粗煤泥及末煤磁尾回收系統(tǒng)的優(yōu)化研究

遲興田 姬躍平 張國良 栗培國

摘要：隨著入洗原煤的加大和煤機(jī)械化程度的提高，入選原煤中煤泥的含量也逐漸增多，次生煤泥量加大，進(jìn)而增加了脫泥、脫介的難度。本文通過對(duì)粗煤泥及末煤磁尾回收系統(tǒng)的研究背景、目的和國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析，同時(shí)闡述其中的關(guān)鍵技術(shù)和方案，進(jìn)而為粗煤泥及末煤磁尾回收系統(tǒng)的優(yōu)化提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：粗煤泥 系統(tǒng)優(yōu)化 回收

1 項(xiàng)目研究背景、目的意義及國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀

1.1 項(xiàng)目研究背景 在上次技術(shù)改造中，平煤股份田莊選煤廠在其粗煤泥車間的東側(cè)新建CSS（Coal Slurry Separator煤泥分選機(jī)）車間。在車間內(nèi)3.80米平臺(tái)上部署2臺(tái)φ3000mmCSS分選機(jī)，每臺(tái)處理能力達(dá)100t/h，在0.00米平面南北方向分別布置精礦緩沖桶580、尾礦緩沖桶581，每個(gè)緩沖桶西側(cè)安裝兩臺(tái)（一用一備，582和582A、583和583A）功率為90kW的渣漿泵，分別用于轉(zhuǎn)排CSS的精礦和尾礦。新增粗煤泥分選機(jī)CSS入料取自于原粗煤泥車間分級(jí)后產(chǎn)物（-1mm），-1mm粒級(jí)粗煤泥通過分配箱進(jìn)入2臺(tái)CSS粗煤泥分選機(jī)，經(jīng)過分選后得到精礦、尾礦兩種產(chǎn)品。精礦、尾礦分別匯入精礦、尾礦緩沖桶緩沖，再分別經(jīng)渣漿泵轉(zhuǎn)排至主廠房一樓布置的精煤磁尾桶362和中煤磁尾桶360，并入精煤磁尾和中煤磁尾處理系統(tǒng)，由精煤磁尾泵（374、376）和中煤磁尾泵（370、372）分別輸送到精煤旋流器組（015、016）和中煤旋流器組（024旋、024B旋）進(jìn)行濃縮分級(jí)，底流重產(chǎn)物再經(jīng)弧形篩、脫泥篩（017、018、024、024B）進(jìn)行脫泥、脫水，然后分別經(jīng)精煤刮板輸送機(jī)007和中煤刮板輸送機(jī)008進(jìn)入精煤臥式離心機(jī)（345、346、347、348）和中煤臥式離心機(jī)（529、530、531、532）脫水后，成為精煤和中煤產(chǎn)品。

1.2 項(xiàng)目研究目的及意義 粗煤泥不經(jīng)過分選，或者雖經(jīng)分選但效果較差，則其灰分就偏高，若直接摻入精煤，會(huì)導(dǎo)致總精煤灰分升高，使重選和浮選為其“背灰”，從而導(dǎo)致總精煤產(chǎn)率降低；如果摻入中煤，因粗煤泥中含有部分灰分較低的精煤，則會(huì)造成精煤損失。粗煤泥分選技術(shù)在國內(nèi)進(jìn)入推廣階段，采用CSS粗煤泥分選工藝，可使重介系統(tǒng)介質(zhì)消耗大幅度降低，原煤處理量提高，精煤回收率提高，它的應(yīng)用對(duì)現(xiàn)有重介系統(tǒng)的完善、降低選煤廠投資、降低介質(zhì)消耗、提高精煤回收率具有重要的意義。

1.3 國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)現(xiàn)狀

1.3.1 螺旋分選機(jī)。通常認(rèn)為螺旋分選機(jī)入料粒度范圍是3.0～0.25mm左右，分選下限低，分選精度較高，能出精、中、尾三種產(chǎn)品，并可任意調(diào)節(jié)；螺旋分選機(jī)與煤泥重介比，不用重介質(zhì)；與浮選比，不用藥劑；與粗煤泥分選機(jī)比，沒有易損件。

但其缺點(diǎn)是機(jī)身高度大，煤質(zhì)變化時(shí)工藝參數(shù)不易調(diào)節(jié)；分選密度較低時(shí)，分選效果較差；同時(shí)由于受煤泥含量的影響，介質(zhì)回收效率低，介耗居高不下。

1.3.2 煤泥重介旋流器。煤泥重介質(zhì)分選粗煤泥具有分選效率高、對(duì)煤質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)、可實(shí)現(xiàn)低密度分選、操作方便和易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)。

煤泥重介旋流器的缺點(diǎn)是分選效果易受煤泥加重質(zhì)的粒度和分選密度控制等諸多因素的影響。

1.3.3 水介質(zhì)旋流器。水介質(zhì)旋流器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、布置方便，分選細(xì)粒煤生產(chǎn)成本低。但其分選精度遠(yuǎn)不如小直徑重介質(zhì)旋流器，且入料的粒度范圍比較窄，分選下限高，在可接受精煤產(chǎn)率情況下，溢流不經(jīng)過脫泥達(dá)不到精煤灰分要求。

1.3.4 逆流分選機(jī)（RC）。RC（Renux Classier）是由澳大利亞洛德維奇公司和紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)聯(lián)合開發(fā)研制了一種新型流化床分選設(shè)備，具有分級(jí)和分選的雙重功能。

1.3.5 粗煤泥分選機(jī)。粗煤泥分選機(jī)是一種利用上升水流在槽內(nèi)產(chǎn)生紊流的干擾沉降分選設(shè)備。礦漿通過一個(gè)入料緩沖桶切向進(jìn)入分選機(jī)，與一個(gè)上升水流相遇而形成流化床層。當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，在上升水流的作用下輕而細(xì)的顆粒溢流到溢流槽中，集中于槽體底部的高比重物料通過底流排料閥排出。

1.3.6 粗煤泥處理工藝。據(jù)資料介紹，美國重介選煤廠大多采用預(yù)先脫泥技術(shù)，粗煤泥分選廣泛選用水力旋流器和螺旋分選機(jī)。分選工藝流程根據(jù)分選粒度下限的不同，采用一段水力旋流器+螺旋分選機(jī)流程、兩段水力旋流器+螺旋分選機(jī)流程、一段水力旋流器+螺旋分選機(jī)+浮選流程等三種典型流程。美國的經(jīng)驗(yàn)表明，動(dòng)力煤選煤廠多采用一段水力旋流器+螺旋分選機(jī)工藝，其分選下限為0.147mm；普通煉焦煤選煤廠多采用兩段水力旋流器+螺旋分選機(jī)工藝。

2 研究的關(guān)鍵技術(shù)與方案

2.1 項(xiàng)目主要研究?jī)?nèi)容及預(yù)期達(dá)到的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

2.1.1 項(xiàng)目主要研究?jī)?nèi)容。①粗煤泥分選工藝優(yōu)化研究：結(jié)合千萬噸級(jí)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和生產(chǎn)實(shí)踐過程，經(jīng)多方實(shí)踐調(diào)研、提出多套可行的粗煤泥及末煤磁尾回收系統(tǒng)的優(yōu)化方案，然后經(jīng)專家組成論證比較后，確定最為科學(xué)的粗煤泥分選優(yōu)化工藝方案。②末煤磁選尾礦處理工藝研究：解決千萬噸級(jí)產(chǎn)業(yè)升級(jí)改造后，用水力旋流器對(duì)末煤磁選尾礦分級(jí)效率低，能耗高、管道閥門磨損嚴(yán)重問題；解決末煤磁選尾礦粒度組成相對(duì)較寬、處理量大與當(dāng)前處理末煤磁選尾礦工藝適應(yīng)性問題；探索新的末煤磁選尾礦處理工藝補(bǔ)償其不足，與產(chǎn)業(yè)升級(jí)后末煤系統(tǒng)中磁選尾礦處理相匹配。③智能振網(wǎng)高效弧形篩的應(yīng)用研究：粗煤泥分選CSS因其分選機(jī)理的原因，當(dāng)要求高的分選效果時(shí)，通常溢流精礦濃度較低，傳統(tǒng)弧形篩不能有效脫水，造成后續(xù)脫泥篩跑水嚴(yán)重，需開發(fā)一種智能振網(wǎng)高效弧形篩以解決此生產(chǎn)難題。

2.1.2 預(yù)期達(dá)到的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。①優(yōu)化粗煤泥及末煤磁尾回收系統(tǒng)工藝流程；②噸煤介質(zhì)消耗降低0.5kg。

2.2 項(xiàng)目研究的方案和關(guān)鍵技術(shù)

2.2.1 項(xiàng)目研究的方案。①解決粗煤泥分選尾礦濃度高、過于粘稠導(dǎo)致的轉(zhuǎn)排困難問題，為了節(jié)能降耗，不再考慮加水稀釋轉(zhuǎn)排，重新優(yōu)化粗煤泥分選工藝，著重考慮粗煤泥分選機(jī)CSS尾礦自流到中煤磁選尾礦脫泥脫水篩。②粗煤泥分選精礦進(jìn)行單獨(dú)脫泥、脫水，不再和精煤磁選尾礦回收的精煤混合處理，以有利于改善粗煤泥分選操作要求、最大化回收粗精煤，同時(shí)有利于精煤磁選尾礦分級(jí)濃縮效果，保證精煤質(zhì)量要求。③對(duì)粗煤泥分選CSS的精礦脫泥、脫水處理開發(fā)或引進(jìn)高效能智能處理設(shè)備，力求在節(jié)能降耗基礎(chǔ)上，保證對(duì)粗煤泥分選CSS的精礦的脫泥、脫水有效性，以穩(wěn)定精煤產(chǎn)品的灰分和水分。

2.2.2 項(xiàng)目研究的關(guān)鍵技術(shù)。①ZYHS可翻轉(zhuǎn)弧形篩的應(yīng)用。ZYHS可翻轉(zhuǎn)弧形篩是一種用于對(duì)細(xì)料和微粒的濕式篩分，是產(chǎn)品的脫水作業(yè)的一種新型、高效的篩分設(shè)備。該設(shè)備具有中心旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)180°翻轉(zhuǎn)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、篩分效果好、無噪音、簡(jiǎn)單輕便、維修方便、篩網(wǎng)壽命長(zhǎng)、物料不易堵篩等優(yōu)點(diǎn)。②新型智能振網(wǎng)弧形篩的應(yīng)用。新型智能振網(wǎng)弧形篩是針對(duì)國際國內(nèi)選煤廠通用的弧形篩篩縫容易堵塞、磨損快、處理量低、脫介脫水效果差的問題，從解決篩縫堵塞入手，研制出能大幅度提高篩板使用壽命和脫水、脫介效率的一種全新概念的高效智能振網(wǎng)弧形篩。

3 結(jié)論

隨著入洗原煤的加大和煤機(jī)械化程度的提高，入選原煤中煤泥的含量也逐漸增多，次生煤泥量加大，原洗煤工藝中重介+浮選流程以0.5mm作為理論界限，+0.5mm入末煤重介旋流器分選，-0.5mm進(jìn)浮選系統(tǒng)。由于最后把關(guān)分級(jí)設(shè)備振動(dòng)篩效率通常只能達(dá)到70%，相當(dāng)部分的1- 0.5mm的物料進(jìn)入重介系統(tǒng)，從而造成部分細(xì)粒級(jí)進(jìn)入末煤重介旋流器分選，這為重介分選后，脫泥、脫介帶來困難，重介分選下限及平均粒度提高，降低介耗，需要使用和回收更細(xì)的磁鐵礦粉，系統(tǒng)復(fù)雜，操作成本較高， 設(shè)備、管路、閥門容易磨損，維護(hù)保養(yǎng)困難，并且操作、調(diào)整方面比其它選煤方法要求更嚴(yán)格，影響重介旋流器的高效運(yùn)行。

粗煤泥的分選機(jī)CSS和ISB系列智能振網(wǎng)弧形篩成功應(yīng)用于田莊選煤廠粗煤泥回收系統(tǒng)，低成本回收粗精煤，將有效解決一直困擾國際選煤界的粗煤泥的分選問題，是對(duì)傳統(tǒng)重介+浮選的選煤工藝完善，補(bǔ)償其的不足。這種低成本的洗煤工藝技術(shù)將在選煤界受到普遍關(guān)注，并將在國內(nèi)外迅速獲得廣泛的應(yīng)用。這將是選煤工藝的又一里程碑，國內(nèi)外市場(chǎng)推廣應(yīng)用前景較好，同時(shí)隨著機(jī)械化采煤技術(shù)應(yīng)用，對(duì)每一家煉焦煤選煤廠幾乎都存在對(duì)傳統(tǒng)選煤工藝改進(jìn)的市場(chǎng)需求。

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作者簡(jiǎn)介：

遲興田（1983-），男，河北滄州人，助理工程師，研究方向：選礦選煤。