河南天元選煤廠粗煤泥系統(tǒng)技改實(shí)踐

劉建華

(河南天元選煤廠，河南 許昌 461000)

河南天元選煤廠位于河南省許昌市，是一座設(shè)計(jì)能力為1.5 Mt/a的中心型選煤廠，入洗原煤以高煤泥含量的貧瘦煤為主，現(xiàn)有工藝為：預(yù)先脫泥+無(wú)壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選+煤泥二次浮選兩段分選工藝。隨著礦井采煤條件的復(fù)雜化，河南天元選煤廠入洗原煤中的細(xì)粒級(jí)煤泥含量不斷增加，目前原生煤泥含量高達(dá)40%～50%，煤泥灰分在22%～26%。煤泥含量大，灰分高，不僅導(dǎo)致重介系統(tǒng)分選效率降低、介耗增大，而且影響浮選系統(tǒng)的處理能力。本次針對(duì)以上問(wèn)題，對(duì)該廠的煤泥回收系統(tǒng)進(jìn)行了改造，增加了粗煤泥FBS分選系統(tǒng)，由兩段分選改為了三段分選，以提高精煤產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)效益。

1 選煤廠生產(chǎn)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

1.1 入洗原煤煤質(zhì)情況

河南天元選煤廠原煤篩分?jǐn)?shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 河南天元選煤廠原煤篩分試驗(yàn)結(jié)果

由表1可以看出，入洗原煤灰分較高，達(dá)到36.55%，原生煤泥含量高達(dá)41.20%，原生煤泥灰分25.34%?？紤]次生煤泥的影響，入洗原煤中煤泥含量將超過(guò)50%，說(shuō)明原煤中煤泥含量特別高，要加強(qiáng)對(duì)煤泥回收系統(tǒng)的管理。

河南天元選煤廠原生煤泥篩分?jǐn)?shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表2 河南天元選煤廠原生煤泥篩分試驗(yàn)結(jié)果

由表2可知，原生煤泥中0.5～0.25 mm和0.25～0.125 mm為主導(dǎo)粒級(jí)，占本級(jí)含量分別達(dá)到37.50%和35.50%，灰分分別為28.16%和26.33%。各粒級(jí)灰分隨著粒度的減小而降低，說(shuō)明原煤易碎。然后對(duì)原生煤泥進(jìn)行小浮沉試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 河南天元選煤廠原生煤泥小浮沉試驗(yàn)

由表3可知，原生煤泥中主導(dǎo)密度級(jí)為小于1.4 g/cm3和大于1.8 g/cm3，小于1.8 g/cm3密度級(jí)灰分僅9.16%，說(shuō)明實(shí)際浮選精煤灰分較低，可以有效回收精煤。

1.2 改造前煤泥回收工藝流程

天元選煤廠原有煤泥回收工藝流程為：原煤預(yù)先脫泥后，篩下水進(jìn)入煤泥水桶，再由煤泥水泵輸送到弧形篩進(jìn)行脫泥脫水后，篩上物料與預(yù)先脫泥篩篩上物一起進(jìn)入主洗系統(tǒng)；弧形篩篩下煤泥水進(jìn)入一次浮選系統(tǒng)，一次浮選精礦經(jīng)臥式沉降離心過(guò)濾脫水機(jī)處理后摻入精煤，溢流口排出的離心液和過(guò)濾段的濾液進(jìn)入二次浮選系統(tǒng)，二次浮選精礦經(jīng)壓濾機(jī)脫水后摻入精煤，浮選尾煤濃縮后由壓濾機(jī)回收。改造前煤泥回收工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 改造前的煤泥回收工藝流程

1.3 存在問(wèn)題

結(jié)合煤質(zhì)資料和改造前工藝流程分析，改造前存在的主要問(wèn)題有：

(1)煤泥含量大，煤泥弧形篩脫泥、脫水效果變差，弧形篩篩上細(xì)粒級(jí)煤泥含量高(試驗(yàn)表明，弧形篩篩上小于0.2 mm粒級(jí)含量約占30%～40%)，該部分細(xì)粒級(jí)煤泥進(jìn)入無(wú)壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器，導(dǎo)致重介質(zhì)旋流器分選效率降低，同時(shí)，大量細(xì)粒級(jí)煤泥混入，影響脫介篩脫介效果和磁選機(jī)回收效果。

(2)煤泥含量大，浮選系統(tǒng)壓力大，同時(shí)原生煤泥中0.5～0.25 mm含量達(dá)到37.5%，影響浮選效果。

2 改造后的工藝流程

鑒于改造前煤泥回收系統(tǒng)存在的問(wèn)題，天元選煤廠經(jīng)過(guò)試驗(yàn)論證后，決定在原設(shè)計(jì)工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，增加1套粗煤泥分選系統(tǒng)，改造后的粗煤泥系統(tǒng)具體工藝為：預(yù)先脫泥煤泥水經(jīng)新增FX610水力旋流器分級(jí)，溢流進(jìn)入一次浮選，底流進(jìn)入FBS2400流化床分選機(jī)進(jìn)行分選；流化床分選機(jī)底流經(jīng)中煤回收篩回收后成為中煤產(chǎn)品，中煤回收篩篩下水進(jìn)入濃縮機(jī)，流化床分選機(jī)溢流進(jìn)入疊層高頻細(xì)篩進(jìn)行脫泥，脫泥后的篩上物經(jīng)精煤離心機(jī)脫水后成為粗精煤產(chǎn)品，疊層篩篩下水和粗煤泥離心液一起進(jìn)入一次浮選系統(tǒng)。

改造后的粗煤泥回收工藝流程見(jiàn)圖2。

圖2 改造后的粗煤泥回收工藝流程

改造后粗煤泥分選系統(tǒng)與重介系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，避免了預(yù)先脫除的煤泥再次進(jìn)入主洗重介系統(tǒng)，減少了懸浮液中的煤泥含量，保證了重介分選系統(tǒng)密度的相對(duì)穩(wěn)定，從而改善了無(wú)壓三產(chǎn)品重介旋流器的分選效果，提高了分選效率；同時(shí)，0.25～0.5 mm物料經(jīng)FBS流化床進(jìn)行分選，大幅降低了浮選系統(tǒng)入料量，緩解了浮選系統(tǒng)壓力，改善了浮選系統(tǒng)分選效果。

3 改造后效果

3.1 應(yīng)用效果

改造完成后，對(duì)FBS2400分選機(jī)現(xiàn)場(chǎng)使用情況進(jìn)行單機(jī)檢查分析，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。由表4可知：

表4 FBS粗煤泥分選機(jī)的入料、產(chǎn)品篩分資料

(1)FBS入料灰分為26.89%，底流灰分為79.02%，溢流灰分為20.42%，粗精煤回收率達(dá)到88.96%，說(shuō)明FBS流化床分選機(jī)對(duì)0.25～0.5 mm物料分選效果良好，降灰明顯；

(2)FBS溢流經(jīng)疊層高頻細(xì)篩和離心機(jī)脫泥、脫水后，粗精煤灰分為10.87%，符合河南天元選煤廠精煤產(chǎn)品灰分要求。

根據(jù)干擾沉降原理，F(xiàn)BS流化床分選機(jī)入料粒度要求為1.0～0.25 mm，粒度過(guò)粗或者過(guò)細(xì)均會(huì)導(dǎo)致小粒度高密度顆粒與大粒度低密度顆粒在分選過(guò)程中發(fā)生錯(cuò)配，從而使分選機(jī)溢流超灰或底流夾帶精煤，因此，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程應(yīng)嚴(yán)格控制FBS流化床分選機(jī)上游分級(jí)設(shè)備的工作狀況。

3.2 應(yīng)用效果分析

河南天元選煤廠通過(guò)對(duì)粗煤泥系統(tǒng)進(jìn)行技改，對(duì)預(yù)先脫除的粗煤泥進(jìn)行分選，不僅有效回收了其中的粗精煤泥，而且優(yōu)化完善了選煤廠生產(chǎn)工藝，提高了重介系統(tǒng)的分選效率，改善了浮選系統(tǒng)的分選效果，緩解了浮選系統(tǒng)的壓力，同時(shí)提高了系統(tǒng)的單位處理量，降低了介耗和能耗，提高了全廠的綜合效益。主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

(1)預(yù)先脫除的煤泥進(jìn)入粗煤泥分選系統(tǒng)進(jìn)行分選，不再經(jīng)原系統(tǒng)的弧形篩脫泥后進(jìn)入主洗重介旋流器，直接減少了主洗重介系統(tǒng)煤泥含量，可明顯改善重介旋流器的工作狀況，提高其分選效率，同時(shí)減少重介分流，使介耗得到降低；

(2)0.25～0.5 mm粒級(jí)經(jīng)粗煤泥分選系統(tǒng)分選，減少了進(jìn)入浮選系統(tǒng)的煤泥量，從而減輕浮選系統(tǒng)壓力，改善了浮選效果，有助于提高浮選精煤質(zhì)量，避免重介精煤“背灰”；

(3)重介系統(tǒng)和浮選系統(tǒng)分選精度得到提高，使得精煤產(chǎn)品灰分穩(wěn)定，產(chǎn)率提高；

(4)浮選系統(tǒng)壓力減輕，提高了單位時(shí)間入洗量，噸煤洗選成本降低。

4 經(jīng)濟(jì)效益

實(shí)踐表明，天元選煤廠粗煤泥分選系統(tǒng)投入運(yùn)行以來(lái)，取得了良好的應(yīng)用效果。在節(jié)能降耗方面，選煤廠入洗噸原煤電耗下降了1.02 kW·h，介耗下降了0.4 kg。以年入洗150萬(wàn)t原煤，電費(fèi)1 元/(kW·h)，介質(zhì)價(jià)格700 元/t計(jì)算，每年可節(jié)約資金(1.02×1+0.4×700/1000)×150=195(萬(wàn)元)。

5 結(jié) 語(yǔ)

河南天元選煤廠粗煤泥系統(tǒng)技改生產(chǎn)實(shí)踐表明，通過(guò)分析和研究入選原煤中的煤泥含量和性質(zhì)，在原有工藝的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了粗煤泥分選工藝改造，避免了原煤中煤泥含量過(guò)大對(duì)主洗系統(tǒng)造成的不利影響，有效提高了無(wú)壓三產(chǎn)品重介旋流器的分選效率，同時(shí)減輕了浮選系統(tǒng)處理壓力，避免重介精煤“背灰”現(xiàn)象，提高了精煤綜合產(chǎn)率，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)選煤廠原煤?jiǎn)挝粫r(shí)間處理量也得到提高，降低了介耗、能耗和噸煤加工成本，節(jié)能降耗效果明顯，創(chuàng)造了良好社會(huì)效益。