粗煤泥分選機(jī)在田莊選煤廠的使用實(shí)踐

姬躍平

(平頂山天安煤業(yè)股份有限公司 田莊選煤廠，河南 平頂山 467013)

田莊選煤廠是一座礦區(qū)型煉焦煤選煤廠，1970年建成投產(chǎn)，原設(shè)計(jì)能力3.70 Mt/a，現(xiàn)設(shè)計(jì)處理能力達(dá)到10.00 Mt/a。原生產(chǎn)工藝為重介質(zhì)、浮選聯(lián)合流程，2010年通過選用2臺粗煤泥分選機(jī)設(shè)計(jì)了粗煤泥分選系統(tǒng)，形成了塊煤、末煤重介質(zhì)分選，粗煤泥分選和浮選四級分選工藝流程[1]。

在精礦灰分合格的前提下，對比粗煤泥分選機(jī)與重介質(zhì)旋流器的分選深度，粗煤泥分選機(jī)也可達(dá)到0.25 mm。重介質(zhì)旋流器分選1～0.5 mm原煤的數(shù)量效率不超過90%，而粗煤泥分選機(jī)的數(shù)量效率在90%以上，分選效果更好。粗煤泥分選機(jī)的工作介質(zhì)為水和風(fēng)，設(shè)備及過流部件的使用周期較長，維護(hù)工作量較小，因此該設(shè)備在生產(chǎn)成本上具有明顯的優(yōu)勢。在操作方面，粗煤泥分選機(jī)配備了專家控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了自動化操作，操作簡單[2]。在產(chǎn)品質(zhì)量控制方面，粗煤泥分選機(jī)的精煤灰分可調(diào)可控，滿足精煤質(zhì)量要求。另外，由于從末煤系統(tǒng)中剝離出的1～0.5 mm原煤單獨(dú)分選，使重介質(zhì)旋流器入料粒度下限從0.5 mm提高到1 mm，粒度組成變粗，有助于改善重介質(zhì)旋流器的分選效果，提高其數(shù)量效率，因此末精煤的質(zhì)量也得到改善，同時也有利于降低末煤產(chǎn)品的帶介量。

1 存在問題

1.1 粗煤泥分選系統(tǒng)的實(shí)際處理量較低

φ3 m粗煤泥分選機(jī)的額定處理能力120 t/h，而田莊選煤廠1～0.5 mm粗煤泥占原煤比例3%～4%，加上攜帶的煤泥，理論上可以進(jìn)入粗煤泥分選系統(tǒng)的原煤比例為12%～15%[3]。整個生產(chǎn)系統(tǒng)的原煤處理能力為1 150 t/h，粗煤泥分選系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力為138～173 t/h，顯然選用1臺φ3 m粗煤泥分選機(jī)略顯不足，而選用2臺φ3 m粗煤泥分選機(jī)則存在能力過剩的問題。田莊選煤廠最終選用了2臺粗煤泥分選機(jī)，實(shí)際生產(chǎn)中采取了一用一備的運(yùn)行方式。實(shí)際上，僅僅用1臺粗煤泥分選機(jī)仍然存在能力過剩的情況，見表1，實(shí)際處理量僅為52 t/h。原因是受到粗煤泥分級效果的制約，部分粗煤泥仍然進(jìn)入了末煤分選系統(tǒng)。因此提高進(jìn)入粗煤泥分選系統(tǒng)的粗煤泥量十分必要。

1.2 煤泥污染粗精煤的問題比較突出

粗精煤灰分受脫泥效果的影響很大，容易干擾入倉精煤的質(zhì)量。普通弧形篩、直線篩的脫泥效果很差[4]，弧形篩分級效率42.2%，見表2。最終粗精煤灰分11.61%，灰分偏高，其中小于0.5 mm粒級煤泥含量40.81%，灰分14.02%，見表3。需要進(jìn)一步改善精礦的脫泥效果。

表1 原粗煤泥分級作業(yè)各環(huán)節(jié)指標(biāo)匯總

表2 弧形篩分級指標(biāo)

表3 原精礦脫泥篩篩分效果

1.3 粗煤泥分選工藝流程不順暢

粗煤泥分選系統(tǒng)在一個獨(dú)立廠房內(nèi)，產(chǎn)品的脫泥作業(yè)需要進(jìn)入主廠房內(nèi)完成。需先將精礦和尾礦轉(zhuǎn)排到主廠房的2個桶內(nèi)，再經(jīng)泵給入脫泥設(shè)備，轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)過多，并且尾礦的濃度很高[5]，為963.89 g/L，流量只有8.91 m3/h(見表4)，不但需要用大量的水稀釋才能轉(zhuǎn)排，對脫泥設(shè)備也造成了處理能力的浪費(fèi)。所以優(yōu)化粗煤泥分選工藝流程也是亟待解決的問題。

表4 原粗煤泥分選機(jī)分選效果

注：括號內(nèi)為加頂水稀釋后的入料濃度。

2 解決措施

針對粗煤泥分選系統(tǒng)存在的問題，田莊選煤廠采取了一系列改進(jìn)措施。

2.1 設(shè)計(jì)角錐桶提高處理量

為提高進(jìn)入粗煤泥分選系統(tǒng)的原煤量，采取了在粗煤泥脫泥篩上加噴水的措施，提高小于1 mm粒級原煤的透篩效果，增加了粗煤泥分選機(jī)的實(shí)際處理量。但此方法會造成粗煤泥分選機(jī)入料濃度偏低，無法形成穩(wěn)定的分選床層，進(jìn)而惡化分選效果[6]。針對這個問題，設(shè)計(jì)采用1臺角錐桶來替換粗煤泥分選機(jī)的入料桶。角錐桶具有角錐沉淀池的功能，它將脫泥篩的篩下水分級，溢流出部分水和細(xì)顆粒煤泥，粗顆粒進(jìn)入底流，經(jīng)泵給入粗煤泥分選機(jī)，其濃度完全可以滿足生產(chǎn)要求。

2.2 使用振動弧形篩提高產(chǎn)品脫泥效果

使用振動弧形篩替換傳統(tǒng)的弧形篩，提高精礦的脫泥效果。振動弧形篩除篩面可以振動外，還配備了打擊裝置，定時清理篩面，保證了開孔率[7]。

2.3 改進(jìn)粗煤泥系統(tǒng)工藝流程

2臺粗煤泥分選機(jī)全部從原獨(dú)立廠房移到主廠房，安裝在脫泥篩的上層平面。精礦和尾礦自流進(jìn)入相應(yīng)的脫泥設(shè)備，舍棄了轉(zhuǎn)排環(huán)節(jié)，管理更加方便，能耗大幅降低。

3 改進(jìn)效果

3.1 增加了粗煤泥分選系統(tǒng)的原煤量

粗煤泥脫泥篩篩下物全級產(chǎn)率從原來的4.51%提高到目前的6.59%，提高了2.08個百分點(diǎn)。進(jìn)入粗煤泥分選環(huán)節(jié)的原煤量也從原來的52 t/h增加到目前的76 t/h(見表5)。篩下水各粒級含量都有所增加：1～0.5 mm粒級增加了0.44個百分點(diǎn)，小于0.5 mm粒級增加了1.63個百分點(diǎn)(見表6)，篩分效果得到改善。缺點(diǎn)是CSS入料濃度變低，粗煤泥脫泥篩加噴水強(qiáng)化脫泥，噴水量0.8 m3/t[8]，篩下水固體濃度從320.23 g/L下降到178.88 g/L，見表5和表6。

表5 改進(jìn)后粗煤泥分級作業(yè)各環(huán)節(jié)指標(biāo)匯總

表6 脫泥篩產(chǎn)品粒度組成

3.2 改善了粗煤泥分選機(jī)的入料粒度組成

粗煤泥脫泥篩篩下水經(jīng)過角錐桶分級，粗煤泥分選機(jī)入料濃度從 178.88 g/L提高到247.86 g/L，滿足了粗煤泥分選機(jī)對入料濃度的要求。粗煤泥分選機(jī)入料全級產(chǎn)率從6.59%下降到3.75%，溢流全級產(chǎn)率2.84%，溢流濃度130.72 g/L，見表7。其中小于0.5 mm粒級產(chǎn)率從4.81%下降到2.84%，下降了1.98個百分點(diǎn)(見表8)。由此可見，入料粒度組成變粗后，提高了CSS分選效果，降低了最終粗精煤的帶泥量，有利于控制精煤質(zhì)量。

表7 角錐桶各項(xiàng)分級指標(biāo)

表8 角錐桶分級效果

3.3 提高了粗煤泥分選機(jī)的數(shù)量效率

表9所示為改進(jìn)前粗煤泥分選機(jī)對大于0.5 mm粒級的分選效果，入料灰分有兩個高值，分別為41.85%和40.31%，說明入料中含泥量比較高。最終的分選結(jié)果是：數(shù)量效率不穩(wěn)定，在44.43%和89.43%之間，平均值為68.36%，分選效果不理想。如采用重介質(zhì)旋流器分選，可以得到90%以上的數(shù)量效率[9]。

表9 粗煤泥分選機(jī)分選效果(改進(jìn)前)

表10所示為方案實(shí)施后的分選數(shù)據(jù)，入料灰分分別為22.46%和27.98%，數(shù)量效率均值為96.72%，說明粗煤泥分選機(jī)的分選效果得到了改善，并且明顯優(yōu)于重介質(zhì)旋流器的分選效果。

表10 粗煤泥分選機(jī)分選效果(改進(jìn)后)

3.4 降低了粗煤泥分選機(jī)尾礦濃度

粗煤泥分選機(jī)底流濃度從963.89 g/L降到519.21 g/L，對尾礦的轉(zhuǎn)排、脫泥十分有利(見表11)。

表11 粗煤泥分選機(jī)分選效果(改進(jìn)后)

注：括號內(nèi)為加頂水稀釋后的入料濃度。

3.5 降低了粗精煤灰分

由表12可見，振動弧形篩的分級效率達(dá)到49.72%，弧形篩的分級效率為42.2%，可知振動弧形篩能夠達(dá)到更好的分級效果[10]。由表13和表14可知，改進(jìn)前粗煤泥分選機(jī)精煤灰分為11.61%，改進(jìn)后為10.19%，下降了1.42個百分點(diǎn)。

表12 振動弧形篩分級指標(biāo)

表13 精礦脫泥篩篩分效果(改進(jìn)前)

4 結(jié) 語

田莊選煤廠選用粗煤泥分選機(jī)建立的粗煤泥分選系統(tǒng)，經(jīng)過了5 a多的生產(chǎn)運(yùn)行，歷經(jīng)多次流程改進(jìn)，基本解決了入料量不足和精礦脫泥困難問題，提高了工藝環(huán)節(jié)處理能力，滿足了精煤質(zhì)量要求，且分選效果較好。由于該工藝不需要介質(zhì)，因此具有明顯的成本優(yōu)勢。

表14 精礦脫泥篩篩分效果(改進(jìn)后)