KFV自吸式浮选机.doc

KFV-50NS自吸式浮选机的应用与分析
( 安徽恒源煤电股份公司恒源煤矿选煤厂 安徽省淮北市 235162 )
摘要：本文根据现场实际操作和相关的化验数据，介绍了自吸式浮选机的结构、技术参数、及工作原理，以及在生产过程中影响浮选机应用效果的因素及采取的相应措施，对存在的问题提出改进建议。
关键词：自吸式浮选机，灰分，入浮浓度，入浮压力，回收率。
1、 概况
细粒煤的分选在煤炭工业中发挥着越来越重要的作用，成为洁净煤技术发展的重点之一，是综合利用煤炭资源和环境保护的有效途径。浮选作为煤泥分选的主要选煤技术，仍需在理论和实践上进一步完善。
恒源煤矿选煤厂原设计能力0.9Mt/a，技改后年入洗量达到1.5 Mt/a。选煤工艺也由原来的“预先脱泥有压重介+浮选”改为“不脱泥无压重介+煤泥中介+浮选” 。由于目前选煤厂每天入洗原煤达5000t以上，原煤中—0.5mm煤泥占21%，含量约1050t，采用直接浮选工艺，即重介精煤磁选机尾矿直接进入浮选系统，有时由于煤质较差，浓缩压滤设备处理能力有限，浮选效果直接影响后续的浓缩压滤，进而影响了正常的生产。
浮选工艺流程见图一

2、 KFV-50NS自吸式浮选机的结构特征和技术参数
（1） 结构特征：KFV-50NS自吸式浮选机由圆锥形浮选槽体、尾矿管、空气反应器和分配盘组成。附属设备有浮选入料泵及变频器等。
（2） 技术参数：
型号：
KFV-50NS
用途：
-0.5mm煤泥分选
高度：
7500mm
直径：
5500mm
入料浓度要求：
60～100g/l
入料压力要求：
0.20～0.24Mpa
处理能力：
800～1000㎥/h
厂家：
德国KHD洪堡威达克股份有限公司
（3） 工作原理：加入了浮选药剂的浮选入料经泵以一定的压力给入到浮选机，浮选入料经过空气反应器，在其中形成一定的负压，进而空气反应器从进气管中吸入空气，与浮选入料进行充分的混合之后，经分配盘均匀的把浮选入料给入到浮选机槽体，进入槽体之后，入料中的空气又重新膨胀、析出、上浮形成许多微小气泡，在浮选药剂的作用下完成浮选过程，形成了一定厚度的泡沫层，由于继续给料，随着液面的上升，泡沫层从溢流堰流出进入浮精桶。

3、 影响工艺效果的因素及相应措施
通过在实际生产过程中的摸索，发现入料浓度、入料压力，空气反应器中“T”型头的堵塞状态、进气量、药剂制度及后续浮精的处理对浮选效果均产生不同的影响，而且这些因素的不同组合所产生的影响也存在区别。
3．1 入料浓度的影响与措施
在生产过程中，直接浮选工艺的入料直接受到重介系统的影响，且影响非常明显和快速。由于现阶段井下原煤性质变化较快，煤泥性质极不稳定，煤泥含量忽高忽低，直接影响了浮选的入料浓度。入料浓度对浮选效果的影响，见表一。
表一、入料浓度与浮精灰分、尾煤浓度及灰分的关系
入料浓度
浮精灰分
尾煤浓度
尾煤灰分
109
10.85
78
35.60
106
10.76
74
34.38
119
11.24
70
34.82
86
9.86
45
47.26
99
10.21
52
43.18
115
11.30
60
36.12
122
11.43
68
35.47
从表一可以看出，在不补加清水的情况下，入料浓度多数都过大，入料浓度过大，浮精灰分和尾煤浓度均偏高，尾煤灰分偏低。直接影响了浮精的回收率，并且对尾煤的浓缩压滤带来了更大的负荷。
针对入料浓度对浮选效果的影响，我们制定了相应的工作程序，严格控制浮选的入料浓度，尽量关小一次浮选的尾矿回料阀，给浮选入料桶内补加清水，降低入浮浓度、增加矿浆的处理量，优化浮选效果。经实际生产操作，在小时量不变的情况下补加清水时，入料浓度能控制在109g/l以下，浮选入料泵负荷时有过大，为此，必须调整煤量，把入料浓度严格控制在100g/l以下。另外精煤筛筛缝磨损严重时经常出现浮选跑粗现象，但实践证明，由于其独特的结构特点，气泡和颗粒间的高动能及上升流的设计完全解决了跑粗的问题，因此KFV-50NS自吸式浮选机的实际入浮粒度上线略大于0.5mm，在保证浮精灰分的前提下，适当加大浮选药剂，入料里面的粗煤泥能很好的浮出，尾矿无跑粗现象。细泥含量高时，我们通过控制入洗原煤小时量降低入浮浓度，并把平时一段加药方式改为两段加药的方式进行浮选。
3．2 入料压力的影响与措施
KFV-50NS自吸式浮选机的入料压力决定了空气反应器的最大进气量，也决定了入料矿浆在浮选槽体的停留时间及泡沫层的质量及回收率。当入料压力过低时，入料在槽体的停留时间相对较长，泡沫层厚度较厚且发实，由于没有刮泡装置，浮选精煤不能及时从溢流堰排出，越压越实，同时也降低了二次富集作用，使得一些高灰尾矿也掺杂在泡沫层中，污染了浮精质量，形成恶性循环，因此浮精灰分偏高，尾矿灰分偏低，尾矿浓度增加，回收率大大降低，浓缩压滤负荷增加。而且尾矿管易堵塞，造成浮选跑水，影响正常生产。当压力过高时，由于压力越大，入料量越大，浮选槽体的液面随之升高，为了达到较好的浮选效果，给入足够的空气，必须开大进气阀，此时就会出现泡沫层翻花现象，形成的泡沫层被破坏，甚至无法形成泡沫层，同时出现浮选跑水现象。因此，入料压力是KFV-50NS自吸式浮选机操作控制过程中一个非常重要的技术参数。
在实际生产过程中，分流量、煤泥含量变化等均对这一重要参数有很大的影响。经过实践发现，入料压力控制在0.16～0.26Mpa之间均能达到比较理想的效果。打分流或煤泥量大时，压力基本控制在0.22～0.26Mpa，此时槽体的液面较高，泡沫层较薄且料较稀，此时可根据液面高度降低尾矿管高度，将泡沫层控制在15cm左右。根据泡沫层气泡的大小来控制进气量。当无法满足入料压力时，可适当开大些一次浮选的回料阀及向入料桶内补加清水，压力基本控制在0.16～0.24Mpa，通过调节尾矿管的高度基本上把泡沫层厚度控制在15cm左右。由于自身入料压力的要求，矿浆垂直向下输送到浮选机底部的矿浆分配盘中，然后改变方向，垂直向上快速喷射出去，矿浆在槽体内的停留时间比其他机械搅拌式浮选机较短， 入料的不稳定可以通过快速调整浮选机的工艺参数（如进气量、泡沫层厚度、入料压力）来解决，在操作方面要比机械式浮选机方便、快捷、准确。操作和浮选过程也相对较稳定。
3．3空气反应器中“T”型头有无堵塞的影响
KFV-50NS自吸式浮选机的空气反应器中含有一个“T”型头，均匀分布了几十个25mm的小孔，“T”型头的四周嵌有几十个小孔与进气管连接，入料以一定压力经过这些小孔输入到浮选机底部的矿浆分配盘中，在此过程中空气反应器内产生负压，四周的小孔从进气管吸入空气。在实际生产过程中，由于筛面磨损严重，筛缝变大或筛板磨烂等原因，致使一部分>25mm的粗颗粒精煤进入到浮选入料中，这些颗粒在经过空气反应器时，无法通过“T”型头下的孔，当大量的>25mm的颗粒堆积在“T”型头四周时，就会把孔堵塞，因此，经过空气反应器的入料和压力均减少，其所产生的负压也随之减少，进而影响了进气量，甚至进气管内无负压，浮选入料经过进气管喷出，即使入料泵调大输送压力，也无法进行浮选，此时浮选机常出现尾矿管堵塞，浮选跑水，必须停掉浮选系统，将浮选入料直接进入浓缩系统，并通知机工拆卸“T”型头，造成极大的经济损失。所以在操作过程中，为了防止“T”型头堵塞现象，必须把好浮选入料关，为此在浮选入料桶上方加设了一个5mm方孔的网子，防止精煤磁选机跑粗时，大块进入浮选系统。
3．4进气量的影响
在保证其他情况不变的情况下，进气量直接影响着浮选效果，当进气阀开的过小时，进入矿浆的空气不足，使得矿浆无法与空气很充分的混合，而且在槽体重新膨胀析出时，无法形成足够比表面积的微小气泡。由于矿浆在槽体的停留时间很短，一部分精矿还没等矿化气泡形成就从尾矿管流走。而且槽体里面形成的泡沫层发死无动能，不能及时从溢流堰流出，影响着浮选回收率。反之当进气阀开的过大时，泡沫层无法形成微小气泡，气泡过大，从而降低了气泡的总比表面积，反而降低了回收率，此外进气阀开的过大，槽体内会翻花严重，把形成的泡沫层重新打乱，甚至无法形成泡沫层。在实际的生产过程中，通过观察泡沫层有无发死现象、翻花现象及气泡过大现象，及时调节进气阀的开关度。
3．5药剂制度的影响
由于其自身的结构特点，KFV-50NS自吸式浮选机无需在其旁边专设一个浮选药剂搅拌桶，而是从浮选药剂桶里面直接把药剂加入到浮选入料桶内。我选煤厂使用的是复合浮选药剂，采取一点加药方式加药。根据浮选效果的好坏，增减药剂用量。实践表明，浮选入料为700㎥/h，每小时浮选药剂用量在18～25公斤范围内，由于入料和空气经过空气反应器时，两者之间的动能较大，高能量的紊流加强了气泡的结合力，同时也增强了空气的弥散和分布。混有空气的矿浆在底部分配盘喷射出时，空气重新膨胀析出，在浮选药剂的作用下，矿化作用非常理想，浮选药剂的控制也较容易控制。
3．6 其他优点
综上所述，KFV-50NS自吸式浮选机具有以下优点：
1、 在浮选机前无需专门设置添加药剂的搅拌桶。
2、 最多不超过两段的设计，若采用机械搅拌式浮选机达到同等的浮选效果则需要6～10槽。
3、 单机处理能力大（5500mm的直径，单机处理能力可达800～1000㎥/h）
4、 工艺简单操作容易。
5、 由于对浮选入料变化的适应性强，可入浮固体含量较少浓度较低的浮选入料，同时也可以满足浓度较高的入料，适应范围较广。
6、 与机械搅拌式浮选机相比，浮选精矿浓度较高，基本上可达到350g/l，对后续的脱水工艺减轻了不少负担。
另外，KFV-50NS自吸式浮选机中无任何运转部件，空气反应器采用新型的耐磨材料，降低了设备的消耗及维护保养，而且能耗非常低，占用空间少。
4、 存在的问题及改进
1、KFV-50NS自吸式浮选机停止运行之后，由于自身槽体容积较大，里面囤积煤泥较多，下次重启浮选系统时，反冲槽体及尾矿管里面的料非常麻烦，而且每次都需要放掉大量的料，增加了其他的工作，因此，我们制定了严格的操作工序，每次停车时，先停掉重介系统，筛面喷水延迟十分钟再停，对浮选系统补加清水，稀释槽体里面的矿浆浓度，现已基本上解决了这一问题。
2、当精煤磁选机跑粗时，如果不能及时解决，一些>25mm的大块进入到浮选入料中后，经常出现“T”型头堵塞现象，必须停掉浮选系统，拆卸“T”型头，造成极大的经济损失。为此，在浮选入料桶上方入料处增设一网孔为5mm的过滤网。及时清理和更换过滤网，并加强了脱介筛的检查力度，及时地更换筛板。
3、空气反应器中的垫子磨损较快，如果不技术更换，进气管无法进气且部分浮选入料未通过空气反应器而从进气管喷出。平均每两个月就要更换一次垫子。
5、 总结
1、KFV-50NS自吸式浮选机自建厂投入生产以来，已运行几年的时间，KFV-50NS自吸式浮选机运行基本平稳可靠，浮选效率较高，回收率高，浮精浓度较大，给后续脱水作业减轻了不少的压力。无任何运转部件，故设备故障率较低，技术经济指标达到了预期的效果。
2、恒源选煤厂在KFV-50NS自吸式浮选机的应用过程中，根据影响其工艺效果的因素，不断探索和完善工艺操作程序，加强对KFV-50NS自吸式浮选机的维护和管理，使其在精煤泥回收及洗选经济效益等方面发挥了较大的作用。