駱駝山選煤廠煤泥水系統(tǒng)改造實(shí)踐

蔚志恒，解亞輝，馬云州，周立習(xí)

(1．神華烏海能源有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 烏海016000；2.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 國(guó)家煤加工工程中心，江蘇 徐州221116)

神華烏海能源有限責(zé)任公司駱駝山選煤廠(以下簡(jiǎn)稱駱駝山選煤廠)是一座設(shè)計(jì)能力為3.0 Mt/a的煉焦煤選煤廠，生產(chǎn)采用“無(wú)壓給料三產(chǎn)品重介旋流器+煤泥重介+煤泥浮選”聯(lián)合工藝流程，洗精煤產(chǎn)品主要供應(yīng)周邊地區(qū)的焦化廠，混煤和煤泥供周邊地區(qū)的發(fā)電廠。該廠原設(shè)計(jì)主要入選配套礦井的9#、16#原煤，由于配套礦井沒(méi)有按期投產(chǎn)，目前主要外購(gòu)烏海及周邊地區(qū)礦井的原煤入選，入選煤種為1/3焦煤。由于駱駝山選煤廠入選的是外來(lái)煤，煤質(zhì)與設(shè)計(jì)資料有出入，因此在生產(chǎn)中煤泥水系統(tǒng)出現(xiàn)了一些與設(shè)計(jì)工藝不相適應(yīng)的問(wèn)題。

1 存在問(wèn)題

駱駝山選煤廠原有煤泥水工藝流程(圖1)為：精煤磁選尾礦由泵送到截粗弧形篩，篩上物料自流到立式刮刀卸料離心脫水機(jī)(以下簡(jiǎn)稱立式離心機(jī))進(jìn)行脫水；篩下水和立式離心機(jī)離心液自流至浮選入料池；浮選精煤采用快開式壓濾機(jī)脫水，浮選尾礦自流到濃縮系統(tǒng)處理。在生產(chǎn)中出現(xiàn)的主要問(wèn)題有：

(1)入浮前煤泥水粗顆?；厥绽щy。原設(shè)計(jì)的弧形篩+立式離心機(jī)截粗脫水工藝無(wú)法滿足現(xiàn)有生產(chǎn)要求，當(dāng)入料中煤泥含量升高時(shí)，弧形篩會(huì)出現(xiàn)跑水現(xiàn)象，導(dǎo)致立式離心機(jī)脫水效果變差，精煤水分增加，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)出現(xiàn)膠帶打滑、撒煤等問(wèn)題。

(2)浮選效果差。駱駝山選煤廠浮選工藝采用的是一次浮選(粗選)流程，適用于易選或中等易浮煤泥，或精煤質(zhì)量要求不高時(shí)[1]。在實(shí)際生產(chǎn)中，浮選入料灰分約為17%～19%，精煤灰分約為12%，浮選尾礦灰分在25%～26%左右，浮選產(chǎn)率約為50%。從生產(chǎn)數(shù)據(jù)可以看出，由于入選原煤煤泥的可浮性差，造成精煤灰分偏高(最終精煤灰分要求為10.5%)，需要重介主選系統(tǒng)為浮選“背灰”。此外，這也會(huì)導(dǎo)致部分精煤損失在浮選尾礦中，使浮選尾礦灰分偏低，浮選產(chǎn)率偏低，不僅造成資源的浪費(fèi)，也嚴(yán)重影響選煤廠的經(jīng)濟(jì)效益。

圖1 原煤泥水系統(tǒng)工藝流程

(3)立式離心機(jī)篩籃磨損快，生產(chǎn)成本高。一般情況下，離心機(jī)篩籃每?jī)蓚€(gè)月?lián)Q一次，每個(gè)篩籃價(jià)格為0.8萬(wàn)元，加上人員工資，一臺(tái)立式離心機(jī)每年維修成本約為6萬(wàn)元。

2 方案調(diào)研

國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)中有關(guān)選煤廠煤泥水系統(tǒng)改造實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)介紹方面的文章很多。例如，王榮彩[2]描述了云駕嶺煤礦選煤廠進(jìn)行的煤泥水系統(tǒng)技術(shù)改造，主要通過(guò)在循環(huán)水中添加石膏水和改變絮凝劑溶液的配制濃度，從而使煤泥更容易兼并、絮凝和沉降。徐海玲[3]等介紹了葛店選煤廠在煤泥水系統(tǒng)中，增設(shè)了螺旋分選機(jī)回收粗煤泥，減少了精煤損失。沈雁[4]針對(duì)馬頭洗選廠煤泥離心機(jī)入料濃度低，精煤水分高，以及大量高灰細(xì)泥進(jìn)入精煤產(chǎn)品，致使精煤灰分升高的問(wèn)題，啟用角錐沉淀池強(qiáng)化粒度分級(jí)，有效控制了浮選入料粒度；并將中煤磁選尾礦打入浮選機(jī)進(jìn)行二次分選，明顯提高了精煤產(chǎn)率，同時(shí)，還將撈坑溢流返回一段濃縮機(jī)進(jìn)行二次濃縮，最終使煤泥中粗顆粒含量明顯減少。朱長(zhǎng)勇[5]等介紹了太西洗煤廠一分區(qū)在煤泥水系統(tǒng)工藝改造實(shí)踐中，針對(duì)部分粗煤泥在末煤重介和浮選系統(tǒng)中循環(huán), 精煤泡沫含水量大，精煤脫水回收作業(yè)困難，精煤水分偏高等問(wèn)題，采用分級(jí)旋流器組+弧形篩+煤泥離心機(jī)的工藝回收粗煤泥，采用半直接浮選工藝提高入浮濃度，不僅改善了加壓過(guò)濾機(jī)脫水效果，降低了精煤水分，并使分選效果變好。

參考業(yè)內(nèi)處理方案，并結(jié)合該廠實(shí)際情況，決定采用煤泥水分級(jí)回收方案對(duì)該廠煤泥水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。

3 工程實(shí)施及效果

結(jié)合駱駝山選煤廠的實(shí)際情況，該廠將原一次浮選流程調(diào)整為部分二次浮選工藝，并采用二次脫水工藝代替原一次脫水工藝，以徹底解決煤泥水系統(tǒng)存在的問(wèn)題。

3.1 實(shí)施內(nèi)容

在工程實(shí)施過(guò)程中，在投資少、改動(dòng)小的前提下，根據(jù)選煤廠空間結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了以下方面的改造：

(1)采用臥式沉降過(guò)濾離心機(jī)(發(fā)下簡(jiǎn)稱臥式離心機(jī))替代立式離心機(jī)進(jìn)行粗煤泥的脫水，入料為原隔粗弧形篩篩上物和一次浮選(浮選機(jī)A)精礦。為充分利用廠房空間，拆除原有一臺(tái)立式離心機(jī)，在該位置安裝一臺(tái)臥式離心機(jī)，弧形篩篩上物料可自流至臥式離心機(jī)進(jìn)行脫水，如果臥式離心機(jī)處理能力不夠，可分流一部分物料去另一臺(tái)立式離心機(jī)進(jìn)行脫水。

(2)將原浮選入料池分為一次浮選入料池和二次浮選入料池。隔粗弧形篩篩下物與立式離心機(jī)離心液進(jìn)入一次浮選入料池，并泵送至浮選機(jī)A。臥式離心機(jī)離心液進(jìn)入二次浮選入料池，并泵送至浮選機(jī)B。

(3)在原浮選精礦池中間增加隔墻并設(shè)溢流堰，分為浮選粗精煤池(精礦池1)和浮選細(xì)精煤池(精礦池2)，浮選精礦池1約占整個(gè)浮精池的1/3。將一次浮選粗精煤泵送到新增設(shè)的臥式離心機(jī)入料緩沖箱，與截粗弧形篩篩上物一起進(jìn)入臥式離心機(jī)脫水；浮選精礦池1的溢流與二次浮選(浮選機(jī)B)的精礦一起，泵送至原有精煤加壓過(guò)濾機(jī)處理。

(4)在截粗弧形篩篩上物溜槽處增設(shè)緩沖箱，將篩上物與浮選精煤混合，以提高臥式離心機(jī)入料的均勻性。

改造后的煤泥水工藝流程見圖2。

圖2 改造后的煤泥水工藝流程

3.2 實(shí)施效果

改造后的生產(chǎn)實(shí)踐表明，可適當(dāng)提高浮選機(jī)A的精煤灰分，再通過(guò)臥式離心機(jī)將細(xì)泥脫去，可以獲得合格的精煤產(chǎn)品，并提高精煤的產(chǎn)率；將高灰的離心液和部分浮選入料混合后進(jìn)行二次浮選，可進(jìn)一步提高細(xì)粒、難選煤粒的回收率。

與原工藝相比，約2/3的浮選入料進(jìn)行了二次浮選，用臥式離心機(jī)取代原有的立式離心機(jī)，從根本上解決了原弧形篩跑水、立式離心機(jī)脫水效果差的問(wèn)題，并大幅度減少了加壓過(guò)濾機(jī)的入料量，顯著降低了脫水成本和精煤水分。

改造后，在浮選入料灰分不變的情況，浮選精煤灰分可降至11.5%左右，浮選尾礦灰分升高到32%左右，浮選精煤產(chǎn)率提高到60%左右，比改造前提高約10個(gè)百分點(diǎn)。按駱駝山選煤廠年處理原煤300萬(wàn)t，精煤價(jià)格為600元/t，煤泥價(jià)格為100元/t，煤泥含量為20%計(jì)算，改造后年經(jīng)濟(jì)效益約為(600-100)元/t×300萬(wàn)t×20%×60%×10%=2 100萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)明顯。

4 結(jié)語(yǔ)

駱駝山選煤廠在不進(jìn)行大規(guī)模投資、不增加設(shè)備臺(tái)數(shù)、不復(fù)雜工藝流程的前提下進(jìn)行了煤泥水系統(tǒng)技術(shù)改造，在一定程度上解決了浮選機(jī)分選效果差、精煤水分高的問(wèn)題，經(jīng)濟(jì)效益明顯。采用部分二次浮選工藝替代原來(lái)的一次浮選工藝，在其他條件不變的情況下，浮選精煤灰分比改造前降低0.5個(gè)百分點(diǎn)，尾礦灰分提高約10個(gè)百分點(diǎn)，浮選效果明顯改善；采用兩段脫水工藝取代原來(lái)的一段脫水工藝，不僅降低了最終精煤產(chǎn)品水分，而且降低了脫水成本。此外，改造盡可能利用了原有設(shè)備，并充分考慮了生產(chǎn)運(yùn)行新舊工藝的轉(zhuǎn)換，解決了技改與正常生產(chǎn)的矛盾。本次系統(tǒng)改造有效解決了煤泥分選難、脫水難的問(wèn)題，使煤泥水系統(tǒng)能力顯著提高，年經(jīng)濟(jì)效益約2 100萬(wàn)元。