数的控制，对整个选煤生产的效率和选出产品质量的好坏都有着极为重要的影响。那么，在满足了整个生产要求的前提下，使这些工艺参数按照理想的规律变化或者保持在合理的范围内就是选煤自动控制的首要任务。而在重介选煤工艺中最为重要的三个变量分别是重介悬浮液的密度、煤泥含量和合格介质桶液位。随着自动化仪表和可编程控制器的发展和广泛应用，逐步实现了各个工艺参数在线监测和控制。敏感元件从被测对象的位移、浓度、流量等物理量接受能量，而后通过变换器实现信号的转换，将敏感元件得到的非电量转换为电量之后将信号传输到PLC的模拟量输入模块中，之后在上位机中显示。接收到信号后与预先输入的设定值进行比较，进而控制执行器对被测量进行控制。
结语
选煤企业想要提高企业的经济效益，可以通过控制重介质选煤过程中的介耗来提高经济效益。在实际生产应用中，影响重介选煤介耗的途径有很多，企业应该从自身实际情况出发，共同探讨具体的解决方法，降低消耗，提高经济效益。
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论文作者:孙洪财
论文发表刊物:《防护工程》2018年第27期
论文发表时间:2018/12/17
标签：选煤论文; 悬浮液论文; 介质论文; 工艺论文; 颗粒论文; 密度论文; 弧形论文; 《防护工程》2018年第27期论文;