五溝選煤廠粗煤泥回收系統(tǒng)與分選工藝改造實(shí)踐

崔子翔，蔣夢云

(1.金星預(yù)應(yīng)力工程技術(shù)有限公司，安徽 合肥 230000；2.煤炭工業(yè)合肥設(shè)計研究院，安徽 合肥 230000)

五溝選煤廠粗煤泥回收系統(tǒng)與分選工藝改造實(shí)踐

崔子翔1，蔣夢云2

(1.金星預(yù)應(yīng)力工程技術(shù)有限公司，安徽 合肥 230000；2.煤炭工業(yè)合肥設(shè)計研究院，安徽 合肥 230000)

針對五溝選煤廠入選原煤可選性較差的現(xiàn)狀，分析了原有粗煤泥回收系統(tǒng)不能滿足生產(chǎn)要求的原因，并在綜合比較分析現(xiàn)有常用粗煤泥分選設(shè)備的基礎(chǔ)上，結(jié)合五溝選煤廠煤泥特性，提出了在粗煤泥分選系統(tǒng)增加TBS分選機(jī)的改造方案?，F(xiàn)場應(yīng)用結(jié)果表明：TBS分選機(jī)提高了五溝選煤廠分選效率，對高灰細(xì)泥的煤泥取得了滿意的分選效果。

五溝選煤廠；粗煤泥分選；選煤工藝；TBS分選機(jī)

近年來，粉煤在選煤廠入選原煤中的含量越來越高。隨著采煤機(jī)械化程度以及煤炭開采強(qiáng)度的加大，煤層開采深度越來越深，在地壓作用下，煤的破碎強(qiáng)度越來越大，造成粒度越來越細(xì)，與此同時為了提高精煤產(chǎn)率，將大塊物料破碎，增加煤與矸石的解離度，產(chǎn)生了大量粉煤[1]。為了提高分選效率，適應(yīng)入選原煤可選性變差的現(xiàn)狀，近年來在選煤工藝方面，新建選煤廠末煤分選大多采用不脫泥入選和不分級入選的重介質(zhì)分選，細(xì)粒煤泥浮選工藝，且分選設(shè)備逐漸趨向大型化。雖然簡化了工藝流程，但不利于提高全粒級煤炭的分選效率[2-5]。

目前，隨著重介質(zhì)旋流器的大型化，末煤分選下限逐漸提高，<3 mm粒級物料的分選精度和分選效果均不理想。同時，煤泥浮選工藝不斷發(fā)展，煤泥選擇性和浮選速度均有所提高，但>0.3 mm粒級粗煤泥極易因氣泡的攜載能力不足，損失在浮選尾礦中[6-7]。因此小于重選有效分選下限并且大于浮選有效分選上限之間的煤粒得不到有限分選，分選效果最差，此粒度范圍內(nèi)的煤粒即為粗煤泥，粒度近于煤泥，通常在0.3～0.5 mm以上，不宜用浮選處理[8-11]。

1 五溝選煤廠粗煤泥回收系統(tǒng)

1.1 粗煤泥回收系統(tǒng)

五溝選煤廠是一座礦井型煉焦煤選煤廠，設(shè)計生產(chǎn)能力為0.6 Mt/a，經(jīng)過改造擴(kuò)建后，生產(chǎn)能力提升為1.5 Mt/a，選煤廠生產(chǎn)采用末煤重介，煤泥浮選的工藝，粗煤泥僅簡單回收。該選煤廠前期入選原煤灰分較低，煤泥含量適中。粗煤泥采用濃縮旋流器+弧形篩+煤泥離心機(jī)的回收工藝，即精煤磁選尾礦經(jīng)濃縮旋流器組濃縮分級，溢流細(xì)粒級進(jìn)入浮選系統(tǒng)，底流粗煤泥進(jìn)入弧形篩脫泥，篩上粗精煤經(jīng)過煤泥離心機(jī)脫水后摻入精煤產(chǎn)品。

1.2 粗煤泥回收系統(tǒng)工藝效果

選煤廠前期入選煤質(zhì)較好，弧形篩脫泥效果較好，系統(tǒng)生產(chǎn)比較穩(wěn)定。弧形篩入料及篩上物粒度組成見表1，從表1可以看出：經(jīng)過濃縮分級后，>0.5 mm粒級粗煤泥含量為42.82%，灰分為9.34%。弧形篩可以脫除粗煤泥中大部分高灰細(xì)泥粗煤泥，經(jīng)過弧形篩脫泥后，灰分由18.07%降為9.86%，降灰程度較為明顯，粗煤泥產(chǎn)品的灰分滿足精煤產(chǎn)品質(zhì)量要求。

表1 弧形篩入料及篩上物粒度組成

隨著開采深度的增加，五溝礦井下開采條件逐漸惡化，存在煤層薄、斷層多、開采工作面波動大、頂板易脫落等現(xiàn)狀。原煤灰分逐年變差，原煤灰分達(dá)到40%～50%，煤泥含量增大，矸石易泥化。此階段弧形篩入料及篩上物粒度組成見表2，從表2可以看出：<0.154 mm粒級煤泥含量為20.8%，灰分為52.35%，弧形篩的脫泥效果較差，雖然篩上物灰分比入料降低了9.43%，但篩上物中>0.5 mm和0.25～0.5 mm粒級物料灰分比入料有所增加，表明高灰細(xì)泥易錯配到篩上物中，污染粗精煤。由此可以看出，當(dāng)煤泥中高灰細(xì)泥含量高時，弧形篩篩孔易堵塞，篩分效率和篩分效果均大幅度下降，降低了粗精煤的回收率，粗精煤產(chǎn)品的質(zhì)量以及選煤廠經(jīng)濟(jì)效益也受到一定影響。

表2 弧形篩入料及篩上物粒度組成

2 粗煤泥系統(tǒng)改造

目前，五溝選煤廠入洗原煤煤質(zhì)較差，煤泥易泥化，<3 mm粒級煤泥含量高達(dá)50%～60%，且極細(xì)粒度級的含量高，在這種情況下，粗煤泥僅用脫泥篩脫水回收已不能滿足生產(chǎn)要求，需要對現(xiàn)有工藝進(jìn)行改造，以解決粗煤泥中細(xì)泥逐漸增多的現(xiàn)狀。

目前常用的粗煤泥分選設(shè)備有四種設(shè)備，即煤泥重介質(zhì)旋流器、水介質(zhì)旋流器、螺旋分選機(jī)、干擾床分選機(jī)。

水介質(zhì)旋流器和螺旋分選機(jī)在高密度分選時，分選效率較高；低密度分選時，數(shù)量效率會有不同程度的降低。在選煤廠生產(chǎn)中，水介質(zhì)旋流器使用的情況極少；螺旋分選機(jī)基本只有在動力煤選煤廠中使用，并且都是在預(yù)先脫泥分選工藝流程中，配合其他粗煤泥分選設(shè)備使用，在煉焦煤選煤廠中，該設(shè)備基本不適合。

煤泥重介質(zhì)旋流器與水介質(zhì)旋流器、螺旋分選機(jī)相比，具有較高的分選效率和分選精度，對煤質(zhì)的適應(yīng)性也較強(qiáng)。煤泥重介旋流器可以和主選系統(tǒng)共同使用一套重介質(zhì)系統(tǒng)，作為粗煤泥分選設(shè)備較為適宜，但煤泥重介質(zhì)旋流器的入料來自精煤脫介篩篩下的分流部分，工作效率受旋流器的影響非常大，對于實(shí)現(xiàn)全廠介質(zhì)平衡和自動控制非常困難。當(dāng)入選原煤中細(xì)粒級含量增加時，主選設(shè)備由于受到高含量細(xì)泥的影響，分選效果會變差，且分流量要增加，煤泥重介質(zhì)旋流器的分選效果也會受到影響，重介質(zhì)的損失將大幅度增加，后續(xù)脫泥、磁選和浮選等工藝均會受到影響。對于主選系統(tǒng)不是重介質(zhì)分選，選用煤泥重介質(zhì)旋流器，則需單獨(dú)設(shè)置一套重介質(zhì)的制備回收系統(tǒng)，但工藝流程復(fù)雜，生產(chǎn)成本較高。

干擾床分選機(jī)(TBS)是一種利用水流在槽體內(nèi)上升過程中出現(xiàn)的紊流現(xiàn)象，從而產(chǎn)生干擾沉降的分選設(shè)備。根據(jù)顆粒的形狀、粒度和密度的不同，利用水中沉降末速的差別進(jìn)行洗選。TBS分選機(jī)的分選效率和分選效果優(yōu)于煤泥重介質(zhì)旋流器，對煤質(zhì)適應(yīng)性較強(qiáng)，且不需要重介質(zhì)。干擾床分選機(jī)的分選效果與水流速度和入料粒度比有直接關(guān)系，水流速度越大，分選密度越高，但水流速度也不宜太大，否則速度過大的水流易造成水流紊動，造成物料混雜，影響其分選效果。目前，我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的CSS粗煤泥分選機(jī)的專家控制系統(tǒng)已經(jīng)非常完善，對于水流等因素的自動控制可以滿足正常生產(chǎn)需要，實(shí)現(xiàn)無人看守。TBS分選機(jī)適用的入料粒度比為1∶4，滿足了粗煤泥的分選。

綜上分析，TBS分選機(jī)是五溝選煤廠粗煤泥分選設(shè)備的最佳選擇。為了確定干擾床分選機(jī)對五溝粗煤泥的適應(yīng)性。采用五溝選煤廠粗煤泥煤樣進(jìn)行TBS試驗(yàn)，干擾床分選機(jī)分選產(chǎn)品粒度組成結(jié)果見表3所示。

表3 干擾床分選機(jī)分選產(chǎn)品粒度組成

從表3可以看出：溢流產(chǎn)品的灰分由入料的29.31%降到19.02%，降灰幅度達(dá)10.29%。溢流產(chǎn)品中>0.125 mm粒級煤泥灰分均比入料有明顯下降，表明TBS分選機(jī)的分選下限達(dá)到0.125 mm粒級，底流灰分為63.28%，分選效果較好，溢流產(chǎn)品脫除了<0.125 mm粒級高灰細(xì)泥，產(chǎn)品灰分可大幅度下降。

3 TBS分選機(jī)應(yīng)用效果

TBS試驗(yàn)結(jié)果表明，對于五溝選煤廠粗煤泥，TBS分選機(jī)有較好的分選效果。因此，五溝選煤廠在原有粗煤泥回收系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了一臺TBS分選機(jī)，原濃縮旋流器底流進(jìn)入TBS進(jìn)行分選，分選出的溢流精礦再進(jìn)入脫泥篩脫泥，提高了粗煤泥分選效果。TBS分選機(jī)安裝調(diào)試后，對溝選煤廠粗煤泥煤樣進(jìn)行TBS分選試驗(yàn)，結(jié)果見表4所示。

從表4可以看出：TBS分選機(jī)入料中，<0.125 mm粒級煤泥含量為18.81%，灰分為47.65%，經(jīng)過TBS分選后，溢流精礦各粒級灰分均有明顯下降，精礦灰分完全滿足精煤質(zhì)量要求，粗精煤回收率為72.67%，保證了粗精煤質(zhì)量和粗精煤的回收率，TBS分選機(jī)在五溝選煤廠粗煤泥分選中取得較滿意的效果。

表4 TBS干擾床分選機(jī)粒度組成

4 結(jié)語

為了解決五溝選煤廠入選煤質(zhì)變差的問題，對五溝選煤廠原有的粗煤泥回收系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造，在粗煤泥分選系統(tǒng)增加了TBS分選機(jī)，經(jīng)過改造后，粗煤泥分選效果良好，粗煤泥得到了有效分選，提高了精煤回收率，減輕了后續(xù)浮選系統(tǒng)的壓力。TBS分選機(jī)對>0.125 mm的煤泥可實(shí)現(xiàn)有效分選，對高灰細(xì)泥含量高的煤泥也取得很好的分選效果。粗煤泥分選設(shè)備在粗煤泥分選方面各有優(yōu)勢，針對選煤廠入選煤質(zhì)和工藝流程進(jìn)行分選設(shè)備選擇，不僅可以優(yōu)化選煤廠的工藝流程，也提高選煤廠經(jīng)濟(jì)效益。

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Renovation of coarse slime recovery system and cleaning process at Wugou Coal Preparation Plant

CUI Zi-xiang1, JIANG Meng-yun2

(1. Jinxing Prestress Engineering Technology Co., Ltd., Hefei, Anhui 230000, China; 2. Coal Industry Hefei Design Research Institute, Hefei, Anhui 230000, China)

In consideration of the current situation that the plant is treating a raw coal feed with a relatively poor washability, an analysis is made of the causes of the failure of the existing coarse slime recovery to meet the required result. Through a comparative analysis of the equipment currently available for treating coarse slime, and based on the property of the slime treated at Wugou Coal Preparation Plant, it is proposed to add a Teetered-bed separator (TBS) to the sxisting coarse slime recovery system. Practice shows that through the use of TBS, the efficiency for treating coarse slime especially that containing a high proportion of high-ash fines has been noticeably increase.

Wugou Coal Preparation Plant; separation of coarse slime; coal cleaning process; TBS

1001-3571(2016)06-0056-03

TD94

B

2016-10-12

10.16447/j.cnki.cpt.2016.06.015

崔子翔(1987—)，男，安徽省蚌埠市人，助理工程師，碩士，從事運(yùn)營管理以及質(zhì)量體系方向研究。

E-mail：allen0899@163.com Tel:17755156334

崔子翔，蔣夢云.五溝選煤廠粗煤泥回收系統(tǒng)與分選工藝改造實(shí)踐[J]. 選煤技術(shù)，2016(6)：56-58,63.