重介浅槽洗选工艺介质消耗原因及治理措施

0 引言

常见的煤炭洗选加工工艺有跳汰洗选、重介旋流器洗选和重介浅槽洗选等几种工艺。其中重介浅槽洗选工艺因其分选力度高、处理能力大、结构简单、自动化程度高、易于操作等优点被大多数选煤行业所采用。介质消耗是影响重介浅槽洗选成本的重要因素，所以加强介质消耗过程管控，对精煤脱介筛、矸石脱介筛、磁选机尾矿介质回收系统进行技术改造，不断降低吨煤介质消耗对建设节约型现代能源企业就显得尤为重要。

1 重介浅槽洗选管理损耗的原因和管理措施

1.1 介质粉质量管理

介质粉技术指标一般包括其磁性、粒度、纯度和水分等。

当截割臂从O1A上升到O1A1时，截割臂上升角度为α，α逆时针方向为正数。设L为掘进机截割臂长度，O2O1=L1，O2A=O2A1=L2，O1A=L0，∠BO2A=α，∠O1O2O3=θ，油缸长度变化量为l1，伸长时l1为正数，缩短时为负数。在三角形O1O2A1中，根据余弦定理可得截割臂升降角度α的数学模型为

1）介质粉磁性强弱不仅影响介质损耗大小，还会影响洗选系统的分选效果。磁性过弱，会降低稀介质在磁选机中介质的回收率，造成介质流失；磁性过强，磁性颗粒易集结，退磁器退磁困难，介质粉在磁选机转筒上难以脱介。所以在介质粉入库管理中要严把质量关，尽量选择磁性较强的介质粉，通过对退磁器管理、在磁选机增加聚氨酯刮刀强制性清理磁化介质、在磁选机刮刀后的合理位置增加喷水管和鸭嘴喷头，让冲洗水在一定压力下冲洗转筒筒皮上残留介质，提高介质回收率。

2）介质粉的粒度要求和组成对重介选煤的分选效果和介质消耗影响较大。介质粉的粒度越细，悬浮液密度越稳定；粒度越粗或粗颗粒含量＞10%，为了保证悬浮液密度稳定，增加的煤泥含量就会影响磁选机介质回收率，造成介质损耗明显升高。所以一般要求选用—325网目（—0.045 mm）＞85%的介质粉。

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2）在脱介筛筛板上焊接“人”字形翻滚挡坝。矸石和块精煤在重介质悬浮液的推动下，从固定筛落在脱介筛上，绝大部分悬浮液通过上层φ30 mm冲孔钢筛板和下层2 mm的聚氨酯条缝筛板进入合格段漏斗和稀介段漏斗，回流到合格介质桶和稀介质桶。但也有一部分介质粘附在矸石和块精煤表面，如不能被冲洗水完全冲刷，就有一部分介质随产品而流失。

1.2 系统悬浮液循环量的控制和调整

稳定的悬浮液循环量不仅可以保证浅槽在正常液位下走料，密度稳定，还可以保证下游脱介筛和磁选机正常工作。当悬浮液循环量偏小时，块精煤不能及时从槽体溢流堰排出，会逐步增大浅槽负荷发生压浅槽事故；不能溢出溢流堰的部分精煤会通过槽体底部的矸石刮板排到矸石系统，精煤产率降低；当悬浮液循环量偏大时，悬浮液会进入脱介筛稀介段漏斗，给磁选机脱介增加困难，部分介质经尾矿进入浓缩池而损失。

在生产组织中，通过增加变频器和合格桶液位计来自动控制合格泵流量、通过在合格泵出料主管道上的电动分流阀自动调节合格桶液位等措施可有效控制浅槽槽体内悬浮液的循环量稳定。

2 重介浅槽洗选介质粉技术损耗原因和治理措施

2.1 脱介筛介质损耗原因和治理措施

重介浅槽是利用入洗原煤在槽体中的悬浮液按照密度的不同分层后，大于悬浮液密度的矸石沉到槽体底部经刮板刮出槽体进入下游矸石脱介筛；小于悬浮液密度的块精煤在悬浮液的扰动下经溢流堰与悬浮液一同排出，进入下游固定筛和精煤脱介筛。如果矸石脱介筛、固定筛和精煤脱介筛的脱介效果差，就会直接造成介质浪费，介质损耗明显增高。

加强对磁选机的日常管理，在每天停机检修时间，及时检查和清理磁选机入料箱中进入的积块，避免精矿管道被堵塞。

2.1.1 对固定筛的筛条安装方向进行调整。

平面固定筛筛板是介质回收的第一步，也是最主要阶段。让固定筛的筛条方向于物料的流向由平行方向调整为垂直状态，可以有效缩小透筛粒度。

2.1.2 脱介筛的技术改造

经过以上各项措施实施后，磁选机入料中的磁性物被磁化和吸附在转筒表面，如不能得到及时清理和回收到精矿中，就有少量介质又进入尾矿而流失。为了保证磁选机介质回收率，进行了以下几方面技术改造：

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1）在脱介筛喷水管的主管道安装“Y”型过滤器。选煤厂设计时为洗水闭路循环，各处喷头水全部使用循环水。当脱介筛筛板掉、筛条断裂或旋流器管道堵塞时，难免会造成系统跑粗现象，一部分粗颗粒煤进入循环水系统，极易造成脱介筛喷头和磁选机喷头堵塞。特别是脱介筛的下层喷水管设计在上下层筛板之间，在带料运行中很难发现喷头是否堵塞，即使发现了堵塞，疏通喷头和管道也极为困难，直接影响脱介筛的脱介效率和磁选机的磁选效率，同时也影响了系统的生产效率。

措施：为了有效避免脱介筛和磁选机的喷头堵塞，在喷水管的主管道安装了“Y”型过滤器（滤网网孔为2 mm，鸭嘴喷头喷嘴为6 mm）。当冲洗水中 ＞2 mm的粗颗粒或杂质等进过“Y”型过滤器2 mm的滤网时被充分过滤，避免了喷头被堵塞后喷水不连续、筛面上的物料或磁选机转筒表面形成断面，大量粘附在物料表面的介质随产品流失。车间规定在设备停机检修时间内必须检查和清理“Y”型过滤器滤网中的杂物，自从在喷水管的主管道安装了“Y”型过滤器后，喷水管和喷头堵塞现象明显减少，介质消耗明显下降，生产效率不断提高。

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措施：在脱介筛上层两根喷水管之间的筛板上焊接“人”字形5 cm高的翻滚挡坝，强制通过的矸石和块精煤在脱介筛的振动下进行翻滚，两产品各表面粘附的介质全部受到喷水管喷头的冲洗脱介，大大提高了脱介筛的脱介效率。

2.1.3 对脱介筛上下层喷水管进行改造

脱介筛上下层喷水管喷水效果直接决定粘附在矸石和块精煤表面介质的回收率。喷水管安装的位置点、喷水压力和喷水量就成为决定脱介效果的关键。

①记录新生儿呼吸机相关肺炎的发生情况，新生儿呼吸机相关肺炎的诊断标准[2]：新生儿在机械通气治疗48小时后及撤机、拔管48小时内，出现发热、气道脓性分泌物、血常规检查白细胞计数异常升高，胸部影像学检查可见新的浸润阴影；②记录住院时间；③在患儿出院日采用本院自拟的护理满意度问卷对患儿家属进行调查，对护士的仪表仪容、服务态度、语言沟通、健康教育、操作技能等进行评分，满分100分，分数在95分以上为非常满意，75～90分为满意、75分以下为不满意。

该研究显示，接受宫腹腔镜子宫肌瘤剔除术治疗的实验组糖尿病子宫肌瘤伴不孕患者，其手术用时、手术出血量、住院时间均明显低于开腹子宫肌瘤剔除术治疗的对照组；实验组并发症几率（5.00%）较对照组并发症几率（30.00%）低；实验组血糖稳定性明显优于对照组。同时，实验组子宫几率残留率以及子宫肌瘤复发率均明显低于对照组，其成功妊娠率明显高于对照组。

1）把脱介筛下层原来2根间隙为4 mm宽的条缝喷水管更换为2根12个6 mm鸭嘴喷头喷水管。原来的条缝喷水管经常被循环水中的粗颗粒煤堵塞，检查和疏通困难。通过在喷水管主管道加设“Y”型过滤器、把4 mm的条缝喷水管更换为6 mm厚壁耐磨管，在喷水管上焊接固定鸭嘴喷头的螺母，在喷水管管道上固定废胶带防护，解决了喷头堵塞、喷水不连续和喷水管被介质磨损的缺陷，下层物料脱介难题得到彻底解决，脱介效果明显。

2）调整脱介筛下层喷水管的安装位置。因脱介筛上层喷水管位置受筛机激振器横梁限制不能后移，筛帮出厂预留的下层喷水管靠近筛机入料端，下层物料在前排喷水管脱介后出料运动过程中，被上层物料表面粘附的介质喷头冲洗后二次污染，这部分介质就随着物料入仓或排矸而浪费。改造措施为：把下层前排喷水管向筛机出料端前移至跨过横梁位置，保证下层物料经过的最后一次喷水脱介为下层前排喷水，避免上层物料脱除的介质混入下层物料后排出，有效保证了介质回收，降低介质消耗。

2.2 磁选机介质损耗原因及治理措施

磁选机的磁选效率对重介质的回收率影响较大。在国家标准中，磁选机的效率应不低于99.8%，要达到磁选效率的要求，就要充分考虑影响磁选效率的入料浓度、液面高度、给料平稳度和转筒残留介质回收等几个重要因素。

2.2.1 磁选机入料煤泥浓度对磁选效果的影响

磁选机入料中的煤泥浓度直接影响磁选机的分选效果。当入料中的煤泥浓度越高，重介质中磁性物颗粒往转筒方向运动受到的干扰就越严重，运动速度越慢，部分重介质中的磁性物颗粒尚未被吸附在转筒上就损失到尾矿中。所以控制各处跑冒滴漏现象，减少冲洗水的使用和扫地泵往稀介桶内打煤泥，可有效降低入料煤泥浓度，提高磁选机的磁选效率。

2.2.2 液面高度和循环量对磁选效果的影响

当磁选机入料的循环量偏大或液位偏高时，入料在一定压力冲击下在料槽内停留时间过短，部分磁性物颗粒还未被吸附在转筒上就被冲击到尾矿内造成介质流失。

治理措施：①稀介泵在变频器的控制和调节下工作，稳定磁选机入料的压力和流量；②通过提高尾矿溢流堰2 cm高度和在溢流槽内增加调节板来提高料槽液位，延长入料在磁选机内停留时间，保证磁性物颗粒被充分磁化和吸附，提高介质回收率。

2.2.3 转筒上被吸附的磁性物脱介技术改造

重介浅槽最终产品的矸石在矸石脱介筛脱介后直接经带式输送机外排；块精煤在精煤脱介筛脱介后进入破碎机破碎，经带式输送机输送进入产品仓装车外运。通过对脱介后的煤矸石和块精煤取样化验，发现2种产品中仍含有一定比例的介质粉，这就说明2种产品在脱介筛上的脱介还不彻底，残留介质附着在两种产品表面流失。所以脱介筛的脱介效果好坏是决定重介浅槽洗选工艺中介质损耗的最后一个环节，也是最为关键的一个环节。进行一定的技术改造和采取综合措施来降低介质损耗就非常必要。

1）在刮板卸料装置上方100 mm处安装喷水装置，让吸附在转筒上未被刮刀回收的残留介质在一定压力的冲洗水冲洗下得到充分回收；

3）介质粉中水分超标对介质消耗也有影响。水分超标的介质粉易结团成块（特别是在冬季），抓介斗抓介困难，进入加介桶难以分散，系统内悬浮液稳定性差，直接影响分选效果。所以一般要求入库介质粉的水分要控制在8%以下。

2）对刮板装置进行改造。由于磁选机出厂随机的橡胶材料刮刀易变形，耐磨性差，使用一段时间后，变形磨损的刮刀很难清理干净转筒表面上吸附的介质，而聚氨酯材料具有很好的韧性和耐磨性，选用聚氨酯材料刮刀代替原有橡胶材料刮刀，转筒表面被清理十分干净，脱介彻底。

3）对冲洗水管道进行改造。为了避免转筒上方冲洗喷头和冲洗水主管道被堵塞，首先将原有主管道使用的普通钢管更换为DN65不锈钢管，不仅延长了管道的使用寿命，还避免了管道锈蚀残渣堵塞喷头。

哈尔乌素选煤厂从2008年投产、2012年扩建完成至今，洗选车间管理人员、技术人员和职工群众集思广益，认真研究，大胆改造，使得入洗块煤介耗显著降低。

（83）纤细剪叶苔 Herbertus fragilis（Steph.）Herzog，Ann.熊源新等（2006）；杨志平（2006）

以上项目的技术改造和管理措施综合实施后，通过在磁选机尾矿取样化验后发现，重介质的回收率超过了99%。其中磁选机的喷水装置和更换刮刀材料技术已被美国亿利磁选机设备生产公司所采纳。

3 社会效益和经济效益

4）在冲洗水主管道安装“Y”型过滤器，让进入磁选机喷水系统的冲洗水在经过过滤器时被充分过滤，冲洗喷头不再被堵塞，转筒表面残留介质被清洗回到精矿中，介质被有效回收。

有效的控制介质消耗，创造了可观的社会效益和经济效益。首先介质损耗的控制，避免了损耗的介质污染商品煤，为社会提供了绿色清洁能源；同时目前洗选车间介质消耗（按入洗块煤计算）由投产时吨煤1.2 kg下降到现在的 0.56 kg，同比下降了53.33%。哈尔乌素选煤厂现在年生产商品煤3 000万t，入洗块煤1 350万t，每年可节约介质粉8 640 t；按照目前介质粉价格480元/t计算，每年可为企业节约资金414万元，为神华集团提出的“为社会提供绿色清洁能源，创建资源节约型能源企业”奋斗目标贡献了力量。同时多项技术改造和管理措施被国内外选煤行业借鉴和采用，产生了巨大的社会效益和经济效益。

4 降低介质消耗技术改造的推广和应用

以上各项技术改造措施在神华准能选煤厂和哈尔乌素选煤厂已经得到了推广和应用。通过近几年与国内选煤行业兄弟单位相互对标学习和技术交流，多项技术改造措施被其他选煤厂借鉴和实施。特别是磁选机的喷水卸料装置，已被美国亿利磁选机设计生产公司采纳，现在其公司生产的磁选机全部采用了刮板卸料和喷水卸料相结合的卸料方式；脱介筛调整喷水管位置技术已被德国申克公司所认可，已经修改了脱介筛筛帮下层喷水管进入的预留位置。

为了降低介质消耗，除了采取以上技术措施和管理手段，还有很多因素也影响了介耗指标，如避免管道漏介、合格介质泵和稀介质泵机械密封磨损漏介、溜槽漏介等；跑冒滴漏流失的介质粉在生产运行中及时回收；设备在停机10 min前禁止开启分流阀往稀介桶分流；定期现场人工测试悬浮液密度与集控室显示校对和调整；6套生产系统加介分别计量统计，分析介耗高原因，及时采取措施进行治理；加强设备检修，完善设备管理，实行精益化管理……，这些细节方面管理也可以有效降低介质消耗。

5 结 语

严格控制介质粉在选煤生产过程中的消耗是降低选煤厂生产成本，提高经济效益的重要保证。因此，认真分析生产过程中产生介质消耗的原因，从控制介质消耗和加强介质回收2方面来研究降低介质消耗的具体方法与措施，对选煤厂提升综合管理水平、创建资源节约型能源企业、提高企业经济效益具有非常重要的意义。

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第三，中国与外国有着密切的经济、文化发展关系。历史的发展是纵向和横向线索的交织,也是贯穿中西国家国际关系的发展贸易，它不能孤立存在着，必须把握并控制西方文化传播的文化基础，弘扬我国传统文化的博大精深。启蒙思想家孟德斯鸠曾经赞扬过中国人民的道德标准“∶中国人民生活在世界上最完美、最务实的道德之下,这是世界上没有人能拥有的。”