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FJCRl2-4型喷射式浮选机在太西选煤厂的应用

关键字: FJCRl2-4型喷射式浮选机在太西选煤厂的应用 浏览次数:1341发表时间:2015-05-29 12:00:00
李光明1    马红梅1    侯红宁1    许红娜2    江明东2
(1.太西选煤厂,宁夏大武口,753000;2.唐山国华科技有限公司,河北唐山,063020)
摘要:介绍太西选煤厂将XJX-T12型机械搅拌式浮选机改造为FJCRl2-4型喷射式浮选机的过程,分析了这两类浮选机清水性能试验和生产试验的结果。实践表明,FJCRl2-4型浮选机处理量大,动力和浮选药剂消耗少,能回收大于0.5 mill及0.5~0.25 mm的粗粒煤,具有良好的经济效益。
关键词:浮选机改造;喷射式浮选机;微泡浮选;回收超粒和粗粒
    中图分类号TD943    文献标识码A
    文章编号1005-8397(2003)05-0007-04
   
    太西选煤厂是设计处理能力为2.10 Mt/a的无烟煤选煤厂。原料煤来自宁夏汝箕沟矿区的“太西煤”,具有低灰、低硫、低磷和高发热量的特点。该厂生产的末精煤是冶金工业高炉喷吹和铁矿烧结的最优原料。为合理利用资源、提高精煤产量,太西选煤厂于2001年5月新建了浮选车间。
    一、浮选机改造
    1.改造原因
    浮选车间采用4台浮选机,总容积192m2其中2台为4室一组的XJX-T12型机械搅拌式浮选机。另2台为3室一组的)(JM-S16型机械搅拌式浮选机。
    太西选煤厂跳汰混合入选吨煤用水量在3m3左右,循环水量在1700 m3/h上下波动。原生煤泥量约占10%,入浮煤浆浓度在30~50 g/L。设计时,浮选机是按入浮煤浆浓度在60~80 g/L条件下的干煤泥处理量进行选型的,而机械搅拌式浮选机因受多种因素影响,实际煤浆通过量远小于设计值,致使4台浮选机的总通过量不足1300 m3,不能满足该厂低浓度、大流量的直接浮选煤泥水原则流程的需要,由此限制了跳汰机用水量,影响了分选效果。
    2.改造内容
    为解决浮选严重制约全厂生产的矛盾,经多方考察、论证,太西选煤厂决定采用唐山国华科技有限公司(简称国华科技)开发的具有微泡浮选特色的第三代喷射式浮选机新技术,对现有的729#浮选机(XJX-T12型)首先进行改造。
    本着少投入、见效快的原则,充分利用原有浮选机的机槽和刮泡装置,将其改造为FJCRl2-4型喷射式浮选机。改造的主要内容有:
    (1)拆除原有的机械搅拌机构,每个浮选室中安装4个辐射状布置的充气搅拌装置(见图1)。
    (2)浮选机各室之间开设流通孔,将原有的吸入式入料方式改为“直流一吸入”兼备以直流为主的人料方式。
    (3)增设活动刮泡堰并调整刮泡器直径,做到浮选机两侧泡沫均匀、及时刮泡。
    (4)增设渣浆泵作为煤浆充气、搅拌、循环的动力。
    (5)在浮选机首端增设入料箱,开设双燕尾槽形的入料口,使煤浆沿槽宽均匀进入浮选机。
    太西选煤厂在国华科技工程技术人员的协助下,于2002年11月,仅用10余天就完成了我国首台XJX—T12型机械搅拌式浮选机改造为FJCRl2-4型喷射式浮选机的工作,并一次调试成功后顺利投产,达到预期效果。
    二、清水性能、生产试验
    2003年2月,在国华科技人员的配合下,对FJCPd2—4型浮选机和即将改造的728#浮选机(XJX- T12)进行了浮选机清水性能试验和生产性对比试验。
    1.清水性能试验
    采用充气量测量仪,按照MT/T 652.1997(煤用浮选机清水性能试验方法和判定规则》对2台浮选机分别进行了清水性能试验。综合结果见表1。
    煤用浮选机的工作效果,在很大程度上取决于浮选机平均充气量、充气均匀系数、充气容积利用系数等充气质量指标。根据表中所列数据,可看出喷射式浮选机的充气质量明显好于机械搅拌式浮选机。
    (1)单位充气量和充气均匀系数
    同以这两种型号浮选机第4室作为比较,在充气液面下120 mm,FJCRl2-4型浮选机的平均单位充气量为1.02 m3/m-2·min,是XJX-T12型浮选机的1.65倍;前者的充气均匀系数为86.49%,高出后者6.04%;并且前者在充气液面下420 mm及720 mm的指标也明显好于后者。
表1  浮选机清水试验综合结果
    其主要原因分析如下:
    1)喷射式浮选机在每个机槽中对称布置了4个充气搅拌装置,这比仅设置一个叶轮一定子组的机械搅拌式浮选机的含气煤浆在浮选槽箱内分布更为均匀。
    2)FJCRl2-4型浮选机的循环煤浆由充气搅拌装置斜射到槽底,消耗了部分动能,这种呈“W”形的煤浆流动形式,有助于气泡的均匀分布。而XJX-T12型浮选机的循环煤浆由双偏摆倾斜叶轮甩向浮选机槽壁,显然不利于浮选机底部的气泡均匀分布。
    3)喷射式浮选机的充气搅拌装置各部件用定位止口定位并用法兰盘由螺栓紧固,其装配精度容易实现。喷嘴出口采用耐磨材质,工作8000 h后出口仅磨损1 mm左右,因此可长时间在最佳工况点工作。而机械搅拌式浮选机叶轮吸入的是含气煤浆,在严重的气蚀条件下运行,其重要的结构参数如轴向间隙、径向间隙等因叶轮、定子的磨损而很快超限。太西选煤厂的XJX—T12型浮选机投入生产仅21个月,其单位充气量为0.62m3/m2.min,远低于设计指标,且已处于浮选机正常工作所需单位充气量0.6~0.8 m3/ m2·min的下限,显然就是上述原因造成的。
    (2)充气容积利用系数
    FJCRl2-4型浮选机充气液面至液面下720mm容积内,充气容积利用系数为100%,而XJX-T12型浮选机仅为94.44%。
    在FJCRl2-4型浮选机第4室中共测定96个点,均没有单位充气量<0.1m3/m2·min的点,其最小的单位充气量也达到了0.45 m3,m2·min。而在XJX-T12型浮选机第4室中,共测定108个点,其中有6个测点的单位充气量<0.1 m3/m2·min,并有5.56%的浮选室体积是“无用体积”,不起分选作用,这必然降低处理能力或影响分选效果。
    XJX—T12型浮选机在定子盖板上设有倒锥循环套筒,所测得单位充气量<0.1 m3/m2·min的6个点均分布在它的周围,即在浮选机的中部存有循环煤浆输送区域,在此区域内,矿化气泡是不向上升浮的。这说明该种类型浮选机的设计结构就决定了它的充气容积利用系数不可能达到100%。   
    2.生产试验
    按照MT/T 808-1999(选煤厂技术检查》标准有关规定,对FJCRl2-4型、XJX-T12型两台浮选机同时进行了生产标定试验,结果见表2。
   
(1)技术经济指标
    由表2可知:根据MT/T 180/1988(选煤厂浮选工艺效果评定方法》标准判断,2台浮选机的浮选精煤数量指数均大于100%,浮选完善指标也均大于55%,说明浮选工艺效果达到了先进水平,其中FJCRl2-4型浮选机的工艺效果相当或略优于XJX-T12型浮选机。
    由于喷射式浮选机具有微泡析出的独特作用机理和良好的充气质量,所以在2台浮选机工艺指标近似的条件下,FJCRl2-4型浮选机按干煤计算的处理量是XJX-T12型浮选机的1.49倍,以煤浆计算的处理量是后者的1.68倍。按煤浆计算的单位处理量为9.78m3,m3·h,已接近喷射式浮选机在处理极易浮选等级煤时煤浆处理能力8~10m3/m3·h的上限,属我国煤用浮选机的先进指标。
    FJCRl2-4型喷射式浮选机处理量大,但单位耗电量仅是机械搅拌式浮选机的51.67%。由于前者的充气搅拌装置本身就是一个大型乳化器,所以它的浮选剂用量仅是后者的69.17%。
    2)超粒、粗粒回收情况
    太西选煤厂采用煤泥水直接浮选原则流程,精煤捞坑溢流用弧形筛截粗,其筛下水作为浮选人料。为增加弧形筛的泄水量,设计筛缝间隙为1.5 mm。在实际生产时,由于筛缝间隙不尽一致,因此浮选人料粒度组成较粗。>0.5 mm的超粒产率为4.59%,0.5~0.25 mm的粗粒产率为9.50%,这两个粒级的灰分仅4.40%,属于质量合格的精煤,对于该厂的浮选机而言,能否将这些颗粒回收,保证精煤质量和产率,尽可能减少煤炭资源的流失和浪费,乃是其主要任务之一。
    根据对浮选机各室泡沫采样和计量标定的试验数据,可绘制出各粒级的累计回收量与浮选时间的关系曲线(见图2、图3)。
 
    喷射式浮选机的>0.5 mm、0.5~0.25 mm二个粒级的可燃体回收率分别为95.66%和98.60%。从图2、图3中可以看到,在相同的浮选时间内(6.01 min),它们的回收量是机械搅拌式浮选机对应粒级的2.53、2.57倍,而且FJCRl2-4型浮选机第一室的超粒、粗粒的回收量已是XJX-T12型浮选机4个室相应粒级累计回收量的1.45倍和1.62倍。
 
    FJCRl2-4型浮选机除了具有良好的充气性能指标外,更因为循环煤浆从喷嘴喷出瞬间,压力急剧下降,溶于煤浆中的空气呈过饱和状态,以微泡形式在疏水性良好的煤粒表面析出,这种微泡是一种良好的活化剂,能大大提高浮选速度和选择性。太西选煤厂的超粒、粗粒回收情况良好是喷射式浮选机微泡浮选机理最有说服力的佐证。
    三、效益
    太西选煤厂729#、728#2台XJX-T12型浮选机先后改造为FJCRl2-4型喷射式浮选机,使得浮选车间的煤浆总处理量提高到1700 m3/h,(基本)满足了生产需要,保证了跳汰用水及其分选效果。
    生产试验对比资料显示,每入浮l t干煤泥,FJCRl2-4型浮选机比  XJX-T12型浮选机少耗电7.07 kW·h。太西选煤厂的2台喷射式浮选机全年可分选11.98万t的干煤泥,与改造前相比,一年可节省电84.70万kW·h,每kW·h电按0.27元计,全年可节约电费22.87万元。
    经试验标定,每人浮1t干煤泥,喷射式浮选机比机械搅拌式浮选机少用0.37 kg的浮选剂,按此计算全年可节省44.3 t浮选剂,浮选剂平均单价为3200 元/t,则全年可节约14.17万元。
    喷射式浮选机结构简单,本身除刮泡器外,无运动部件,除喷嘴外,充气搅拌装置的各部件使用寿命在2 a以上,且便于更换。配套渣浆泵过流部件均采用耐磨材质,故障率极低,一年可节省维修费用5万元。并且喷射式浮选机的工作噪声可控制在78 dB(A)以下,远小于国家规定的新建工业厂房内噪声低于85dB(A)的标准,有利于操作人员的身心健康。
    将两台机械搅拌式浮选机改造为喷射式浮选机的技改方案与增设机械搅拌式浮选机的浮选车间扩建方案相比,节约投资70万元。
    四、结论
    生产实践证明,太西选煤厂把XJX-T12型机械搅拌式浮选机改造为FJCRl2-4型喷射式浮选机是成功的,具有投资少、效益高、见效快的优点。对于其它选煤厂的浮选机改造具有借鉴和推广意义。

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