綠水洞煤礦選煤廠粗煤泥回收系統(tǒng)改造實(shí)踐

殷紹林，周忠國，陳勝明，廖小明，袁文春，劉 斌

(四川省華鎣山煤業(yè)股份有限公司 綠水洞煤礦，四川 華鎣638601)

綠水洞煤礦選煤廠于2006年4月建成投產(chǎn)，經(jīng)過多次工藝改造后，處理能力達(dá)到1.20 Mt/a。目前的選煤工藝為:50～1 mm粒級(jí)原煤由三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選，1～0.25 mm粒級(jí)粗煤泥由TBS分選，0.25～0 mm粒級(jí)細(xì)煤泥由壓濾機(jī)回收。入選原煤為優(yōu)質(zhì)主焦煤和焦肥煤，主要產(chǎn)品為洗精煤、洗混煤、烘干煤等，產(chǎn)品具有低灰、高發(fā)熱量、高粘結(jié)指數(shù)等特點(diǎn)。

受煤炭市場(chǎng)下行影響，傳統(tǒng)高硫冶煉精煤市場(chǎng)需求減少，動(dòng)力煤市場(chǎng)需求存在一定缺口。由于該選煤廠生產(chǎn)系統(tǒng)使用時(shí)間較長(zhǎng)，部分設(shè)備老化，生產(chǎn)系統(tǒng)處理能力不能滿足礦井生產(chǎn)要求。為了適應(yīng)市場(chǎng)變化，在滿足冶煉精煤市場(chǎng)要求的前提下，需要對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行改造，從而滿足動(dòng)力煤市場(chǎng)需求。為此，結(jié)合粗煤泥分選現(xiàn)狀，對(duì)該選煤廠粗煤泥回收系統(tǒng)進(jìn)行改造。

1 改造方案

(1)方案A。在冶煉精煤市場(chǎng)需求極低的情況下，為了簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝，降低濃縮、壓濾系統(tǒng)負(fù)荷，在所有煤泥水進(jìn)入濃縮池前先用深錐濃縮桶截粗，深錐濃縮桶底流經(jīng)旋流器濃縮后采用高頻篩回收，其回收的粗煤泥摻入混煤，深錐濃縮桶溢流和旋流器溢流自流進(jìn)入濃縮池。在冶煉精煤市場(chǎng)需求相對(duì)較高的情況下，為了回收粗煤泥系統(tǒng)中的精煤，脫泥篩篩下水和精煤磁選尾礦經(jīng)旋流器濃縮后采用TBS分選，TBS溢流經(jīng)旋流器濃縮后采用弧形篩、精煤離心機(jī)脫泥、脫水，TBS底流和中矸磁選尾礦經(jīng)旋流器濃縮后，采用高頻篩回收，然后進(jìn)入煤泥干燥系統(tǒng)干燥[1-3]。根據(jù)煤炭市場(chǎng)需求情況，這兩種生產(chǎn)工藝可以靈活切換。

(2)方案B。利用原有生產(chǎn)系統(tǒng)，原煤脫泥篩篩下水(含精煤磁選尾礦)經(jīng)分級(jí)旋流器濃縮后底流進(jìn)入高頻篩，取消TBS分選系統(tǒng)，取消3030中煤弧形篩系統(tǒng)；中矸磁選尾礦、離心脫水機(jī)濾液經(jīng)3033旋流器組濃縮后進(jìn)入高頻篩，取消3035沉降離心脫水機(jī)。所有高頻篩篩下水回到3031煤泥水桶，從而形成小循環(huán)[4-6]。在該方案產(chǎn)生效果后，在條件允許的情況下，可將脫泥篩篩下水、磁選尾礦等引入濃縮漏斗內(nèi)，濃縮漏斗溢流自流進(jìn)入耙式濃縮機(jī)，其底流被泵送到分級(jí)旋流器(利用原有兩個(gè)φ450的分級(jí)旋流器)，旋流器底流經(jīng)高頻篩脫水后摻入中煤。

(3)對(duì)比分析。對(duì)于方案A而言，需將原煤脫泥篩的篩孔尺寸由0.5 mm擴(kuò)大至1 mm，以提高脫泥篩的篩分效率；采用深錐濃縮桶對(duì)部分1～0 mm粒級(jí)煤泥分級(jí)，僅濃縮桶溢流內(nèi)的細(xì)煤泥進(jìn)入耙式濃縮機(jī)，可避免耙式濃縮機(jī)和煤泥壓濾機(jī)負(fù)荷過大的問題；采用高頻篩代替沉降離心脫水機(jī)回收濃縮桶底流內(nèi)的粗煤泥，可有效降低材料費(fèi)用和人工費(fèi)用；高灰高硫TBS尾礦、中矸磁選尾礦采用高灰高頻篩處理，煤泥不再進(jìn)入混煤，可有效降低混煤硫分。但該方案所需的管道、閘門較多，浮選車間還需要增加高頻篩及其設(shè)備基礎(chǔ)，系統(tǒng)較復(fù)雜，資金投入較多。

對(duì)于方案B而言，取消TBS和沉降離心脫水機(jī)系統(tǒng)后，生產(chǎn)系統(tǒng)得到簡(jiǎn)化，粗煤泥能夠得到有效回收，甚至>0.3 mm粒級(jí)原生煤泥也能得到大量回收，可在一定程度上減少運(yùn)行費(fèi)用。同時(shí)，中煤離心脫水機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況也能得到一定改善，所回收的產(chǎn)品水分也能降低。但該方案中高頻篩回收的粗煤泥全部進(jìn)入混煤，篩上物水分在20%～25%之間(比沉降離心脫水機(jī)的產(chǎn)品水分高)，導(dǎo)致混煤水分增加1.00%～1.50%；同時(shí)，生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)的高灰高硫煤泥未被分開回收，致使混煤灰分增高。此外，由于TBS系統(tǒng)被取消，在冶煉精煤市場(chǎng)好轉(zhuǎn)的情況下，無法有效回收煤泥水內(nèi)的精煤。

綜合分析，采用方案A比較合理，生產(chǎn)工藝可以根據(jù)市場(chǎng)需求靈活切換，能夠滿足多種情況下的生產(chǎn)需要。

2 設(shè)備選型

(1)低灰高頻篩選型。TBS溢流、3020分級(jí)旋流器溢流內(nèi)回收的煤泥約占全樣的3%，按生產(chǎn)系統(tǒng)處理能力300 t/h計(jì)算，低灰粗煤泥產(chǎn)量約為9 t/h。為了節(jié)省投資，低灰粗煤泥回收系統(tǒng)使用原沉降離心脫水機(jī)和弧形篩的基礎(chǔ)，選用2臺(tái)ZD1236型高頻篩，篩面(鋪設(shè)耐磨復(fù)合篩網(wǎng))面積為4.323 m2，篩孔尺寸為0.5 mm，處理能力為2 t/(m2·h)，不均衡系數(shù)為1.25。

(2)高灰高頻篩選型。高灰粗煤泥回收系統(tǒng)選用2臺(tái)ZD1236型高頻篩(1用1備)，篩面(鋪設(shè)耐磨復(fù)合篩網(wǎng))面積為4.323 m2，篩孔尺寸為0.5 mm，處理能力為2 t/(m2·h)，不均衡系數(shù)為1.25。

(3)煤泥分級(jí)旋流器選型。該選煤廠的低灰粗煤泥產(chǎn)量約為9 t/h，且物料為細(xì)粒物料，故分級(jí)旋流器選用標(biāo)準(zhǔn)型(α=20°)，選用1臺(tái)φ500 mm的分級(jí)旋流器即可；高灰粗煤泥產(chǎn)量約為5.40 t/h，且物料為細(xì)粒物料，分級(jí)旋流器也選用標(biāo)準(zhǔn)型(α=20°)，選用1臺(tái)φ500 mm的分級(jí)旋流器就能滿足要求。

(4)渣漿泵選型。對(duì)于深錐濃縮桶底流，選用1臺(tái)流量為50 m3、揚(yáng)程為60 m的渣漿泵向分級(jí)旋流器供料。

(5)振動(dòng)弧形篩選型。在原生粗煤泥進(jìn)入TBS過程中，弧形篩的面積關(guān)系到TBS精礦灰分是否合格。為提高預(yù)脫泥效果，增加1臺(tái)ZHSK30/20/60振動(dòng)弧形篩(篩孔尺寸為0.75 mm)，以適應(yīng)生產(chǎn)系統(tǒng)變化。

3 改造效果

3.1 煤泥回收效果

在對(duì)粗煤泥回收系統(tǒng)改造后，粗煤泥回收量增大，將其摻入中煤后中煤水分增加2%左右；但中煤有二次脫水環(huán)節(jié)，且篩孔尺寸的調(diào)節(jié)對(duì)脫水效果也一定影響，因此運(yùn)到用戶的產(chǎn)品水分增加量有限，基本可以滿足用戶要求。粗煤泥回收系統(tǒng)改造后的篩上物和混煤水分統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1，產(chǎn)品質(zhì)量統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2。

表1 篩上物和混煤水分統(tǒng)計(jì)結(jié)果

表2 產(chǎn)品質(zhì)量統(tǒng)計(jì)結(jié)果

此外，在粗煤泥回收系統(tǒng)改造后，在原煤處理量多11 565 t的情況下，快開壓濾機(jī)少運(yùn)行291次；按每次排料12 t計(jì)算，回收粗煤泥3 492 t，總共排料19 704 t，粗煤泥回收比例達(dá)到17.72%。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益

原沉降離心脫水機(jī)每年需要電費(fèi)43.82萬元，高頻篩每年需要電費(fèi)1.52萬元，耙式濃縮機(jī)、壓濾機(jī)等設(shè)備每天的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間減少2 h，故改造后粗煤泥回收系統(tǒng)每年可以節(jié)省電費(fèi)39.21萬元；同時(shí)，煤泥干燥費(fèi)用可以節(jié)省108萬元，沉降離心脫水機(jī)的維修維護(hù)費(fèi)用可以節(jié)省25萬元。

在相同質(zhì)量下，混煤的銷售價(jià)格比干燥煤泥高0.48元/MJ，按煤泥發(fā)熱量19.25 MJ/kg計(jì)算，每年混煤產(chǎn)量增加3.60萬t，可以創(chuàng)收33.12萬元。高頻篩復(fù)合篩網(wǎng)采購成本為5.46萬元，電費(fèi)為1.52萬元，每年可以創(chuàng)收198.35萬元，經(jīng)濟(jì)效益比較顯著。

4 結(jié)語

根據(jù)礦井實(shí)際和市場(chǎng)情況，制定出適合該選煤廠粗煤泥回收的方案。通過采用高灰高頻篩、低灰高頻篩、煤泥分級(jí)旋流器、渣漿泵、振動(dòng)弧形篩等設(shè)備實(shí)施改造，使煤泥水處理系統(tǒng)得到合理簡(jiǎn)化，粗煤泥能夠得到有效回收，粗煤泥回收比例達(dá)到17.72%，生產(chǎn)成本降低。在煤泥水處理系統(tǒng)改造后，實(shí)現(xiàn)了重選生產(chǎn)與煤泥回收同步作業(yè)，對(duì)該選煤廠發(fā)展起到了積極的促進(jìn)作用。