高頻振動(dòng)篩在選煤廠的應(yīng)用是選煤行業(yè)在粗煤泥回收技術(shù)上的一大進(jìn)步。目前,在國(guó)內(nèi)高頻振動(dòng)篩因其投資和運(yùn)行成本較低,使得國(guó)內(nèi)中小型選煤廠和簡(jiǎn)易選煤廠都有能力采用高頻振動(dòng)篩對(duì)粗煤泥進(jìn)行回收,粗煤泥的回收不僅能夠提高產(chǎn)品價(jià)值,更有利于煤泥水處理,以便于實(shí)現(xiàn)洗水閉路循環(huán),改善選煤廠的環(huán)境,有利于環(huán)境保護(hù)。選煤廠采用高頻振動(dòng)篩回收煤泥,具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
近年來 , 粗煤泥分選成為選煤工藝發(fā)展的一個(gè)重要分支 , 越來越受到選煤同行們的關(guān)注。目前 , 常用的粗煤泥分選設(shè)備螺旋分選機(jī)、煤泥重介質(zhì)旋流器+高頻篩、TBS(干擾床分選機(jī))、RC (逆流機(jī) )等。
螺旋分選機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是: 無運(yùn)動(dòng)部件 , 維修工作量小 , 運(yùn)行費(fèi)用低; 占地面積小 , 易于布置 ,可用雙頭甚至三頭螺旋提高單臺(tái)設(shè)備的處理能力。缺點(diǎn)是: 分選精度低; 分選密度高 (有效分選密度在 116kg/L以上 , 低于該值 , 會(huì)影響分選效果 ) ; 產(chǎn)品質(zhì)量易波動(dòng)。
煤泥重介質(zhì)旋流器從現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)踐看,采用此工藝后,精煤產(chǎn)率的提高相當(dāng)有限,而且還暴露出諸多無法克服的問題,,分選密度難以控制、穩(wěn)定性差等。
有所不同。RC結(jié)構(gòu)較 TBS復(fù)雜,體積龐大,沖洗、檢修不方便,且兩者造價(jià)高。
龐莊
洗煤廠成建于1975年,現(xiàn)如今,設(shè)備老化嚴(yán)重,生產(chǎn)效率低,隨著礦井原煤產(chǎn)量的萎縮和張小樓洗煤廠的建設(shè),龐莊洗煤廠已到遲暮之年,但是,近年來精煤銷售市場(chǎng)形勢(shì)較好,洗煤廠精煤計(jì)劃產(chǎn)量較高,洗煤生產(chǎn)的壓力非常大,同時(shí)入洗原煤的粒度較細(xì),末精煤及煤泥含量較大,由于末精煤較易被污染,灰份偏高,灰份一直維持在14~16%,集團(tuán)公司要求龐莊洗煤廠的精煤指標(biāo)在>8.5%,因此部分末精煤必須分離出去進(jìn)入洗混煤,才能保證精煤質(zhì)量,致使產(chǎn)品價(jià)值降低,精煤回收率較低,基本維持在40~47%,因此,龐莊井原煤效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到最大化。
龐莊井洗煤廠只有一臺(tái)板式XMZ750和一臺(tái)XM500壓濾機(jī),每月處理煤泥能力在1.2 萬噸左右,煤泥水負(fù)擔(dān)較重,因此,如何降低末精煤灰份,提高精煤回收率,減少煤泥量,提高產(chǎn)品價(jià)值是龐莊洗煤廠技術(shù)人員需要解決的課題。
2.項(xiàng)目目的和意義
經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)勘察與分析,同時(shí),我們結(jié)合龐莊井洗煤廠現(xiàn)在的實(shí)際情況,目前由于龐莊井洗煤廠已經(jīng)老化非常嚴(yán)重,并且不可預(yù)測(cè)的因素太多,主要有井下原煤狀況和鄰近的華美電廠改擴(kuò)建工程項(xiàng)目的影響,龐莊井是否在近期內(nèi)要拆除不可預(yù)測(cè),因此進(jìn)行大規(guī)模的改造和擴(kuò)建已經(jīng)不可能,集團(tuán)公司已經(jīng)于2010年就停止了龐莊井洗煤廠每年的維檢計(jì)劃,所以購(gòu)置新型的設(shè)備,大規(guī)模的工藝改造無法實(shí)施,因此我們充分利用現(xiàn)有設(shè)備(高頻篩)的基礎(chǔ)上,自主創(chuàng)新,降低成本,有效地解決生產(chǎn)過程中存在的問題,在保證精煤灰分的同時(shí)大幅提高精煤產(chǎn)率。
通過技術(shù)改造,精煤產(chǎn)率得到了大幅度的提高,從而使我礦的效益得到了大幅提高,創(chuàng)造了更好的經(jīng)濟(jì)效益。此次工藝技術(shù)改造,工藝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單靈活,便于操作,性能可靠,設(shè)計(jì)合理,成本低廉是一種較為理想的實(shí)用技術(shù),為高頻篩在其它洗煤廠的應(yīng)用提供了理論上的支持。
3.項(xiàng)目方案的確定和實(shí)施情況
3.1項(xiàng)目方案的確定
龐莊洗煤廠成建于1975年,生產(chǎn)線長(zhǎng),設(shè)備老化,屬于典型的老式跳汰洗煤廠。由于近年來精煤銷售市場(chǎng)形勢(shì)較好,龐莊洗煤廠2010年共完成精煤產(chǎn)量86萬噸,2011年龐莊洗煤廠計(jì)劃精煤產(chǎn)量109萬噸,力爭(zhēng)115萬噸,是近幾年來最高的計(jì)劃精煤產(chǎn)量。近幾年龐莊井洗煤廠年精煤生產(chǎn)量基本維持在25~30萬噸左右,年要完成2011年的計(jì)劃精煤產(chǎn)量,洗煤生產(chǎn)的壓力非常大。龐莊井入洗原煤粒度較細(xì),末精煤及煤泥含量較大,由于末精煤較易被煤泥污染,致使末精煤灰份偏高,灰份一直維持在14~16%,集團(tuán)公司要求龐莊洗煤廠的精煤指標(biāo)在>8.5%,精煤指標(biāo)完成難度較大,煤泥污染末精煤的問題一直得不到解決,因此部分末精煤必須分離出精煤,進(jìn)入洗混煤,降低了產(chǎn)品價(jià)值,2011年之前,煤泥量較大,精煤回收率較低,基本維持在40%左右,洗煤廠創(chuàng)收能力沒有得到充分發(fā)揮。
另外,由于龐莊井洗煤廠只有一臺(tái)板式XMZ750壓濾機(jī),每月處理煤泥能力在1.2 萬噸左右,煤泥水負(fù)擔(dān)較重,煤泥水系統(tǒng)已經(jīng)滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),因此,如何分離出末精煤中的煤泥,降低末精煤灰份,提高精煤回收率,減少煤泥量,充分利用現(xiàn)有設(shè)備設(shè)施,提高產(chǎn)品價(jià)值是龐莊洗煤廠技術(shù)人員必須解決的課題。
3.1.1系統(tǒng)中精煤回收率低的主要原因有幾個(gè)方面:
綜合精煤
(粒度)
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產(chǎn)率
(%)
|
灰分
(%)
|
>3mm
|
48.28
|
8.19
|
3~0.5mm
|
34.48
|
8.52
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-0.5mm
|
17.24
|
15.62
|
表1 改造前綜合精煤篩分浮沉表
由上表可以看出,
①末精煤含量較多,灰分偏高。
②入洗原煤質(zhì)量較差。
③設(shè)備老化嚴(yán)重,分選效率降低,工藝存在缺陷。
如果末精煤全部摻入綜合精煤中,必將造成綜合精煤灰分超標(biāo)。
3.1.2提高精煤產(chǎn)率的方案
由于集團(tuán)公司已經(jīng)停止洗煤廠維檢計(jì)劃,大規(guī)模工藝改造已經(jīng)行不通,龐莊洗煤廠技術(shù)人員經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)研究與分析決定, 結(jié)合現(xiàn)在實(shí)際情況,確定將末精煤脫泥
脫水篩上加裝一個(gè)噴水裝置,同時(shí)將篩孔尺寸由0.5mm放寬到2mm,同時(shí)在篩下水管路上安裝一部高頻篩,篩縫為0.2mm,通過增加的這兩個(gè)環(huán)節(jié),來降低末精煤灰分,提高精煤回收率,并把篩下水中的部分煤泥直接通過高頻篩回收至洗混煤中,提高產(chǎn)品價(jià)值。
3.2 項(xiàng)目實(shí)施情況
3.2.1高頻脫水篩工作原理
高頻振動(dòng)篩采用自同步液體潤(rùn)滑振動(dòng)器激振,在激振力作用下, 篩機(jī)作高頻和高振動(dòng)強(qiáng)度往復(fù)運(yùn)動(dòng)。按作用不同, 沿篩面全長(zhǎng)分預(yù)脫水區(qū)、濾層形成區(qū)和過濾脫水區(qū)三個(gè)工作區(qū)域, 如圖1所示。
圖1 高頻振動(dòng)篩工作區(qū)域劃分圖
3.2.2 預(yù)脫水區(qū)
通過給料箱進(jìn)入該區(qū)的礦漿沿著弧形篩面切線給入, 在離心力作用下礦漿緊貼篩面運(yùn)動(dòng), 在篩機(jī)振動(dòng)力和離心力作用下, 靠近篩面的水和部分小于篩縫的細(xì)顆粒被篩縫切割而透篩, 而較粗顆粒被隔在篩面上, 并沿篩面弧線運(yùn)動(dòng), 在此過程中, 可脫除絕大部分的水, 為濾層形成作好準(zhǔn)備。
3.2.3 濾層形成區(qū)
由于篩面的特殊結(jié)構(gòu), 礦漿在弧形和直段篩面的過渡處的速度突然變慢, 形成特殊“水池”, 來自預(yù)脫水區(qū)糊狀物進(jìn)入“水池”后, 在合適的振動(dòng)參數(shù)作用下, 較粗顆??焖俪两刀咏Y面, 形成一層薄濾層, 它在過濾脫水區(qū)起阻擋細(xì)顆粒透篩的作用。
3.2.4 過濾脫水區(qū)
由于礦漿的連續(xù)給入和篩機(jī)的振動(dòng)輸送作用,“水池”里的濾層及其上部糊狀物被一起送進(jìn)過濾脫水區(qū), 由于篩面負(fù)傾角和物料沉降脫水作用, 沿排料端方向篩上物料沿篩面運(yùn)動(dòng)速度依次遞減, 形成物料層內(nèi)部間的擠壓, 物料層表面的薄游離水層返流回“水池”, 而物料層下部水透過過濾層和篩縫而透篩。
3.3 項(xiàng)目工藝選型原則
目前, 我國(guó)選煤行業(yè)應(yīng)用比較廣泛的高頻振動(dòng)篩有國(guó)外引進(jìn)和國(guó)產(chǎn)兩種產(chǎn)品,國(guó)外產(chǎn)品一般質(zhì)量較好, 但價(jià)格較高;國(guó)產(chǎn)系列產(chǎn)品應(yīng)用更加廣泛,國(guó)產(chǎn)系列產(chǎn)品以GZ系列和GPS系列居多,我們通過分析最終采用了國(guó)產(chǎn)價(jià)格較低的GZT1431高頻脫水篩。
入料濃度對(duì)工藝效果有較大影響, 正常入料濃度應(yīng)在40%以上, 以保證快速形成過濾層,提高篩上產(chǎn)品回收率, 推薦的入料濃度在50%以上。為了達(dá)到入料濃度需求, 國(guó)內(nèi)多數(shù)洗煤廠在設(shè)計(jì)中通常采取下列兩種辦法: 一是洗選過程產(chǎn)生的煤泥水進(jìn)煤泥濃縮機(jī), 濃縮機(jī)底流再入濃縮旋流器二次濃縮, 濃縮旋流器底流進(jìn)入高頻振動(dòng)篩脫水。二是洗選過程產(chǎn)生的煤泥水用泵送到濃縮旋流器, 濃縮旋流器底流經(jīng)過振動(dòng)弧形篩預(yù)先脫水, 弧形篩篩上物再入高頻振動(dòng)篩脫水。僅僅采用濃縮旋流器或振動(dòng)弧形篩一次濃縮, 保證不了高頻振動(dòng)篩的入料濃度要求。
2011年元月張小樓井重介洗煤廠已經(jīng)建立并投入使用,因此,龐莊井洗煤廠沒有必要進(jìn)行大規(guī)模改造,我們根據(jù)自身情況的不同,在末精煤篩下水管路中直接添加一臺(tái)高頻脫水篩,由于末精煤篩下水本身濃度較高,并通過末精煤脫泥脫水篩上的噴水對(duì)末精煤進(jìn)行降灰處理,能夠滿足高頻篩要求,我們通過最簡(jiǎn)單的改造,滿足了龐莊洗煤廠生產(chǎn)的需要,降低了末精煤灰份,提高了精煤回收率,同時(shí)還減少了煤泥量,并把一部分煤泥回收進(jìn)入洗混煤,提高了龐莊煤礦的產(chǎn)品價(jià)值。
3.3實(shí)施中出現(xiàn)的問題及采取措施
在系統(tǒng)實(shí)施過程中,出現(xiàn)了高頻篩不出料,物料隨著高頻篩篩下水回到24米濃縮池,主要是由于高頻篩
篩板尺寸存在問題,加上條型篩板本身存在缺陷,扁平狀物料即使超粒同樣可以透過篩板進(jìn)入24米濃縮池,因此我們?cè)诟哳l篩篩板上加裝一塊孔目為80目的濾布,加裝后物料產(chǎn)出正常,故障排除。
綜合精煤
(粒度)
|
產(chǎn)率
(%)
|
灰分
(%)
|
>3mm
|
52.15
|
7.89
|
3~0.5mm
|
36.81
|
8.23
|
-0.5mm
|
11.04
|
10.5
|
表2 改造后綜合精煤篩分浮沉表
由上表可以看出末精煤灰分得到了有效地控制,綜合精煤達(dá)到礦下達(dá)的指標(biāo),精煤產(chǎn)率得到了大幅地提高,改造取得了良好地效果。
4.技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和性能情況
主要研究、試驗(yàn)內(nèi)容:如何實(shí)現(xiàn)末精煤的降灰及煤泥量的減少,以及原為效益的最大化。通過在末精煤脫泥脫水篩上加裝噴水裝置,并在篩下水管路上安裝一部高頻篩,且在高頻上加裝一層80孔網(wǎng)的濾布,通過增加噴水對(duì)末精煤進(jìn)行再次沖洗,實(shí)現(xiàn)降灰的目的,從而實(shí)現(xiàn)提高精煤回收率,篩下水中的粗煤泥直接通過增加的高頻振動(dòng)篩回收至洗混煤中,達(dá)到提高產(chǎn)品價(jià)值的目的。
主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。1、有效篩面面積。2、振動(dòng)頻率。3、預(yù)脫水。4、濾層形成。5、過濾脫水。項(xiàng)目完成后,系統(tǒng)滿足了龐莊洗煤廠生產(chǎn)的需要,降低了末精煤灰份,提高了精煤回收率,同時(shí)還減少了煤泥量,并把一部分煤泥回收進(jìn)入洗混煤,提高了龐莊煤礦的產(chǎn)品價(jià)值。
5.技術(shù)原理
工作原理:通過對(duì)末精煤篩篩板的改造,及噴水裝置的使用,首先對(duì)末精煤進(jìn)行加強(qiáng)透篩處理和噴水降灰處理,透篩后的物料隨著篩下水進(jìn)入高頻篩,高頻振動(dòng)篩采用自同步液體潤(rùn)滑振動(dòng)器激振,在激振力作用下, 篩機(jī)作高頻和高振動(dòng)強(qiáng)度往復(fù)運(yùn)動(dòng)。按作用不同, 沿篩面全長(zhǎng)分預(yù)脫水區(qū)、濾層形成區(qū)和過濾脫水區(qū)三個(gè)工作區(qū)域,脫水后的物料進(jìn)入洗混煤產(chǎn)品,降灰后的末精煤全部進(jìn)入精煤產(chǎn)品,使精煤產(chǎn)率得到了大大地提高。
6.社會(huì)效益分析及推廣應(yīng)用前景
技術(shù)水平:
該技術(shù)是根據(jù)調(diào)研目前國(guó)內(nèi)普遍使用粗煤泥回收技術(shù)的現(xiàn)狀及高頻篩在選煤廠的應(yīng)用,并結(jié)合我廠的實(shí)際情況,通過對(duì)末精煤篩篩板的改造,及噴水裝置的使用,對(duì)末精煤的降灰處理取得了很好地效果,同時(shí)高頻篩在系統(tǒng)中的應(yīng)用有效地降低了系統(tǒng)中煤泥過多的問題,減輕了煤泥水處理的負(fù)擔(dān),提高了產(chǎn)品價(jià)值,有效地做到了提質(zhì)提效,使我礦原煤效益最大化。
經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益:
本系統(tǒng)與2011年6月完成后,充分提高了精煤質(zhì)量與產(chǎn)率,保證了我礦精煤市場(chǎng)的銷售,同時(shí)部分煤泥直接進(jìn)入洗混,即減輕了煤泥水處理的壓力,又提高了產(chǎn)品價(jià)值。