新2FCMC系列浮选柱在柴里矿选煤厂的应用文档格式.docx
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0.045
34.02
18.12
69.38
28.87
合计
100.00
14.49
23.47
2、跳汰、重介双系统煤泥筛分实验表2总灰24.32
湿筛表格
质量
产率
灰分
6.36
3.23
9.11
6.46
3.28
11.85
20.40
10.35
12.04
12.93
6.56
13.46
11.82
6.00
11.69
139.08
70.58
29.37
总计
197.05
24.24
分步释放实验综合结果及图1
产物
编号
产率%
灰分%
累计产率%
平均灰分%
1
37.03
4.96
2
10.48
7.2
47.51
5.46
3
4.37
9.34
51.88
5.78
4
6.86
16.17
58.74
7.00
5
13.43
30.42
72.17
11.36
6
27.83
57.48
100.00
24.19
计算入料
图1分步释放实验综合结果灰分产率曲线图
3、跳汰煤泥筛分实验表3总灰23.46
4.99
2.54
13.12
8.11
4.13
12.50
34.84
17.72
13.58
17.47
8.89
14.75
14.56
7.41
15.06
116.58
59.31
30.08
196.55
.00
23.52
分步释放实验综合结果及图2
产物编号
40.71
4.77
9.29
6.37
50
5.07
4.69
8.27
54.69
5.34
5.75
14.88
60.44
6.25
14.08
27.59
74.52
10.28
25.48
61.67
23.37
图2分步释放实验综合结果灰分产率曲线图
4、入浮煤泥煤质资料分析
（1）根据跳汰煤泥及跳汰、重介双系统煤泥小筛分资料可看出，两种煤泥均存在轻微跑粗现象，跳汰煤泥+0.5mm粒级含量为2.54%，灰分为13.12%；
跳汰、重介双系统煤泥+0.5mm粒级含量为3.23%，灰分为9.11%。
跳汰煤泥+0.25mm粒级含量为6.67%，灰分为12.74%；
跳汰、重介双系统煤泥+0.25mm粒级含量为6.51%，灰分为10.49%。
由此可看出：
一是重介粗煤泥的质量明显优于跳汰粗煤泥。
二是为防止浮选尾煤跑粗，在入浮选前需对煤泥水进行浓缩分级，然后粗煤泥通过高频筛进行回收，可使综合精煤产率增加1.5%左右，回收粗煤泥的灰分在12%左右，由于粗煤泥占的比例较小，对综合精煤质量不会构成大的影响。
另外，从两种煤泥的小筛分资料可看出：
重介煤泥的粒度比跳汰煤泥明显偏细，跳汰煤泥-0.045mm粒级含量为59.31%，灰分为30.08%；
跳汰、重介双系统煤泥-0.045mm粒级含量为70.58%，灰分为29.37%。
并由上看出两种煤泥粒度组成均偏细，且细粒煤泥灰分较高，均为30%左右，说明原煤中矸石泥化现象较严重，高灰细泥含量较高。
为实现好的浮选精煤质量，采用对高灰细泥选择性好、分选精度较高的旋流微泡浮选柱进行分选是非常适宜的。
（2）从两种煤泥的分步释放实验资料可看出：
两种煤泥的可浮性均较好，均可比较容易得到灰分8.0%以下的浮选精煤。
两种煤泥相比较而言，跳汰煤泥的可浮性更好，浮选精煤的回收率会更高。
当浮选精煤灰分为8.0%时，跳汰煤泥的浮选精煤回收率可达67%，跳汰、重介煤泥的浮选精煤产率仅为63%，两种煤泥浮选精煤的平均产率可达65%，可望取得较高的经济效益。
通过研究发现：
煤泥的可浮性较好，比较容易得到灰分8%以下的浮选精煤，且浮选精煤产率可达60%左右，综合利用价值较高；
同时还发现：
原煤中矸石泥化现象较严重，煤泥中高灰细泥部分含量较高。
-0.045mm粒级平均含量近65%，其灰分在30%左右。
鉴于上述煤质状况，采用对高灰细泥选择性好、分选效率较高的新一代旋流微泡浮选柱进行分选是非常适宜的。
5、浮选可行性分析
1）煤泥浮选工艺是选煤工艺的重要组成部分，主要用于控制煤泥水浓度，回收煤泥中精煤。
柴里选煤厂浮选系统原建设为美国技术浮选柱，由于浮选柱控制条件无法满足，脱水设计存有“瓶颈”，一直没有正常生产。
近年来，中国矿大及其他研究所、生产厂家开发研制了新型的旋流微泡浮选柱逐步得以推广，在我矿附近恒基、蒋庄宏兴、广联（盛源集团选煤厂）均有使用，据调研效果很好。
鉴于我矿煤质与附近选煤厂购煤相近，甚至附近选煤厂原料煤直接来至柴里矿，因此，我们认为该浮选柱适用于我矿煤质条件。
另外，精煤泥脱水采用压滤机，消除了脱水“瓶颈”。
应该说，目前中国矿大生产的浮选柱技术上已经成熟，技术推广的风险很小。
2）FCMC旋流微泡浮选柱简介
FCMC系列浮选柱（最大机型已达直径4m，单台矿浆有效通过能力达450m3/h）是由中国矿业大学承担的国家“九五”科技攻关项目，获三项国家实用新型专利，目前在国际上处于技术领先水平，在全国已得到广泛推广应用。
近几年，在山西西山煤矿总公司东曲矿400万吨选煤厂、宁夏宝丰能源公司400万吨选煤厂、山西蒲县裕源煤矿120万吨选煤厂、山东曲阜裕隆集团120万吨选煤厂、山东滕州恒基洗煤运销有限公司100万吨选煤厂、山东滕州瑞达焦化有限公司100万吨选煤厂等200余家选煤厂推广应用300余台；
另外山东微山霞光等10余家煤业公司还专门收购煤泥进行浮选（无洗煤），均取得了良好的效果，经济效益十分可观。
FCMC旋流微泡浮选柱工作原理：
该浮选柱的工作原理如下图所示。
它包括柱体、微泡发生器和尾矿箱三个部分。
柱体又可分为三段，即精选段、粗选段和扫选段。
柱体的顶部设有泡沫喷淋水装置和精矿收集槽。
给矿管位于柱高约2/3处，分选最终的尾矿从扫选段的底部排料口经尾矿箱排出，利用尾矿箱可以调节浮选柱内的液位，气泡发生器位于柱体外部，它是该设备实现分选的关键部件。
它利用从粗选段底部抽出的循环矿浆，用泵加压，射入微泡发生器，吸入空气并粉碎成微细气泡，随后在压力释放过程中析出大量微细活性气泡，在管内混合，倾斜喷入扫选段，形成较强的旋涡搅动，既可加速分离又可防止沉淀堵塞。
旋流微泡浮选柱工作原理图图4
含气、固、液三相的循环矿浆进入扫选段后在离心力和浮力的同时作用下，气泡和已矿化的气絮团向中心和上方运动进入粗选段，气泡与由上部给入的矿浆中的煤粒反向碰撞矿化，实现粗选。
扫选的作用是回收粗选段未及分选的精煤颗粒，以提高精煤回收率。
气泡在柱内上升矿化并不断受到清洗，清除夹带的高灰物，上部较厚的泡沫层以及喷淋水的作用，使精矿品位大大提高。
FCMC旋流微泡浮选柱主要特点：
1.浮选原理和重选原理（旋流力场）相配合，提高了分选效率；
2.单位容积处理能力大，工艺指标先进。
由于浮选柱集浮选和重
选于一体，在一个柱体内能完成粗选、精选和扫选作用，所以高灰细泥对精煤的污染小，精煤的灰分低，回收率高，完全适用于小于0.5mm的煤泥浮选，尤其适合于灰分高、粒度特细（〈0.045mm〉的难选煤泥浮选；
3.体外配置的射流自吸式节能微泡发生器，充气量大，气泡质量
好，不堵塞，易调节，工作稳定，易维护和更换；
4.柱体结构吸收充填式浮选柱精选的优点，克服了其在生产中存
在的易堵塞的缺点，同时采用两段式设计，提高对物料分选精度的同时，降低了柱体高度；
5.采用合理的柱内结构，可随时开、停机，而无须空，物料不发
生沉积堵塞；
6.动力消耗小，节能明显（比相同处理能力的常规浮选机节能
1/3）；
7.能使用普通浮选药剂，用量也基本相同。
主要技术指标与性能
FCMC系列旋流微泡浮选柱主要技术特征表4
型号
FCMC-
1500
2000
2500
3000
3500
4000
柱体直径mm
柱体高度mm
5800
6300
6800
入料粒度mm
-0.5
入料浓度,g/L
60~90
处理能力:
矿浆m3/h
60～100
100～140
140～180
180～250
250～300
350～450
干量t/h
4～6
6～10
10～15
12～18
15～25
25～35
微泡发生器工作压力,MPa
0.16～0.20
微泡发生器
个数，个
10
12
16
24
配套电机
功率，kW
37
45
55
75
110
160
现场浮选柱图片图5
图片1
（二）工艺确定
根据柴里选煤厂的生产实际，工艺组进行现场工艺确定，即从原捞坑溢流槽底部开口，用带阀门管道将原捞坑溢流引至浮选入料缓冲桶（可用2台原浮选柱代替），原溢流槽系统保持不变，不浮选时将阀门关闭，煤泥水仍走原系统；
浮选开启时，将阀门打开，把煤泥水引入缓冲桶，然后用渣浆泵打至原分级浓缩旋流器进行分级浓缩（需对原分级浓缩旋流器底流口进行调整，使分级粒度控制在0.25~0.30mm左右），分级旋流器底流用四台GPS1631高频筛进行脱水，筛上物直接入综精皮带；
高频筛筛下水用泵打至分级旋流器溢流槽（或不入浮，直接经原捞坑溢流槽流至原30米浓缩机）；
分级旋流器溢流自流至浮选车间新增2台KY-3.0型矿浆预处理器，加药搅拌后自流至二台FCMC-4000型旋流微泡浮选柱、二台FCMC-3500型旋流微泡浮选柱进行分选；
浮选精煤自流至原精煤浆桶，通过新增压滤机入料泵打至新增2台300m2隔膜快开压滤机进行脱水，脱水后的浮选精煤经刮板运输机转载至综合精煤皮带；
压滤机滤液自流回循环水池，浮选尾煤自流至原45m浓缩机。
若无高压风源，需增加压风系统给快开压滤机供风，具体工艺流程图如下：
柴里选煤厂浮选系统工艺流程图图6
稀释水
三、浮选生产系统调试运行及现场的改进
（一）运行调试
1、08年8月中旬，浮选工程正是进入调试运行阶段，选煤厂专门成立了以厂长、党总支书记为组长的浮选生产领导小组，以下属车间、工程技术人员为成员的工作小组，工作小组主要职责全过程监督浮选系统的运行，分成两个组跟班盯现场，做到生产系统的正常，并在每天的厂早会对浮选系统运行情况进行通报，重点是抓好现场的隐患治理，在确保正常生产的同时尽可能保证浮选精煤的质量，力争多选、精选，为我矿多创经济效益。
浮选柱在现场的应用图7
2、全面进行浮选系统运行，集中反映出现场工艺、设备等诸多方面存在的问题，集中进行汇总，统一进行整改。
3、根据精矿、尾矿质量的反应情况，不断探讨、摸索浮选起泡剂、捕收剂的用量及搭配使用情况。
经过近两个月的不断实验与摸索，最终确定浮选精煤所用起泡剂与捕收剂的药剂使用量分别约为0.9kg/t、0.6kg/t，配比约为3：
2，根据浮选入料浓度、入料灰分及调浆液的使用情况制定了详细的药剂使用制度。
4、逐步稳定浮选精矿、尾矿的质量，经过不断调整，最终将浮选精矿配1号精煤灰分控制在9.00%以下，配2号精煤灰分控制在10.50%以下，尾矿在1号精煤时控制在30.00%以上，洗2号精煤时
控制在40.00%以上。
控制在40%以上。
浮选溢流槽图8
（二）现场改进
随着浮选系统的正常运行，在生产运行中暴露出各种问题，厂及时成立了浮选工程改造完善攻关小组，对现场进行了一系列的改造完善，具体改造完善如下：
1、浮选精煤成团
浮选精煤水分相对较大，加之煤炭粒度均是小于0.5mm以下的细粒精煤，因此浮选精煤成团现象比较明显。
同时成团煤泥在装仓后，成团的精煤泥堵在精煤仓的仓口，给火车装仓也带来很大的麻烦，造成漏斗堵塞，严重影响生产，同时易造成精煤采样不均匀，从而一定程度上会影响外运精煤质量，需进行改造。
选煤厂根据现场的实际情况，做了一些现场的改进。
（1）调整药剂制度：
对起泡剂、捕收剂用量配比反复进行实验，
在保住质量的前提下，确保精矿中的粗颗粒精煤全部浮出，提升压滤
机产品（浮选精矿）的松散度。
生产中，根据如料浓度、如料灰分、
精矿灰分、尾矿灰分等各项指标对两种药剂使用情况反复进行摸索、试验。
生产初期两种药剂量使用过大，浮选产量较高，精矿高灰细泥较多，基本无粗颗粒精煤，压滤机产品成团严重，同时精矿灰分最高达到16%,而尾矿灰分最低仅达到20%,与设计精矿灰分9%，尾矿灰分40%相差深远。
此后，采取合理搭配药剂量，减少如料量的方法进行生产。
即起泡剂：
捕收剂为3：
2，通过试验摸索，将起泡剂每分钟控制在0.6千克，捕收剂控制在每分钟控制在0.4千克；
将如料量控制在如料浓度为50-100g/L，最终精矿粗颗粒精煤比重较大，产品松散度明细提高，且灰分控制在9%以下，尾矿灰分达到40%以上，且粗颗粒精煤的增加，压滤机的入料浓度显著提高，生产速度提升，产量显著增加，效果较好。
（2）进一步提高压滤机入料颗粒，在浮选入料始端自制符合入浮粒度的截流筛，将高频脱水筛筛上粗颗粒精煤进入压滤机，从而进一步提升压滤机产品（浮选精矿）的松散度。
浮选如料颗粒要求控制在0.5mm以下，而洗煤过程中易出现筛子、斗子跑粗现象，造成超大颗粒煤块进入浮选系统，针对此问题，自制截流筛，筛孔控制在0.6mm以下，大大降低了粗颗粒进入浮选系统的几率，确保了浮选的正常运行。
同时将在弧形筛西侧引进带翻板的下料漏斗，使筛上粗颗粒精煤不进入精煤皮带，而进入精矿罐，最终进入压滤机，进一步提高了压滤机产品的松散度。
图片9交叉式翻板漏斗（自制）
（3）在压滤机产品（浮选精矿）下料端，自制、安装破碎装置，
最终确保浮选精矿产品掺入精煤后不成团、不影响装车，确保外运精煤质量。
针对浮选最终产品成团现象，自制破碎机对产品破碎。
即引进直径200mm圆柱，经小厂加工安装轴承，圆柱面上均匀焊接长450mm三角钢板，起到切割作用，安装电机，由三根皮带连接，整体安装在精煤产品卸料下方，运行中对物料进行破碎。
生产实际表明：
改造后，选精矿松散度大幅度提升，杜绝了堵漏斗、压刮板等事故的发生，大大降低了员工的劳动强度，确保了外运精煤的稳定性，有效提高了工作效率，社会效益显最终确保了浮选精矿产品掺入精煤后不成团、不影响装车，确保外运精煤质量。
图片10破碎机安装处
2、入料煤泥浓度降低改造
按照浮选工程初步设计要求，我厂安装设计的浮选柱生产工艺要求的入料浓度在80~100g/l，而目前我厂入料浓度在160g/l左右，远超出了设计入料浓度要求，浮选柱分选效果明显变差，浮选精煤灰分高且浮选尾煤泥灰分低，浮选精煤的掺入还有可能会给外运精煤带来不可估量的影响，这不是我们所要的目的。
那么要降低入料浓度，势必对入料进行稀释。
为了保证生产的浮选精煤质量，不影响到外运精煤的产品质量，选煤厂先是强行开生活清水泵，提供大量的清水与浮选入料煤泥进行稀释，这样一来又造成煤泥水系统的水量膨胀，煤泥水系统管理负荷加大，就是责任心很强的员工操作泵房，仍不可避免煤泥水外流，同时不能满足浮选系统大量用水的需要，利用洗煤系统的循环清水添加到浮选入料煤泥中稀释是长久之计，可以达到降低浓度的目的，从根本上解决浮选调浆水供应不足的问题。
柴里煤矿选煤厂浮选工艺小组成员，将厂原有的备用φ24m浓缩池重新启用，将φ24与φ45浓缩机溢流（浓度接近于零）用8”管路连接，利用现场地势条件自动为φ24m浓缩池自动供水，利用原有废弃不用的615泵直接将打入到浮选系统去，作为稀释水，并在进入预处理器前增加一道阀门用于控制水量大小，以控制浮选入料浓度在设计要求范围之内。
改造后，即满足了浮选系统调浆水的需要，又稳定了洗水平衡，实现了洗水的闭路循环。
图11φ24m浓缩池作为调浆水
3、精矿槽喷水装置改造
引进50mm钢管4根（每根6m），50mm阀门2各，25mm阀门2个，50mm接骨2个，50mm三通1个，50mm弯头2个，进行现场管路搭接。
将50mm钢管用接骨进行一次连接，中间管路由三通进行连接，管路两侧安装弯头，由阀门控制，并接好两道喷头，整体连接好后，移至精矿槽西侧上沿进行固定。
在中间三通处搭接管路至调浆水管路沟通，由50mm阀门控制。
当调浆水开启时打开控制阀门，精矿槽西侧的管路喷头将喷出清水，进行精矿物料冲刷，使得物料顺畅流动。
图5精矿槽喷水装置改造（自作）
4、引进FX500-TU旋流器组4台，代替了旧24台老式浮选旋流器组，稳定入料。
图12旋流器改造前图13旋流器改造后
四、效果评价
具体统计了近8个月浮选指标情况，即2009年7月至2010年2浮选各项小指标平均数据如下:
表5
时间
入料浓度平均（g/l）
入料灰分
平均（%）
精矿灰分
尾矿灰分
2009.7
125.23
29.92
10.66
34.37
2009.8
100.63
28.63
10.45
29.77
2009.9
98.65
28.26
9.68
30.25
2009.10
86.35
27.56
9.12
35.68
2009.11
88.58
27.96
8.87
43.56
2009.12
98.67
26.54
7.98
67.54
2010.1
65.89
28.45
8.28
61.89
2010.2
70.12
25.81
8.56
58.47
图14精矿、尾矿走势曲线
通过表5可以看出，该浮选系统通过运行、调试后，浮选精矿基本能够稳定在9.00%以下，尾矿灰分基本能够调整到40.00%以上，完全符合该浮选柱设定参数，且产品质量逐渐趋于稳定，效果较好。
通过图14可以看出，该浮选系统通过运行、调试后，浮选精矿灰分逐渐趋于下降趋势，浮选尾矿逐渐趋于上升趋势，两种产品逐渐稳定。
通过运行检测，该厂浮选系统目前能够处理系统煤泥30.00%左右，浮选精煤抽出率已达到65.00%以上，整体而言运行效果较好。
五、效益分析
1、浮选精煤产率计算：
入浮煤泥灰分平均25%，浮选精煤灰分平均8.5%，浮选尾煤灰分平均50%计算，根据两产品灰分平衡法：
100%×
煤泥灰分=γJ×
精煤灰分+（100%－γJ）×
尾煤灰分
尾煤灰分－煤泥灰分
则浮选精煤产率γJ=----------------------------×
100%
尾煤灰分－精煤灰分
50%－25%
=------------------×
100%=60.24%
50%－8.5%
通过入浮煤泥的分步释放实验结果知，两种煤泥浮选精煤平均产率大于60%，与理论计算结果相吻合。
2、入浮吨煤泥加工费为39.93元/吨，其中：
1）电耗：
1495.5Kw.h×
0.75÷
34.68t/h×
0.43元/度=13.91元/吨。
2）药剂消耗：
按1.5Kg/t浮选精煤计算，浮选药剂目前市场价格为6900元/吨左右，则浮选药剂消耗为1.5Kg/t×
6.90元/Kg=10.35元/吨。
3）工资：
每班定员18人，人均月工资80元/天，则吨煤工资：
18人×
80元/天÷
34.68t/h÷
8小时/天=5.19元/吨。
4）折旧：
折旧期10年，年折旧742万元÷
10年=74.2万元/年；
按年工作330天，日工作10小时计算，吨煤折旧：
742000元÷
330天÷
10小时/天÷
34.68吨/小时=6.48元/吨。
5）维修：
因浮选柱本身无运动部件，维护工作量较小，主要维护工作量在配套水泵等，维修费用按4.0元/吨计算。
加工费用元/吨
电耗
药剂消耗
工资
设备折旧
维修费用
合计
13.91
5.19
6.48
4.0
39.93
成本构成中，由于国内钢材和洗选设备
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