洗煤重介質(zhì)回收工藝優(yōu)化與應(yīng)用

高勇 張秋

【摘 ? ?要】鐵煤集團(tuán)大隆礦選煤廠重介洗煤系統(tǒng)中存在著洗精煤脫介系統(tǒng)不完善，在洗選加工的過程中，由于洗精煤脫介篩下層洗產(chǎn)品脫介、脫水效果差，介質(zhì)回收率低等實(shí)際問題，造成本應(yīng)回收利用的洗煤介質(zhì)被洗產(chǎn)品帶走，介質(zhì)材料消耗量大，提高了洗煤成本，同時(shí)，介質(zhì)和水混入洗產(chǎn)品中，降低了洗產(chǎn)品熱值，影響洗產(chǎn)品質(zhì)量。通過對(duì)重介洗煤設(shè)備的技術(shù)改造，徹底完善了重介洗煤系統(tǒng)工藝，合理解決了長期存在的實(shí)際問題，最大限度的降低洗粒煤、洗末煤介耗和洗末煤全水分。

【關(guān)鍵詞】重介洗煤系統(tǒng) ?脫介 ?脫水 ?技術(shù)改造 ? 降低介耗水分

中圖分類號(hào)：G4 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2015.03.196

概述

洗產(chǎn)品脫介回收是重介洗煤生產(chǎn)中的重要工藝環(huán)節(jié)，以便介質(zhì)循環(huán)復(fù)用，降低洗煤成本。鐵煤集團(tuán)大隆礦選煤廠為1971年建成投產(chǎn)的老廠，洗煤工藝為重介斜輪機(jī)分選，主產(chǎn)品為20mm～60mm的洗中塊和6mm～13mm的洗粒，洗副產(chǎn)品為6mm以下洗末。1998年經(jīng)技術(shù)改造后系統(tǒng)處理能力由原來的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力90萬噸/年提高到180萬噸/年，現(xiàn)在核定生產(chǎn)能力已達(dá)到295萬噸/年.但隨著生產(chǎn)能力的不斷提升，介質(zhì)消耗也明顯增加。造成介耗不合理增加的主要原因是洗煤系統(tǒng)隨著當(dāng)時(shí)的技術(shù)改造不完善而遺留的弊端。由于洗產(chǎn)品量不斷增加，洗煤系統(tǒng)的設(shè)備處理能力已經(jīng)達(dá)不到要求，突出問題表現(xiàn)為： 洗粒煤和洗末煤脫介環(huán)節(jié)設(shè)備單一，大量介質(zhì)被洗粒煤和洗末煤帶走，洗末煤脫水效果差，全水分高，不但嚴(yán)重影響著洗產(chǎn)品質(zhì)量，而且造成洗煤成本提高，從而給企業(yè)帶來很大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，對(duì)大隆礦重介洗煤系統(tǒng)進(jìn)行徹底改造已經(jīng)勢(shì)在必行。

1 ? 改造前重介洗煤系統(tǒng)狀況

1.1 2011年大隆礦選煤廠介耗統(tǒng)計(jì)表（見附表1）

附表1：大隆礦選煤廠2011年1-12月份介耗統(tǒng)計(jì)表

通過大隆礦選煤廠2011年介耗統(tǒng)計(jì)表（附表1），從中可以看出平均入洗噸煤介耗：6.25 kg/t。，介質(zhì)損失量超標(biāo)造成了洗煤成本的提高。

1.2改造前重介洗煤系統(tǒng)的脫介效果及弊端

1.2.1改造前介質(zhì)消耗測(cè)定及計(jì)算

[1]2012年1-3月洗中塊產(chǎn)率為30%，洗粒產(chǎn)率為28%，洗矸產(chǎn)率為29%，洗末產(chǎn)率為9%，煤泥產(chǎn)率為4%。由此對(duì)大隆礦重介洗煤介質(zhì)消耗進(jìn)行了測(cè)定。

1.2.1.1洗中塊帶走介質(zhì)測(cè)定：

（1）洗中塊總樣重量： 54.3kg×[（1-13%）÷（1-10%）]=52.49kg

（2）選出磁性物為：0.02kg

（3）洗中塊產(chǎn)率：30%

（4）介質(zhì)磁性物含量：95.5%

（5）洗中塊帶走介質(zhì)（折算成噸原煤介耗）為：0.02÷52.49÷95.5×30×1000=0.12kg/t·入洗原煤

1.2.1.2洗粒帶走介質(zhì)測(cè)定：

（1）洗粒總樣重量： 51.2kg×[（1-15%）÷（1-10%）]=48.36kg

（2）選出磁性物為：0.60kg

（3）洗粒產(chǎn)率：28%

（4）介質(zhì)磁性物含量：95.5%

（5）洗粒帶走介質(zhì)（折算成噸原煤介耗）為：0.60÷48.36÷95.5×28×1000=3.64kg/t·入洗原煤

1.2.1.3洗矸帶走介質(zhì)測(cè)定：

（1）洗矸總樣重量： 62.1kg×[（1-12%）÷（1-10%）]=60.72kg

（2）選出磁性物為：0.02kg

（3）洗矸產(chǎn)率：29%

（4）介質(zhì)磁性物含量：95.5%

（5）洗矸帶走介質(zhì)（折算成噸原煤介耗）為：0.02÷60.72÷95.5×29×1000=0.10kg/t·入洗原煤

1.2.1.4洗末帶走介質(zhì)測(cè)定：

（1）洗末總樣重量： 49.6kg×[（1-16.5%）÷（1-10%）]=46.01kg

（2）選出磁性物為：1.06kg

（3）洗末產(chǎn)率：9%

（4）介質(zhì)磁性物含量：95.5%

（5）洗末帶走介質(zhì)（折算成噸原煤介耗）為：1.06÷46.01÷95.5×9×1000=2.17kg/t·入洗原煤

1.2.1.5煤泥帶走介質(zhì)測(cè)定：

（1）煤泥總樣重量： 40.4kg×[（1-17.0%）÷（1-10%）]=37.26kg

（2）選出磁性物為：0.21kg

（3）煤泥產(chǎn)率：4%

（4）介質(zhì)磁性物含量：95.5%

（5）煤泥帶走介質(zhì)（折算成噸原煤介耗）為：0.21÷37.26÷95.5×4×1000=0.24kg/t·入洗原煤

1.2.2改造前洗產(chǎn)品介質(zhì)消耗情況表（見附表2）

附表2 ：改造前洗產(chǎn)品介質(zhì)消耗情況表

備注：測(cè)定產(chǎn)品介耗和采樣時(shí)間為2012年1月16日、2月21日、3月25日

從表2中可以看出，介質(zhì)測(cè)定損失為6.27 kg/t·入洗原煤。結(jié)果表明，雖然洗中塊、洗矸石、煤泥脫介效果較好，但洗粒、洗末脫介效果較差，可見有必要對(duì)重介洗煤系統(tǒng)中的洗粒煤、洗末煤脫介系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，降低介質(zhì)消耗，完善重介洗煤系統(tǒng)工藝

1.2.3洗粒煤脫介效果差的原因

[2]重介選煤工藝系統(tǒng)中磁性物質(zhì)基本上是在脫介篩環(huán)節(jié)完成與篩上產(chǎn)品的分離，其分離的越好，介質(zhì)消耗的損失就越低。大隆礦選煤廠重介洗煤系統(tǒng)（見圖1）入洗原料煤由斜輪分選機(jī)分選，洗精煤分級(jí)脫介篩將洗精煤分級(jí)脫介，洗中塊煤分離的介質(zhì)通過篩板流入到洗粒煤中，在由洗粒煤完成脫介。2011年洗粒分級(jí)脫介篩（見圖1）為2DZK2446型號(hào)直線振動(dòng)篩，雙層，每小時(shí)處理量120噸，上層篩板篩孔6mm，下層篩板篩孔1mm，篩面面積9.78m2.。該振動(dòng)篩處理能力滿足不了在生產(chǎn)過程中應(yīng)有的效果，造成振動(dòng)篩上層洗粒煤脫介效果差，脫介效果不明顯的洗粒煤直接用輸送帶運(yùn)輸注倉。由于洗粒分級(jí)脫介篩處理的能力不足，嚴(yán)重影響洗粒煤脫介效果，大量介質(zhì)被帶走。

1.2.4洗末煤脫介效果差的原因

洗粒分級(jí)脫介篩（見圖1）下層處理洗末煤的脫介。洗粒煤分離的介質(zhì)通過篩板流入到洗末煤中，再由洗末煤完成脫介。洗末煤依靠洗粒分級(jí)脫介振動(dòng)篩振動(dòng)進(jìn)行脫介，由于洗粒分級(jí)脫介篩處理能力不足，下層篩板孔徑小（1.0mm），且沒有噴水，洗末煤中的介質(zhì)很難分離出來，混入洗末煤中用輸送帶運(yùn)輸注倉，造成介質(zhì)大量流失。[2]不但增加了洗煤成本，而且為了確保重液密度需要頻繁添加新介質(zhì)，增加了重介洗煤系統(tǒng)的密度不穩(wěn)定因素，影響分選效果。

1.2.5 ?改造前重介洗煤系統(tǒng)（見圖1）

圖1：重介洗煤系統(tǒng)圖

1.重介斜輪分選機(jī) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2.洗精煤分級(jí)脫介篩

3.洗粒分級(jí)脫介篩 ? ? ? ? ? ? ? 4.矸石脫介篩

5.渣漿泵 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?6.一段磁選機(jī)

7.二段磁選機(jī) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 8.洗末高頻振動(dòng)篩

9.稀介質(zhì)桶 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 10.合格介質(zhì)桶

11.渣漿泵 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 12.渣漿泵

13.煤泥水池 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 14.渣漿泵

15.洗末煤皮帶 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 16.磁選尾礦池

17.渣漿泵

2 改造重介洗煤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案與實(shí)施

2.1改造方案的主要內(nèi)容

2012年4-6月份進(jìn)行施工改造。 此次對(duì)重介洗煤系統(tǒng)中的洗粒煤、洗末煤脫介系統(tǒng)技術(shù)改造核心內(nèi)容主要為：洗粒分級(jí)脫介篩和高頻振動(dòng)篩改造;增設(shè)二段洗粒脫介篩和洗末脫水機(jī);增設(shè)回收脫介液的渣漿泵;管路改造。

2.2洗粒煤、洗末煤脫介系統(tǒng)技術(shù)改造實(shí)施方案

2.2.1洗粒脫介系統(tǒng)改造

原洗粒分級(jí)脫介篩為型號(hào)2DZK2446直線振動(dòng)篩，更換ZKB1846-AT直線振動(dòng)篩為一段洗粒分級(jí)脫介篩（見圖2），該型號(hào)振動(dòng)篩為單層洗粒脫介篩，每小時(shí)處理量150噸，篩板孔徑6mm，篩面面積11.08 m2。新振動(dòng)篩面積增大，單層篩板，處理脫介、脫水效果明顯。同時(shí)，增設(shè)二段洗粒脫介篩：GPS1837直線振動(dòng)篩（見圖2），該振動(dòng)篩每小時(shí)處理量150噸，篩板孔徑6mm，有5度仰角，利于洗粒煤的脫介、脫水，效果顯著。洗粒煤在生產(chǎn)過程中先經(jīng)過一段洗粒分級(jí)脫介篩進(jìn)行分級(jí)脫介，然后經(jīng)過刮板輸送機(jī)轉(zhuǎn)載到二段洗粒脫介篩進(jìn)行脫介處理。同時(shí)，在兩臺(tái)洗粒脫介篩下安設(shè)脫介液槽和渣漿泵，及時(shí)將脫介液輸送到稀介質(zhì)桶進(jìn)行磁性物回收。洗粒煤經(jīng)過兩次脫介環(huán)節(jié)后，徹底解決了原來洗粒煤脫介效果差，帶走大量介質(zhì)的問題。

2.2.2洗末脫介系統(tǒng)改造

原型號(hào)GPS1431g-AT洗末振動(dòng)篩只是為處理磁選尾礦內(nèi)的一些混合物而設(shè)計(jì)，處理量小。洗粒脫介系統(tǒng)改造后，一段、二段洗粒分級(jí)脫介篩由原來的雙層直線振動(dòng)篩改造為單層直線振動(dòng)篩后，洗粒分級(jí)脫介篩將分級(jí)后的洗末煤和脫介液混合到篩下脫介液槽內(nèi)，在生產(chǎn)過程中經(jīng)過脫介液槽下的渣漿泵直接將洗末煤和脫介液輸送到稀介質(zhì)桶中（見圖2）。稀介質(zhì)桶中的洗末煤和回收的脫介液經(jīng)過稀介質(zhì)桶下的渣漿泵輸送到一段、二段磁選機(jī)進(jìn)行磁性物回收，洗末煤隨著磁選尾礦液到磁選尾礦池，在經(jīng)過渣漿泵輸送到洗末直線振動(dòng)篩，原振動(dòng)篩已滿足不了對(duì)磁選尾礦的處理。經(jīng)過核算更換為GPS1837直線振動(dòng)篩。該振動(dòng)篩每小時(shí)處理量150噸，篩板孔徑2mm，有5度仰角，利于洗末煤的脫介。同時(shí)，在洗末振動(dòng)篩下增設(shè)一臺(tái)TLL700A型號(hào)洗末脫水機(jī)（見圖2），該脫水機(jī)的投入使用解決了洗末煤中含水量大的問題，降低了洗末煤的全水分，提高了洗末煤熱值。

2.3改造后的重介洗煤系統(tǒng)

圖2：重介洗煤系統(tǒng)圖

1.重介斜輪分選機(jī) ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2.洗精煤分級(jí)脫介篩

3.一段洗粒分級(jí)脫介篩 ? ? ? ? ? 4.矸石脫介篩

5.渣漿泵 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 6.一段磁選機(jī)

7.二段磁選機(jī) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 8.洗末直線振動(dòng)篩

9.稀介質(zhì)桶 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?10.合格介質(zhì)桶

11.渣漿泵 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?12.渣漿泵

13.煤泥水池 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?14.渣漿泵

15.洗末煤皮帶 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?16.磁選尾礦池

17.渣漿泵 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?18.洗末脫水機(jī)

19.二段洗粒分級(jí)脫介篩 ? ? ? ? ?20.渣漿泵

2.4改造后重介洗煤系統(tǒng)的脫介效果測(cè)定

2.4.1 改造后介質(zhì)消耗測(cè)定：

2012年5-7月產(chǎn)品產(chǎn)率測(cè)定結(jié)果：洗中塊產(chǎn)率為32%，洗粒產(chǎn)率為26%，洗矸產(chǎn)率為30%，洗末產(chǎn)率為8%，煤泥產(chǎn)率為4%。由此對(duì)大隆礦重介洗煤介質(zhì)消耗進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果為：

2.4.1.1洗中塊帶走介質(zhì)測(cè)定：

（1）洗中塊總樣重量： 45.8kg×[（1-13%）÷（1-10%）]=44.27kg

（2）選出磁性物：0.02kg

（3）洗中塊產(chǎn)率：32%

（4）介質(zhì)磁性物含量：94.8%

（5）洗中塊帶走介質(zhì)（折算成噸原煤介耗）為：0.02÷44.27÷94.8×32×1000=0.15kg/t·入洗原煤

2.4.1.2洗粒帶走介質(zhì)測(cè)定：

（1）洗?？倶又亓浚?47.6kg×[（1-15%）÷（1-10%）]=44.96kg

（2）選出磁性物：0.15kg

（3）洗粒產(chǎn)率：26%

（4）介質(zhì)磁性物含量：94.8%

（5）洗粒帶走介質(zhì)（折算成噸原煤介耗）為：0.15÷44.96÷94.8×26×1000=0.82kg/t·入洗原煤

2.4.1.3洗矸帶走介質(zhì)測(cè)定：

（1）洗矸總樣重量： 59.3kg×[（1-12%）÷（1-10%）]=57.98kg

（2）選出磁性物：0.02kg

（3）洗矸產(chǎn)率：30%

（4）介質(zhì)磁性物含量：94.8%

（5）洗矸帶走介質(zhì)（折算成噸原煤介耗）為：0.02÷57.98÷94.8×30×1000=0.11kg/t·入洗原煤

2.4.1.4洗末帶走介質(zhì)測(cè)定：

（1）洗末總樣重量： 43.9kg×[（1-16.5%）÷（1-10%）]=40.73kg

（2）選出磁性物：0.48kg

（3）洗末產(chǎn)率：8%

（4）介質(zhì)磁性物含量：94.8%

（5）洗末帶走介質(zhì)（折算成噸原煤介耗）為：0.48÷40.73÷94.8×8×1000=0.99kg/t·入洗原煤

2.4.1.5煤泥帶走介質(zhì)測(cè)定：

（1）煤泥總樣重量： 38.8kg×[（1-17.0%）÷（1-10%）]=35.78kg

（2）選出磁性物為：0.21kg

（3）煤泥產(chǎn)率：4%

（4）介質(zhì)磁性物含量：94.8%

（5）煤泥帶走介質(zhì)（折算成噸原煤介耗）為：0.21÷35.78÷94.8×4×1000=0.25kg/t·入洗原煤

2.4.2改造后洗產(chǎn)品介質(zhì)消耗情況表（見附表：3）

附表3：改造后洗產(chǎn)品介質(zhì)消耗情況表

備注：測(cè)定產(chǎn)品介耗和采樣時(shí)間為2012年8月7日、8日和11日

2.5 改造后2012年、2013年大隆礦選煤廠介耗統(tǒng)計(jì)表（見附表：4、5）

附表4：大隆礦選煤廠2012年1-12月份介耗統(tǒng)計(jì)表

附表5：大隆礦選煤廠2013年1-12月份介耗統(tǒng)計(jì)表

通過表2、表3改造前與改造后洗產(chǎn)品噸煤介質(zhì)消耗測(cè)定值的對(duì)比，可以看出改造效果明顯。2011年全年入洗噸煤介耗平均為：6.25kg/t（表1） ，2012年全年入洗噸煤介耗平均為：3.58kg/t（表4）。通過2013年全年大隆礦選煤廠重介洗煤系統(tǒng)生產(chǎn)運(yùn)行以來，從表5中可以看出全年平均入洗噸煤介耗2.33 kg/t，效果顯著，穩(wěn)定。

3 ?經(jīng)濟(jì)效益分析計(jì)算

大隆礦重介洗煤系統(tǒng)改造后，洗產(chǎn)品脫介效果較好，介質(zhì)消耗明顯降低，介質(zhì)循環(huán)復(fù)用率提高，降低了洗煤成本，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。

3.1改造后洗煤介耗經(jīng)濟(jì)效益

3.1.1改造前2011年大隆礦選煤廠全年介耗

由表1得出全年介耗：7880噸;入洗原煤：1261859噸;入洗噸煤介耗：6.25 kg/t;介質(zhì)粉價(jià)格為0.10萬元/噸;介耗費(fèi)用788萬元。

3.1.2改造后2013年大隆礦選煤廠全年介耗

由表5得出全年介耗：2984噸;入洗原煤：1278757噸;入洗噸煤介耗：2.33 kg/t;介質(zhì)粉價(jià)格為0.10萬元/噸;介耗費(fèi)用298.4萬元。

3.1.3每年入洗原煤節(jié)約介耗經(jīng)濟(jì)效益

2011年和2013年入洗噸煤介耗差6.25-2.33=3.92 kg/t;每年可節(jié)約介耗量3.92×1278757/1000=5013噸;每年節(jié)約介耗的效益 5013×1000元/10000=501.3萬元。

3.2改造后洗末煤全水分經(jīng)濟(jì)效益

2011年洗末煤全水分平均值為17.8%;2013年洗末煤全水分平均值為15.7%。洗末煤全水分每降低百分之一發(fā)熱量提高70卡。17.8-15.7=2.1;2.1×70=147卡，2013年洗末煤銷售每卡0.15元，147×0.15=22.05元。2013年洗末煤銷售84099噸，84099×22.05/10000=185.4 萬元。

因此全年經(jīng)濟(jì)效益為：501.3+185.4=686.7萬元

4 結(jié)束語

2012年3-6月大隆礦選煤廠重介洗煤系統(tǒng)成功技術(shù)改造后，經(jīng)過一年多時(shí)間的生產(chǎn)運(yùn)行充分證明了重介洗煤系統(tǒng)顯著效果，徹底解決了洗粒煤、洗末煤介耗量大和洗末煤全水分高的問題，有效的節(jié)約了介質(zhì)，降低了洗煤成本，提升了煤質(zhì)。為大隆選煤廠重介洗煤系統(tǒng)改造后每年創(chuàng)造686.7萬元經(jīng)濟(jì)效益中起到至關(guān)重要的作用。

隨著大隆礦井田的延伸，原煤質(zhì)量和成塊率逐漸降低，現(xiàn)有工藝條件下，洗產(chǎn)品質(zhì)量和數(shù)量都有所下降，在現(xiàn)今日漸疲軟的煤炭市場環(huán)境下，大隆礦洗煤工藝已不能滿足其對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和數(shù)量的要求。因此，建議大隆選煤廠盡快進(jìn)行整體洗煤工藝改造。

參考文獻(xiàn)

[1] 匡亞莉.選煤工藝設(shè)計(jì)與管理[M].中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2006.

[2] 路邁西.選煤廠技術(shù)管理[M]. 中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2005.