摘要：东曲矿选煤厂因入浮煤泥可浮性差、浮选设备能力不足，使浮选作业效率低；通过增设表面改质机，并用两台微泡浮选机替换了两台旧的浮选机，明显改善了分选效果；在浮选精煤灰分变化较小的情况下，浮选精煤产率提高约8％～10％，总精煤产率提高约1.6％～2.0％，取得了可观的经济效益。

关键词：煤泥；表面改质机；微泡浮选机；工艺；应用；效益

中图分类号：TD943    文献标识码：A  文章编号：1005-8397(2006)04-0014-03

东曲矿选煤厂为设计入洗能力400万t/a的矿井型选煤厂，于1994年11月投产，现入洗原煤为4#低硫焦煤及8#高硫瘦煤，主要产品有焦精煤、瘦精煤及动力煤。选煤工艺采用跳汰粗选一重介质旋流器精选一煤泥浮选的联合工艺流程。原设计为浓缩浮选工艺，后来为了适应多煤种洗选的需求，进行了历次技术改造，使浮选工艺变得十分灵活，能根据生产和精煤质量要求，选用浓缩浮选、直接浮选和半直接浮选工艺。

    (1)入浮煤泥可浮性差，浮选精煤灰分高。选煤厂入洗的4#煤δ±0.1含量达56％以上，属极难选煤，且原煤中含有大量泥化页岩，-0.5mm粒级的煤泥可浮性差，属极难浮煤泥。生产中，重介质系统尚可选出合格精煤，而对于浮选系统，无论如何调整药剂比例，都难以选出合格的浮选精煤。浮选作业效率低，直接影响选煤厂的正常生产和最终精煤产品质量。

(2)浮选设备能力不足。投产时由于项目经费压缩，并未按设计能力安装8台浮选机，只安装了7台，预留了一台浮选机的安装位置。初期由于生产能力未达到设计处理能力，煤泥水处理系统尚能满足要求。近几年，随着生产能力逐步提升，需处理的煤泥量随之增加。而目前使用的)(JX-T12型台式机械搅拌浮选机，经过10多年的运行，设备老化严重，每台平均处理能力为200m³/ h，仅能处理选煤厂一半的煤泥。致使大量细泥在煤泥水系统中循环积聚，有时循环水浓度高达200g/L，不仅严重影响重力选煤的分选效果，而且降低了煤泥的可浮性，影响了全厂的正常生产和产品的数质量平衡。

    为了解决浮选系统存在的1司题，提高浮选精煤产率，采用表面改质机及微泡浮选机对系统进行了改造。原工艺流程为入浮矿浆通过2台分配桶(编号504～505)，分配至7台矿浆预处理器(编号506～512)，经搅拌后，进入7台浮选机(编号513～519)分选(其中，504分配桶供506～508矿浆预处理器、513～515浮选机，505分配桶供509～512矿浆预处理器、516～519浮选机)。

    改造后，将表面改质机安装于浮选机预留位置，改造了部分管路，使入浮矿浆既可经表面改质机处理后直接进入513～515浮选机分选，也可按原工艺分选。

根据厂房布置，拆除了原517、519浮选机，安装了两台同样编号的微泡浮选机。人浮矿浆既可直接经510原矿桶、512中矿桶后进入微泡浮选机，也可经表面改质机处理后再经矿浆预处理器进入微泡浮选机。这两台微泡浮选机既可并联同时进行精选，也可串联进行精选和扫选。这样浮选流程可以根据煤质变化而变化，灵活性强。

    新研制的细粒煤表面改质机是一种新型高效的细粒煤浮选预处理设备(矿浆准备器或调浆器)。细粒煤经该设备处理后，发生乳化、物理一化学、团聚、活化和均质作用，使煤粒表面更加疏水，扩大了与矸石等泥质高灰矿物质表面性质的差别，从而使浮选速度加快，提高浮选精煤产率。

浮选药剂与矿浆一起进入表面改质机后，在前端短时间(10～15s)内，高强度剪切力使浮选药剂迅速变细、分散，发生乳化作用，这样可节省浮选药剂用量20％以上。与此同时，各处的高剪切力可以使粘附在低灰煤粒表面的高灰泥质物剥离，使原疏水性差的煤粒暴露出新鲜的煤表面，即活化作用，从而提高煤的疏水性和可浮性。

    WPF-Z5000型短柱微泡浮选机系统由矿浆桶、渣浆泵、分选槽主体、内筒体、矿浆分配器、矿化器、矿化管、反射头、精矿收集槽、尾矿调节箱、控制阀门等组成(图1)。

  入料粒度：-0.5mm；入料浓度：60～140g/L；矿化器工作压力：0.2～0.4MPa；气压：0.1～0.2MPa；矿浆处理量：600～800m3/台·h；干煤泥处理量：50～80t/h；简体体积：76m³；入料泵型号：300ZJ-I-A65；电机功率：200kW。

    矿浆由渣浆泵从矿浆桶抽出进入矿浆分配器，然后均匀分配给各组矿化器的矿化单元，再经过矿化管，由反射头的喷嘴喷出。矿化器的工作压力为0.2～0.4MPa，当矿浆进入矿化管时，由于矿化器的特殊结构，矿浆成喷射状射人矿化管，从而形成负压，空气被吸入矿化管并与矿浆充分接触、剪切、碰撞，使矿浆充分矿化；当矿浆到达底部反射头时，浮选槽内压力基本为零。由于压力骤减，溶入矿浆中的气泡迅速析出、增大，带着煤粒上浮至浮选桶表面，沿周边溢出进入精矿收集槽；尾矿则从底部通过U形管进入尾矿箱排出，尾矿箱与U形管具有调节液面的作用，以控制浮选效果。

药剂在矿浆桶泵前加入，在渣浆泵的高速运转下，药剂与矿浆得到一定程度的矿化，进入管道后，速度在1.2m/s以上，由于固液密度不同，因此煤粒与药剂充分碰撞与剪切，使得矿浆进一步矿化。

    新设备投入使用后，浮选精煤灰分明显改善，精煤产率明显提高，尤其是对于4^#难浮煤，效果更加明显。为便于说明问题，在生产系统中采用具有代表性的煤样，对4^#煤进行了粒度组成分析(表1)，

并对改造前后、经表面改质处理与未经改质处理的细粒煤浮选效果及两种浮选机的分选效果进行了比较(结果见表2，3，4)。

   

 由表1可知，对+0.5mm的粗颗粒以及-0.045mm的细颗粒，微泡浮选机都有比较好的分选效果。由表2可知，应用表面改质机后，8^#煤和4^#煤的浮选精煤产率的提高值都超过了8％。8^#煤在产率提高的同时，灰分略有提高；但4^#煤在产率提高的同时，灰分平均提高1.5％左右。这主要是由于4#煤中夹有一层炭质页岩，这层炭质页岩的密度与煤接近，导致浮选时精煤灰分变化较大。由表3和表4可知，当人料相同时，微泡浮选机的精煤灰分较低，尾矿灰分、产率与浮选完善指标都有所提高，同时药剂单耗量下降，说明微泡浮选机的整体分选效果较机械浮选机好。由表4可知，表面改质机与微泡浮选机配合使用，有效改善了煤泥的可浮性，降低了浮选精煤灰分，浮选精煤产率可提高8％～10％。

若年入洗原煤400万t，煤泥占原煤总量的20％，浮选精煤产率提高8％～10％，则全厂总精煤产率可提高1.6％～2.O％，多产精煤6.4～8.0万t/a，精煤售价按500元/t计算，则年增加收入3200～4000万元。

    (1)应用表面改质机及微泡浮选机，解决了可浮性差的细粒煤精煤产率低的技术难题。

    (2)现场入料煤泥浆中+0.5mm的粗颗粒比例过大，影响了改质效果及分选效果。表面改质机、微泡浮选机均适于处理-0.5mm粒级的悬浮液，必须限制矿浆中+0.5mm固体物所占总固体物比例小于5％，以确保获得最佳分选效果。

    (3)浮选药剂仍然采用人工加药系统，药剂比例、药剂量加入误差大，有待进一步探讨。参考文献：[1]  王敦曾，等．选煤新技术的研究与应用[M]．北京：煤炭工业出版社．2005．