浮选工艺的优化配置

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问题探讨　　　　　　　　　　　　　煤　炭　工　程　　　　　　　　　　　　　2002年第1期

浮选工艺的优化配置

中国矿业大学化工学院　李延锋　欧泽深　刘焕胜

摘　要　本文主要论述了传统的浮选工艺设备配置存在的主要问题,并提出了浮选工艺配置的基本要求,结合某选煤厂介绍优化浮选工艺配置的特点,为我国今后选煤厂设计提出了一种新的工艺配置模式。

关键词　浮选柱　优化　配置　浮选中图分类号　TD94　　文献标识码　A

　　随着国家九五科技攻关项目的完成,我国在煤泥浮选方面迈上了一个新的台阶,形成了包括浮选柱分选原理和方法、浮选柱系列设备、浮选自动控制、配套浮选药剂、浮选新工艺、新布置、浮选精煤脱水等完整的煤泥浮选脱水体系。浮选工艺的优化布置对于新建厂房节约投资、简化工艺和设备、减少维修工作量、减少运行成本起到了关键的作用。煤泥浮选效率有了较大的提高,对环境保护做出了一定的贡献。

1　传统的浮选工艺设备存在的主要问题

鼓风机、滤液泵、浮选入料缓冲池及其浮选上料泵等)如图1所示。该工艺设备存在的主要问题包括:111　浮选机浮选机经过近百年的发展和完善,已经比较成

熟,其主要的缺点是设备(主要是搅拌叶轮)磨损严重,维修量大,设备占地面积大,有些机械搅拌容易影响浮选效果,降低工作性能。112　真空过滤机

我国早期设计的选煤厂由于没有先进高效的细粒煤脱水设备,故一般采用真空过滤机脱水,其脱水工艺参见图1,可以看出,真空过滤机的配套设备较多,动力消耗高,同时还存在滤饼水分高,维护量大,占用空间大等问题。

方法简单实用,对一些系统问题进行了适当分解,分步解决,模型计算可根据具体情况方便地增减变量个数和约束条件。这对同类矿山企业也有一定的指导意义。

参考文献

1　开滦集团公司原洗煤生产结构优化调整方案[R],研究报

传统的浮选工艺设备一般包括矿浆准备器、浮选

机和真空过滤机及其辅助设备(汽水分离器、真空泵、　　(3)条件良好矿井充分发挥效率对公司盈利的影响分析。如在集团公司原煤产量不变条件下,生产条件较好的C矿、E矿、G矿、I矿按给出的产量下限安排生产,则总盈利减少14%。可见,在公司生产规模保持稳定的前提下,扶植高效矿井多出煤,对公司总体盈利贡献大。4　结　语

告,河北理工学院、开滦(集团)有限责任公司,2000.3

2　张明明、阮仁满、温建康,选煤厂生产计划优化[J],中国

通过对集团公司原煤和洗煤的生产成本、产品质量、售价等一些重要参数定量分析预测,在保持集团公司煤炭生产总量基本稳定的情况下,建立了集团公司煤炭生产总体规划模型,以达到合理利用各类资源,合理确定各矿产量及产品结构,从而实现集团公司煤炭生产盈利最大化的目的。研究中采用的・52・

矿业,2000.9(1)

3　朱明、张志礼、李春民,回归分析法界定矿山企业变动与

固定成本[J],有色金属,2001.53(4)

(责任编辑　郑燕凌)

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首选。它最能满足浮选工艺优化布置的要求。

(3)浮选效率高。浮选效率高是前提,没有浮选高效就谈不上工艺优化。浮选的目的是增加精煤的回收率,增加企业的经济效率。如果不能满足这些要求,企业是不会接受的。

(4)设备可靠。只有具有可靠的设备,才能在工艺优化布置时减少预留检修空间和维修工作量。可靠的设备是浮选顺利进行的保证。212　简化的配套工艺及布置

在设备简化后,必须考虑相应地简化配套设备,

图1　传统的浮选工艺布置

1—矿浆准备器;2—浮选机;3—真空过滤机;4—鼓风机;5—真空泵;6—汽水分离器;7—风包;8—汽水分离器;9—浮选入料缓冲池;10—浮选上料泵;11—浮选精煤刮板(皮带)机;12—滤液池;13—滤液泵

如果设备满足要求而其需要许多其它服务设备,实际也算不上工艺优化。同样如何合理摆布设备,做到既紧凑又方便也是简化工艺布置的基本要求。3　简洁、优化浮选工艺的配置及实践113　一些压滤机

由于近几年一些先进高效浮选和脱水设备的研制成功,给浮选工艺的优化配置提供了可能。

如加压过滤机、带式过滤机、板框式(尾煤)压滤机等同时都存在着设备体积大,处理量小及所需配套设备多等缺点。114　其它问题各种各样的辅助设备多,系统复杂,占用空间大,由于汽水分离器需要较大的高度和浮选机需要较大的检修高度和空间,因此所需浮选车间高。2　浮选工艺优化布置的基本要求

浮选工艺的优化布置是指在满足浮选高效率和操作方便的前提下尽量减少浮选所必须的设备,选用高效可靠的设备以减少维修量,尽量减少工艺厂房的建筑体积节约投资等所采取的一系列方法。211　开发高效外形体积小的复合型设备

图2　东胜选煤厂简洁优化浮选工艺布置

1—矿浆预处理器;2—浮选柱;3—循环泵;4—精矿池;5—空气压缩机;6—风包;7—入料罐;8—压滤机;9—浮选精煤刮板机

图2是在山西省临汾蒲县东胜选煤厂应用的简洁优化的浮选工艺布置的一个实例。该厂为一座30万t的炼焦型选煤厂,入选1Π3焦煤和肥煤,浮选

浮选工艺的优化对浮选整套工艺中的设备提出了更高的要求。它要求设备最好一台设备能够起到其它两台甚至三台设备的作用,并且连接方便。

(1)体积小、处理量大。为满足尽量减少建筑体

系统主要有两台FCMC-1500旋流微泡浮选柱(目

前仅上一台)和100M隔膜精煤压滤机及其辅助设备(矿浆预处理器、浮选精煤刮板运输机、空气压缩机、风包和入料罐等),与传统的浮选工艺布置相比,本厂浮选系统布置的主要优点有:

(1)整个工艺系统布置紧凑合理,大大节约了厂房建筑体积和投资。全厂浮选车间仅占整个选煤厂从上到下一跨(长×宽×高=7000×7000×14700,实际上一层还可以再进一步降低厂房高度),体积大约

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积要求,体积庞大的设备是难以胜任的,同时处理量小的设备也不符合要求,因为对于一定量需要浮选的煤泥来说,设备处理量小就意味着需要多台设备,设备多将会带来许多问题,如工艺布置比较拥挤、占用空间大,维修量大,相应的配套设备也会增多等。

(2)复合型设备。由于复合型设备意味着一台

设备可以代替几个设备,所以它是浮选工艺优化的

问题探讨　　　　　　　　　　　　　煤　炭　工　程　　　　　　　　　　　　　2002年第1期为整个选煤厂主厂房的1Π7,浮选车间的设备投资为90万元,占总设备投资约1Π4,避免了传统布置先将

浮选柱来说,已超过其处理能力。

(4)简化工艺,高压风给料速度快,避免泵打泡沫效率低且易气蚀现象。精矿池布置在浮选柱精矿收集槽正下方,精煤压滤机入料罐布置在精矿池正下方,这样精矿就可以直接从浮选柱流入精矿池,再流入压滤机入料罐,避免先让精矿流入布置在一层的精矿池,然后再用泵打入压滤机给料罐,减少了空间占有体积和功耗,由于用泵给料,给料泵不断频繁启停,必需用一个工人经常开关泵的出口阀门,劳动强度较大,更大的问题是泵打泡沫,效率低且易气蚀,影响压滤机的正常工作。精煤压滤机用风压给料,一般用5～7min即可完成给料,大大降低了给料时间,无形中增大了压滤机的单小时处理量。4　结　语

浮选精煤流入一层浮选精矿池,然后用泵再打入压滤机,大大减少了厂房建筑体积,减少了一台压滤机给料泵,减少了能量消耗,同时避免了压滤机给料泵频繁启停车给操作带来的劳动强度。而我国以前大多数选煤厂浮选车间基本占主厂房总体积约1Π2,甚至有的为3Π5,设备投资基本与主选持平。

(2)辅助设备少,减少维修工作量和故障率,功耗低。浮选柱系统与传统的浮选机系统相比,除了循环泵外没有任何运动部件,基本上没有维修工作量。本系统所需的各设备功率为:矿浆预处理器515kW;循环泵45kW;空压机45kW;压滤机515kW;

刮板机515kW;共计10615kW。其中空压机仅一半时间工作,循环泵实际仅需要37kW(由选煤厂自己购买),压滤机和刮板机工作时间大约为1Π5,实际所用功率为6712kW,显而易见,功耗是非常低的。该浮选系统自去年6月投产以来,基本上未出现较大的故障,运行一直良好。(3)各设备处理量大,效率高。在2000年6月系统调试期间,我们与选煤厂对该浮选系统进行了简单的测试和估算,根据当时原煤皮带秤显示有时原煤给料量达到110～120tΠh,干煤泥(包括原生煤泥、次生煤泥、破碎煤泥,由于该厂原煤均用汽车运输,破碎煤泥可能较大一点)取原煤的10%,浮选入料中干煤泥有11～12tΠh,一台FCMC-1500浮选柱全部选完,并且精煤灰分能够根据用户的要求调节,并且非常稳定,同时我们在连续两天下班时利用皮带秤称量压滤机最后一板,为2186t和3115t(由于最后一板浮选精矿浓度比较小,并且精矿量也比较少),每板按3t计算(实际每板应该大于3t),一小时一般压3～4板,按3板计算,浮选精煤每小时为9t(含水),水分一般为18～22%,我们取20%,每小时

随着环保要求的不断提高,煤炭作为我国第一大主要污染源,需要逐步加大入洗比例(尤其是煤泥)和提高其精煤质量。资金是困扰企业的主要问题。简化工艺和设备,优化布置,降低投资和功耗,节约成本,减少系统故障率和维修量是目前许多选煤厂技改和新建所追求的目标,同时也是我国选煤发展的主要方向。

(1)传统的浮选工艺和布置已经过几十年的发

展,随着近几年高效先进的设备的研制成功,在新建选煤厂和技改中需要优化工艺配置,降低投资。

(2)该简洁优化的浮选工艺布置改变了以往浮选车间占选煤厂总投资很大比例的历史,对我国今后选煤厂设计提出了一种新的工艺布置。

(3)如何开发更新型先进高效的细粒煤脱水设备,进一步简化工艺,优化布置是煤泥浮选工作者今后工作的一个主要方向。

(责任编辑　严民杰)

可产出712t浮选精煤,对于FCMC-1500旋流微泡

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