棋盤(pán)井選煤廠二次浮選工藝改造實(shí)踐

盧憲路

(神華蒙西煤化股份有限公司 棋盤(pán)井選煤廠，內(nèi)蒙古 鄂托克旗 016100)

棋盤(pán)井選煤廠二次浮選工藝改造實(shí)踐

盧憲路

(神華蒙西煤化股份有限公司 棋盤(pán)井選煤廠，內(nèi)蒙古 鄂托克旗 016100)

針對(duì)棋盤(pán)井選煤廠浮選工藝不完善、浮選精煤灰分偏高的問(wèn)題，基于生產(chǎn)現(xiàn)狀分析，對(duì)二次浮選工藝進(jìn)行改造。在對(duì)該選煤廠浮選工藝完善后，浮選精煤產(chǎn)率提高15個(gè)百分點(diǎn)，浮選精煤灰分能夠控制在要求的范圍內(nèi)，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

浮選精煤；二次浮選；灰分；產(chǎn)率

棋盤(pán)井選煤廠隸屬于神華蒙西煤化股份有限公司，位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市鄂托克旗境內(nèi)，于2007年投產(chǎn)運(yùn)行，是一座設(shè)計(jì)能力為6.00 Mt/a的礦井型煉焦煤選煤廠，設(shè)計(jì)工藝為無(wú)壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器主選、粗煤泥重介分選、細(xì)煤泥直接浮選的聯(lián)合工藝。入選原煤來(lái)源于棋盤(pán)井煤礦，并配選少量外調(diào)高硫煤，煤種為1/3焦煤，灰分在50%左右，水分在5%～6%之間，硫含量小于0.5%。主導(dǎo)產(chǎn)品為11級(jí)煉焦精煤和洗混煤，煉焦精煤作為冶金和煉焦原料，洗混煤作為火力發(fā)電廠燃料。

2015年初，由于外調(diào)原煤質(zhì)量變差，加之煤礦井下開(kāi)采條件發(fā)生變化，導(dǎo)致入選原煤煤質(zhì)波動(dòng)較大，浮選效率降低，分選效果下降，浮選尾礦“跑煤”嚴(yán)重，進(jìn)而致使寶貴的煉焦煤資源大量浪費(fèi)[1-3]。為提高生產(chǎn)效率和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，在對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上，對(duì)二次浮選工藝進(jìn)行改造。在對(duì)浮選工藝完善后，浮選效果良好，精煤產(chǎn)率明顯提高，精煤灰分偏高的問(wèn)題得到解決，企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益顯著提高。

1 生產(chǎn)狀況

棋盤(pán)井選煤廠浮選系統(tǒng)布置有6臺(tái)KHD充氣式浮選機(jī)，每2臺(tái)組成一條生產(chǎn)線，共有3條浮選生產(chǎn)線，一段浮選機(jī)用于煤泥粗選，二段浮選機(jī)用于粗選尾礦的掃選[4]。精煤稀介磁選尾礦(煤泥水)經(jīng)弧形篩截粗后，篩上粗煤泥經(jīng)脫水后成為最終產(chǎn)品，篩下煤泥水進(jìn)入浮選系統(tǒng)繼續(xù)分選；煤泥水進(jìn)入浮選系統(tǒng)后，先由一段浮選機(jī)粗選，粗選尾礦進(jìn)入二段浮選機(jī)掃選；一段浮選精礦與二段浮選精礦混合，經(jīng)壓濾機(jī)脫水后成為最終浮選精煤，二段浮選尾礦作為最終浮選尾礦，進(jìn)入一段斜管濃縮池繼續(xù)處理。棋盤(pán)井選煤廠的原煤泥浮選原則流程如圖1所示。

圖1 棋盤(pán)井選煤廠煤泥浮選原則流程

2015年初，由于外調(diào)原煤質(zhì)量變差，泥化現(xiàn)象嚴(yán)重，<0.074 mm粒級(jí)產(chǎn)率高達(dá)45.43%，灰分高達(dá)34.54%，其他各粒級(jí)灰分也明顯升高。加之煤礦井下開(kāi)采條件發(fā)生變化，導(dǎo)致入選原煤煤質(zhì)波動(dòng)較大，進(jìn)而致使浮選狀況惡化。改造前的浮選系統(tǒng)工藝指標(biāo)如表1所示。

由表1可知：一段浮選入料灰分偏高，導(dǎo)致浮選精煤灰分較高，浮選操作難度加大，其與重介精煤摻混后，影響最終精煤的灰分指標(biāo)；浮選精煤產(chǎn)率低而高灰率高，浮選尾煤低灰率高，說(shuō)明浮選“跑煤”嚴(yán)重；浮選精煤可燃體回收率低而非可燃體混雜率高，浮選完善指標(biāo)偏低，說(shuō)明浮選效果不理想，寶貴的煉焦煤資源浪費(fèi)嚴(yán)重[5-9]。

根據(jù)上述分析，原浮選工藝對(duì)煤泥的分選效果差，不能實(shí)現(xiàn)物料的有效分選，必須對(duì)浮選工藝進(jìn)行改造。

表1 改造前的浮選系統(tǒng)工藝指標(biāo)

注：浮選精煤高灰率是指所檢測(cè)煤樣中灰分>11.50%的煤樣質(zhì)量占檢測(cè)煤樣總質(zhì)量的百分比，浮選尾煤低灰率是指所檢測(cè)煤樣中灰分<30%的煤樣質(zhì)量占檢測(cè)煤樣總質(zhì)量的百分比。

2 改造方案與實(shí)施

棋盤(pán)井選煤廠技術(shù)人員對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行了多方面的調(diào)查和分析，結(jié)果顯示生產(chǎn)系統(tǒng)存在的主要問(wèn)題為浮選入料灰分偏高、分選時(shí)間過(guò)短、粗粒級(jí)分選效率較低、二段浮選精煤灰分偏高。考慮到廠房空間較小且設(shè)備布置緊湊，不適合進(jìn)行較大的改動(dòng)，決定對(duì)二段掃選精礦進(jìn)行再選。經(jīng)此調(diào)整與優(yōu)化后，二段掃選精礦成為一段粗選入料，這樣不但能夠有效降低浮選入料灰分，而且可以延長(zhǎng)物料分選時(shí)間。棋盤(pán)井選煤廠浮選工藝改造后的煤泥浮選原則流程如圖2所示。

圖2 浮選工藝改造后的煤泥浮選原則流程

為適應(yīng)改造后的工藝系統(tǒng)生產(chǎn)需要，棋盤(pán)井選煤廠對(duì)相關(guān)的工藝操作進(jìn)行了相應(yīng)調(diào)整：加大一段入料桶的補(bǔ)水力度，以降低入料濃度，并提高桶內(nèi)液位。保證入料桶的液位維持在較高水平，并提高入料壓力，以增大入料流量。調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥門的開(kāi)度，增加設(shè)備內(nèi)的進(jìn)氣量，以提高分選效果。提高錐形桶的高度，增大溢流面積，防止溢流泡沫被“壓死”，以提高浮選精煤產(chǎn)率，減輕后續(xù)作業(yè)壓力。加強(qiáng)設(shè)備的監(jiān)管和維護(hù)，防止管道堵塞和“跑粗”現(xiàn)象發(fā)生，對(duì)影響浮選效果的各因素實(shí)時(shí)關(guān)注，做到靈活、及時(shí)調(diào)節(jié)；為避免因操作不當(dāng)形成的二段浮選精礦惡性循環(huán)現(xiàn)象，有意識(shí)地提高分選槽液位，防止精煤、煤泥在系統(tǒng)內(nèi)持續(xù)積聚[10]。

3 改造效果與經(jīng)濟(jì)效益

3.1 改造效果

在對(duì)浮選工藝進(jìn)行改造后，浮選效果得到明顯改善，浮選精煤質(zhì)量顯著提高。在浮選系統(tǒng)工作狀態(tài)穩(wěn)定后，對(duì)其實(shí)際工藝技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了檢測(cè)，具體結(jié)果如表2、表3所示。

由表2、表3可知：在對(duì)浮選工藝改造后，一段入料灰分下降3.41個(gè)百分點(diǎn)，浮選精煤灰分下降0.68個(gè)百分點(diǎn)，浮選精煤產(chǎn)率提高15.72個(gè)百分點(diǎn)，浮選精煤可燃體回收率提高9.50個(gè)百分點(diǎn)，浮選尾煤灰分提高18.87個(gè)百分點(diǎn)，浮選完善指標(biāo)提高12.12個(gè)百分點(diǎn)。由這些數(shù)質(zhì)量數(shù)據(jù)可以看出，浮選效果明顯改善。

表2 改造前后的浮選系統(tǒng)工藝指標(biāo)對(duì)比結(jié)果

經(jīng)過(guò)工藝改造后，浮選系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)潔，更容易控制，浮選精煤和尾煤的穩(wěn)定率、合格率得到大幅提升；通過(guò)浮選工藝改造，實(shí)現(xiàn)了二段“選凈”的目標(biāo)，一段浮選精煤灰分得到有效控制，徹底解決了重介精煤“背灰”的問(wèn)題，重介系統(tǒng)的指標(biāo)考核范圍得以提升，總精煤產(chǎn)率提高。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益

在對(duì)棋盤(pán)井選煤廠浮選工藝完善后，企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益明顯提高，主要體現(xiàn)在精煤銷售收入增加方面，此外還與壓濾煤泥銷售收入減少、電能消耗增加、浮選藥劑成本與維修費(fèi)用增加等因素有關(guān)。

(1)精煤銷售收入增加。棋盤(pán)井選煤廠的原煤實(shí)際洗選能力為4.60 Mt/a，入浮煤泥量約為入選原煤量的14%，即入浮煤泥量約為64.40萬(wàn)t/a。在對(duì)浮選工藝改造后，浮選精煤產(chǎn)率提高15.72個(gè)百分點(diǎn)，每年可增加精煤產(chǎn)量約10.12 萬(wàn)t。按照精煤價(jià)格600元/t計(jì)算，每年可增加銷售收入約6 072萬(wàn)元。

表3 浮選系統(tǒng)實(shí)際工藝技術(shù)指標(biāo)對(duì)比結(jié)果

(2)壓濾煤泥銷售收入減少。由于浮選精煤產(chǎn)率提高，尾煤產(chǎn)率降低，每年減少的壓濾煤泥產(chǎn)量約為10.12 萬(wàn)t。按照壓濾煤泥價(jià)格120元/t計(jì)算，每年的銷售收入減少1 214萬(wàn)元。

(3)電能消耗增加。由于浮選精煤產(chǎn)率增加，加壓過(guò)濾系統(tǒng)的電能消耗提高約500 kW，在電價(jià)為0.52元/度的情況下，電能成本提高約260元/h。按照系統(tǒng)原煤處理量900 t/h計(jì)算，每噸原煤的電能成本約為0.29元/t，根據(jù)該選煤廠的原煤實(shí)際處理能力計(jì)算，每年的電能成本增加約133萬(wàn)元。

(4)浮選藥劑成本與維修費(fèi)用增加。由于浮選生產(chǎn)時(shí)間延長(zhǎng)，為了保證浮選效果，捕收劑、起泡劑的用量均增大。每噸煤泥的浮選藥劑成本增加0.286元/t，全年的藥劑成本增加131.56萬(wàn)元。此外，由于增開(kāi)了設(shè)備，每年的設(shè)備維修費(fèi)用增加約30萬(wàn)元。

綜上分析，浮選工藝改造后，每年可為該選煤廠創(chuàng)造約4 563萬(wàn)元的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語(yǔ)

煤泥浮選流程發(fā)展至今，已形成濃縮浮選、直接浮選、半直接浮選三種原則流程，國(guó)內(nèi)外大多數(shù)選煤廠都在使用這三種原則流程；根據(jù)各流程的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，又可將其分為一次浮選、中煤再選、精煤再選等流程。在對(duì)浮選工藝進(jìn)行改造過(guò)程中，棋盤(pán)井選煤廠選用了直接浮選原則流程，但其內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同于上述任何流程之一，而是將向掃選方向發(fā)展的浮選流程與向精選方向發(fā)展的浮選流程有機(jī)結(jié)合，這樣既能保證浮選精煤產(chǎn)率，又能提高商品煤質(zhì)量。

生產(chǎn)實(shí)踐證明：棋盤(pán)井選煤廠的二次浮選工藝改造是成功的，達(dá)到了降低浮選精煤灰分，提高浮選精煤產(chǎn)率的目的。查閱眾多文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，該選煤廠目前的二次浮選流程并未在其他選煤廠得到應(yīng)用，這對(duì)于浮選流程未來(lái)的發(fā)展與應(yīng)用有一定借鑒意義和指導(dǎo)作用。

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Renovation of the secondary flotation at process at Qipanjing coal preparation plant

LU Xian-lu

(Shenhua Mengxi Coal Co., Qipanjing Preparation Plant, Etuokeqi, Inner Mongolia 016100, China)

Imperfection of flotation circuit and considerably high ash of flotation concentrate are the problems confronted by the plant. Following an analysis of the present status, a renovation work is made of the secondary flotation process. After upgrading of the flotation circuit, the yield of concentrate has seen a rise by 15 percentage points while the ash of the concentrate is controlled within the specified limit. This has brought forth remarkable economic benefits.

1001-3571(2016)01-0048-03

TD943

B

Keywordsflotation concentrate; secondary flotation; ash; yield

2016-01-29

10.16447/j.cnki.cpt.2016.01.012

盧憲路(1990—)，男，黑龍江省黑河市人，助理工程師，從事選煤廠生產(chǎn)技術(shù)管理工作。

E-mail：77692761@qq.com Tel：18747717956