南桐選煤廠洗末煤處理工藝改造實踐

劉建朝

(重慶南桐礦業(yè)有限責任公司 南桐選煤廠，重慶 400803)

南桐選煤廠洗末煤處理工藝改造實踐

劉建朝

(重慶南桐礦業(yè)有限責任公司 南桐選煤廠，重慶 400803)

為有效降低南桐選煤廠洗末煤的硫含量，在對其特性分析的基礎(chǔ)上，對洗末煤處理工藝進行技術(shù)改造。洗末煤脫硫工藝投入應用后，電煤灰分降低6～8個百分點，硫含量下降0.3～0.6個百分點，每年可節(jié)省98萬元的降硫成本；此外，平均每月生產(chǎn)硫精砂250 t，其品位在25%～30%之間，平均每年可使進入空氣的SO2量減少1 500 t，社會效益和經(jīng)濟效益顯著。

洗末煤；脫硫工藝；硫含量

南桐礦業(yè)公司選煤廠隸屬于重慶南桐礦業(yè)有限責任公司，由干壩子選煤廠與原南桐選煤廠重組而成。選煤廠重組后南桐選煤廠更名為南桐礦業(yè)公司選煤廠一廠區(qū)(以下簡稱“南桐選煤廠”)，其設(shè)計能力為1.20 Mt/a，設(shè)計工藝為原煤有壓重介質(zhì)旋流器主再選、粗煤泥多功能煤泥重介質(zhì)旋流器分選、細煤泥浮選的聯(lián)合工藝。入選原煤來自南桐煤礦，為25#主焦煤；原煤硫含量在3.50%～4.30%之間，其中硫鐵礦量占全硫量的70%左右，屬于典型的海陸交替沉積高硫煤。主導產(chǎn)品為焦精煤，主要銷往重慶鋼鐵(集團)有限責任公司，用于冶煉鋼鐵；副產(chǎn)品包括低熱值電煤、尾煤、矸石，低熱值電煤主要作為南桐電廠的發(fā)電燃料，尾煤供給周邊磚廠使用，對于矸石目前正在尋找合理的利用途徑。

經(jīng)多次工藝改造后，南桐選煤廠工藝系統(tǒng)比較完善，能夠滿足生產(chǎn)要求。但隨著綜采比例的增大，入選原煤灰分和硫含量均有所上升，低熱值電煤的硫含量升高，且經(jīng)常超出南桐電廠要求的硫含量上限值4.50%，這給南桐電廠的煙氣合格排放帶來很大困難。從電廠環(huán)境保護和社會效益考慮，應該從源頭降低硫造成的污染，減少低熱值電煤的硫含量。為此，針對低熱值電煤的重要組成部分——洗末煤的處理工藝進行技術(shù)改造。

1 生產(chǎn)現(xiàn)狀

南桐選煤廠原煤泥水處理原則流程為：精煤脫介篩篩下稀介和分流部分的煤泥水進入多功能旋流器，旋流器溢流采用精煤磁選機處理，底流采用中煤磁選機處理；精煤磁選機尾礦進入濃縮旋流器，旋流器底流通過精煤泥篩回收，溢流和精煤泥篩篩下水均進入φ30 m的濃縮機，濃縮機底流去浮選系統(tǒng)；中煤和矸石篩下稀介分別進入中煤磁選機和矸石磁選機，中煤、矸石磁選機尾礦分別由旋流器濃縮，旋流器溢流進入浮選系統(tǒng)，底流通過中煤、矸石煤泥篩回收，其篩上物即為洗末煤。由此可見，洗末煤主要由三部分組成，即多功能旋流器底流、中煤和矸石磁選機尾礦經(jīng)旋流器濃縮后的底流(以下簡稱“中煤濃縮底流”和“矸石濃縮底流”)[1-2]。

該選煤廠的原洗末煤回收工藝為：中煤和矸石稀介質(zhì)經(jīng)磁選機處理后，磁選尾礦分別進入φ300 mm的分級旋流器，兩個旋流器的底流均采用篩孔0.5 mm的雙層洗末煤煤泥篩脫水回收，其篩下水進入φ300 mm的循環(huán)旋流器，循環(huán)旋流器的溢流采用φ24 m的尾煤濃縮機濃縮，濃縮煤泥經(jīng)壓濾系統(tǒng)處理后成為尾煤，循環(huán)旋流器的底流再采用洗末煤篩脫水處理。南桐選煤廠原洗末煤回收工藝流程如圖1所示。

圖1 原洗末煤回收工藝流程

2 洗末煤特性

2.1 洗末煤的粒度與密度特性

通過日常測試得知，改造前洗末煤的硫含量較高，一般在6%～9%之間。為了更清楚的了解改造前的洗末煤特性，根據(jù)相關(guān)標準要求，對其粒度組成和密度組成進行檢測，檢測結(jié)果如表1、表2所示。

表1 洗末煤粒度組成

表2 洗末煤密度組成

由表1、表2可知：洗末煤中的高硫物主要集中在0.045～0.25 mm粒級，>2.80 g/cm3密度級硫含量高達38.94%，2.60～2.80 g/cm3密度級硫含量為19.02%，這說明洗末煤中的硫大部分為細粒級黃鐵礦硫，可通過重選脫除。

2.2 各組分特性

為了了解多功能旋流器底流、中煤濃縮底流、矸石濃縮底流對洗末煤中硫含量的“貢獻”程度，對其粒度組成和密度組成分別進行檢測。

2.2.1 多功能旋流器底流特性

多功能旋流器底流的粒度組成和密度組成檢測結(jié)果如表3、表4所示。由表3、表4可知：多功能旋流器底流粒度較細，細粒級硫含量較高，這是洗末煤中細粒級高硫物的主要來源之一。>2.80 g/cm3密度級產(chǎn)率為19.73%，硫含量高達33.94%，如果分選密度控制在2.80 g/cm3左右，可以分選出品位高達30%的黃鐵礦。

表3 多功能旋流器底流粒度組成

表4 多功能旋流器底流密度組成

2.2.2 矸石濃縮底流特性

矸石濃縮底流的粒度組成和密度組成檢測結(jié)果如表5、表6所示。由表5、表6可知：該底流的粒度較粗，硫分布均勻；>2.80 g/cm3密度級產(chǎn)率高達29.58%，硫含量高達32.52%，這說明其中含有大量硫鐵礦，需要進行脫硫處理。

表5 矸石濃縮底流粒度組成

2.2.3 中煤篩下稀介粒度組成

由于中煤分級旋流器的入料中含有多功能重介質(zhì)旋流器的底流，故僅需對中煤篩下稀介的粒度組成進行分析，結(jié)果如表7所示。由表7可知：稀介中的硫含量僅為4.29%，且粗粒級的硫含量較低，滿足電廠使用要求。故無需對該物料進行脫硫，其經(jīng)濃縮后可直接進入洗末煤篩處理。

表7 中煤篩下稀介粒度組成

3 工藝改造方案

通過上述分析可知，洗末煤中的硫主要來源于矸石稀介和多功能旋流器底流。一般情況下，多功能旋流器底流由粗粒級、低灰物料和細粒級、高灰、高硫物料組成，即煤泥粒度越粗密度越低，粒度越細密度越高。如果采用普通的水介質(zhì)旋流器、螺旋分選機或TBS干擾床分選機對這部分物料進行分選，效果不會很理想。這是因為這些重選設(shè)備更適用于低密度、細粒級物料的分選和高密度、粗粒級物料的分離，對于粗粒級物料即使密度較低也易使其成為尾煤，對于細粒級物料即使密度較高也易使其進入溢流。而搖床正好相反，適用于粗粒級、低密度物料的分選和細粒級、高密度物料的分離；此外，搖床屬于弱紊態(tài)流膜選礦設(shè)備，對細粒級物料分選精度較高，故以搖床作為矸石稀介和多功能旋流器底流的脫硫設(shè)備。

根據(jù)理論分析和現(xiàn)場實際情況，對南桐選煤廠的洗末煤處理工藝進行脫硫改造(圖2)。

圖2 洗末煤脫硫工藝原則流程

多功能旋流器底流和矸石稀介混合后由磁選機處理，磁選尾礦進入φ300 mm的矸石分級旋流器，旋流器溢流進入浮選系統(tǒng)處理，底流采用搖床分選；搖床尾煤進入洗末煤篩下循環(huán)泵池，再采用循環(huán)旋流器濃縮，旋流器底流由洗末煤篩回收，溢流經(jīng)φ24 mm的濃縮機處理后成為尾煤；中煤稀介經(jīng)磁選機處理后，磁選尾礦進入φ300 mm的中煤分級濃縮旋流器，旋流器溢流進入浮選系統(tǒng)處理，底流直接通過洗末煤篩回收；搖床精礦進入硫精砂倉。

4 脫硫效果與效益分析

4.1 脫硫效果

在對洗末煤處理工藝進行脫硫改造后，對搖床的橫縱坡度、噴水量、搖動頻率、精尾礦分料點進行調(diào)節(jié)，以確定設(shè)備的最佳工作狀態(tài)。在搖床分選效果較理想時，對其入料和產(chǎn)品采樣，并檢測其粒度組成和密度組成，結(jié)果如表8、表9所示。

表8 搖床入料與產(chǎn)品的粒度組成

表9 搖床入料與產(chǎn)品的密度組成

由表8、表9可知：搖床的分選效果良好，精礦中硫品位高達32%，尾礦中硫含量能夠控制在5%以內(nèi)，入料的硫含量降低5～6個百分點，灰分下降7～8個百分點。

4.2 效益分析

2014年5月洗末煤脫硫工藝投入應用，工藝改造后洗末煤和中煤均作為低熱值電煤外銷。2014年工藝改造前后的低熱值電煤硫含量與灰分對比結(jié)果如表10所示。

由表10可知:改造后，電煤的硫含量降低0.3～0.6個百分點，灰分下降6～8個百分點；燃料中的硫含量減少后，平均每年能為電廠節(jié)省98萬元的降硫成本，經(jīng)濟效益較顯著。此外，平均每月生產(chǎn)的硫精砂量在250 t左右，其品位在25%～30%之間，將其銷往附近化工廠制備硫酸，不但可以帶來一定的經(jīng)濟收入，而且平均每年可減少進入空氣的SO2量1 500 t。

表10 2014年工藝改造前后的低熱值電煤指標

5 結(jié)語

南桐選煤廠洗末煤脫硫工藝投入應用后，低熱值電煤的灰分和硫含量均下降，在提高燃料發(fā)熱量的同時滿足了電廠的環(huán)保要求，平均每年可為電廠節(jié)省近百萬元的降硫成本；此外，選煤廠生產(chǎn)的硫精砂銷往附近化工廠后，也能夠帶來一定的經(jīng)濟收入，且平均每年向大氣少排放1 500 t的SO2，經(jīng)濟效益、社會效益均較明顯。

[1] 王世光.南桐選煤廠全重介選煤工藝[J]. 選煤技術(shù)，2001(6)：9-11.

[2] 何青松.煤泥重介質(zhì)旋流器在高硫難選煤分選工藝中的應用[J].煤炭加工與綜合利用, 2009(11).

Nantong coal preparation plant dust coal washing desulfurization transformation practice

LIU Jian-chao

(Chongqing Nantong Mining Limited liability company in Nantong Coal Preparation Plant, Chongqing 400803, China)

For effective removal of washing powder coal sulfur content in based on the characteristic analysis of and desulfurization process of Nantong Coal Preparation plant transformation. Based on the table of desulfurization process have been put into application, coal ash decreased 6 to 8 percent, sulfur content decreased by 0.3 to 0.6 percentage points, the annual reduction 0.98 million yuan of fuel sulfur reducing cost; in addition, average monthly production of sulfur concentrate 250 t, the grade between 25% ～ 30%, average annual can make into the air amount of SO2reduction of 1 500 t, significant social benefits.

washing powder coal; desulfurization process ; sulfur content

1001-3571(2016)01-0041-04

TD94；X773

B

2015-11-30

10.16447/j.cnki.cpt.2016.01.010

劉建朝(1983—)，男，河北省石家莊市人，工程師，碩士，從事選煤技術(shù)管理工作。

E-mail：liujianchao0327@126.com Tel: 13512379774