潘集選煤廠入洗不同礦別原煤煤泥水系統(tǒng)的差異化管理策略

孫宗成 周宏強(qiáng) 朱再勝

摘 要：中央型潘集選煤廠擁有國(guó)際最先進(jìn)、適應(yīng)性強(qiáng)的選煤工藝系統(tǒng)，在入洗不同礦別原煤時(shí)，煤泥水系統(tǒng)表現(xiàn)不一。由此，本文從生產(chǎn)實(shí)際情況出發(fā)，闡述了入洗不同礦別原煤時(shí)的煤泥水系統(tǒng)差異化管理策略，以期為相關(guān)學(xué)者的研究提供參考。

關(guān)鍵詞：潘集選煤廠;煤泥水系統(tǒng);差異化管理

中圖分類號(hào)：TD94文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2018）28-0079-03

Abstract： The central Panji coal preparation plant has the most advanced and adaptable coal preparation technology system in the world. The performance of the slurry system is different when the raw coal of different mine types is washed. Based on the actual production situation， this paper expounded the differential management strategy of slime water system when raw coal of different types was washed， in order to provide reference for relevant scholars.

Keywords： Panji coal preparation plant; slurry system;differentiated management

1 潘集選煤廠簡(jiǎn)介

淮南礦業(yè)集團(tuán)為持續(xù)做強(qiáng)做精能源主業(yè)，調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，推進(jìn)向高質(zhì)量發(fā)展階段轉(zhuǎn)型，投資建設(shè)潘集選煤廠，于2012年委托煤炭工業(yè)合肥設(shè)計(jì)研究院進(jìn)行設(shè)計(jì)，2018年3月建成投產(chǎn)。廠設(shè)計(jì)入選原煤包括謝橋、潘北、朱集、顧北、張北、潘二等礦原煤，年入洗原煤能力為1 200萬(wàn)t。

1.1 洗選流程簡(jiǎn)介

洗選加工工藝流程為：Φ1 500大直徑無(wú)壓三產(chǎn)品重介旋流器+煤泥重介+浮選的聯(lián)合工藝流程。50～0.5mm采用無(wú)壓三產(chǎn)品重介旋流器分選，粗煤泥采用煤泥重介分選，細(xì)煤泥脫泥浮選，浮選精煤采用加壓過(guò)濾脫水。洗水采用三段沉降、濃縮的方式處理，一段濃縮機(jī)底流采用沉降過(guò)濾式篩網(wǎng)離心機(jī)（簡(jiǎn)稱“臥脫”）回收，溢流進(jìn)入二段濃縮機(jī)，二段濃縮機(jī)底流采用壓濾機(jī)回收，溢流進(jìn)入循環(huán)水池作為循環(huán)水重復(fù)使用，部分循環(huán)水進(jìn)入凈化濃縮機(jī)二次凈化，凈化濃縮機(jī)溢流進(jìn)入澄清水池作為生產(chǎn)補(bǔ)水，實(shí)現(xiàn)洗水閉路循環(huán)。本流程在淮南礦業(yè)集團(tuán)各煉焦煤選煤廠已得到較好運(yùn)用，適應(yīng)性強(qiáng)，技術(shù)成熟，工藝先進(jìn)。

本工藝流程設(shè)計(jì)以潘一煉焦煤選煤廠原煤篩分浮沉資料（2010年10月）作為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料，重介選煤系統(tǒng)次生煤泥產(chǎn)率按占入選煤量的5%選取。潘一礦原煤篩分試驗(yàn)結(jié)果和浮沉試驗(yàn)結(jié)果見表1和表2。

1.2 洗選主要設(shè)備參數(shù)

洗選主要設(shè)備參數(shù)見表3。

2 不同礦別原煤的性質(zhì)

在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，潘集選煤廠入洗原煤來(lái)自謝橋礦、潘二礦、顧北礦、潘三礦、張北礦和潘二礦等，與設(shè)計(jì)之初有所差別?，F(xiàn)將不同礦別原煤性質(zhì)及對(duì)煤泥水系統(tǒng)的影響簡(jiǎn)述如下。

2.1 謝橋礦原煤

原煤灰分較高（44%左右），-1.4密度級(jí)含量較低（26%左右），灰分適中（8%左右），1.4～1.8密度級(jí)含量適中，占16%左右，+1.8密度級(jí)含量高達(dá)33%左右。原生煤泥含量在24%左右，灰分37%左右。單入洗謝橋礦原煤時(shí)，一段濃縮機(jī)入料煤泥灰分41.86%，-0.075mm粒級(jí)煤泥含量高達(dá)89.31%，證明矸石極易泥化[1]。煤泥不易沉淀，多處于懸浮狀態(tài)，對(duì)浮選操作、壓濾周期及循環(huán)水水質(zhì)影響明顯。鈣片、明礬、堿鋁等藥劑噸原煤消耗量高。

2.2 潘二礦原煤

原煤灰分較低（7.5%左右），原煤中-1.4密度級(jí)和+1.8密度級(jí)含量較高，分別為31%左右和24%左右。原生煤泥含量較高[2]（33%左右），但煤泥灰分偏低（32%左右），煤泥易沉淀，浮選和壓濾量大。絮凝劑噸原煤消耗相對(duì)較多，藥劑正常添加循環(huán)水水質(zhì)易保持。

2.3 顧北礦原煤

原煤總灰分較高（40%～50%），-1.4密度級(jí)含量較低（23%左右），灰分適中（8%左右），1.4～1.8密度級(jí)含量適中，占16%左右，+1.8密度級(jí)含量較少（25%左右）。原生煤泥含量在25%左右，灰分適中（41%左右），煤泥易沉淀，浮選操作、壓濾壓料適宜，循環(huán)水水質(zhì)易控制。

2.4 潘三礦原煤

總灰分不高（32%左右），-1.4密度級(jí)含量較高（47%左右），灰分高，達(dá)到9%～9.5%，原生煤泥含量大，一段濃縮機(jī)入料煤泥水中-0.045mm粒度級(jí)的含量高達(dá)70%左右[3]。

2.5 張北礦A組原煤

總灰分較低（約28%），-1.4密度級(jí)含量較高（47%左右），灰分低（5%左右），1.4～1.8密度級(jí)含量少，僅占6%左右，+1.8密度級(jí)含量約為22%，原生煤泥含量約26%，灰分較低（20%左右）。

2.6 潘二礦A組原煤

總灰分較低（30%左右），-1.4密度級(jí)含量較高（33%左右），灰分低（6%左右），1.4～1.8密度級(jí)含量少，約占10%，原生煤泥含量38%左右，灰分較低（22%左右）。

3 煤泥水系統(tǒng)的差異化管理

對(duì)于一個(gè)集中型選煤廠，入洗入料存在差異，勢(shì)必需要針對(duì)不同原煤采取不同的洗選方案，因此，筆者提出洗煤差異化管理。洗煤差異化管理是充分利用原煤差異帶來(lái)的互補(bǔ)增值效應(yīng)，根據(jù)原煤的性質(zhì)差異特征實(shí)施“適應(yīng)系統(tǒng)”的洗選工作，在工作實(shí)踐中進(jìn)行“原煤性質(zhì)-生產(chǎn)系統(tǒng)-產(chǎn)品性質(zhì)”匹配調(diào)整，對(duì)不同原煤進(jìn)行差異化的配置，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備資源優(yōu)化利用，建立高效的生產(chǎn)組織。針對(duì)差異化原煤生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，針對(duì)差異化產(chǎn)品，實(shí)行生產(chǎn)系統(tǒng)差異化管理，繼而使企業(yè)獲得最大經(jīng)濟(jì)效益。

3.1 謝橋礦原煤

由于謝橋礦原煤中矸石易泥化，對(duì)浮選操作、壓濾周期及循環(huán)水水質(zhì)影響較大，故此類原煤不適宜長(zhǎng)時(shí)間大量單洗，需要與其他礦原煤混配入洗，且謝橋原煤與其他礦原煤重量配比不大于1∶1。

浮選系統(tǒng)中一次浮選入料池（脫泥池）要保持一定量的溢流，務(wù)必脫去部分高灰細(xì)泥。脫泥池入料灰分為35%～39%，入料灰分高，溢流灰分為47%～50%，脫泥效果顯著，可考慮適當(dāng)增大溢流量，進(jìn)一步降低入料灰分，減輕一次浮選降灰壓力。加大一次浮選和二次浮選稀釋水用量，降低入浮濃度，同時(shí)將一次精礦池和二次精礦池消泡水開至最大。控制浮選藥劑油比，適當(dāng)減少乳化劑，用量稍大會(huì)造成一浮精礦和尾礦虛泡增多，對(duì)后續(xù)二浮降灰和濃縮機(jī)煤泥沉淀不利。

煤泥水濃縮沉降系統(tǒng)中濃縮機(jī)添加絮凝劑要連續(xù)，謝橋礦煤泥質(zhì)量大，添加絮凝劑后水質(zhì)仍呈現(xiàn)為淡黃色，故絮凝劑不宜多加。大量投入鈣鎂離子凝聚劑可明顯改善循環(huán)水硬度，保持硬度在10H以上，鈣鎂離子可促進(jìn)黏土礦物顆粒以面-面方式締結(jié)成粒度大、結(jié)構(gòu)緊密的顆粒集聚體。在處理極細(xì)顆粒的三段濃縮機(jī)中添加無(wú)機(jī)電解凝聚劑明礬進(jìn)行深度澄清凈化，電解質(zhì)可中和極細(xì)顆粒表面的電荷，使細(xì)顆粒不懸浮，促進(jìn)沉降濃縮，故需適當(dāng)增大明礬用量。

壓濾系統(tǒng)由于濃縮機(jī)細(xì)顆粒煤泥多處于懸浮狀態(tài)，壓濾機(jī)入料濃度沒(méi)有明顯增大，導(dǎo)致壓料周期長(zhǎng)（100～120min）、濾餅薄、濾餅水分大、存在一定的夾心，需增加堿式聚合氯化鋁（簡(jiǎn)稱堿鋁）添加量。

3.2 潘二礦原煤

潘二礦原煤中細(xì)顆粒含量大，浮選入浮量大，浮選精煤占比高，柴油和乳化劑消耗量需要增加。

潘二礦原煤中矸石不易泥化，煤泥量多，但煤泥沉淀快，絮凝劑作用效果明顯，使循環(huán)水水質(zhì)較易保持。

因?yàn)闈饪s機(jī)底流濃度較高，因此，壓料周期一般能控制在60min左右，濾餅較厚、水分低、易卸料。壓濾系統(tǒng)入料量大，故也需要增大堿鋁添加量。

3.3 顧北礦原煤

顧北礦原煤煤質(zhì)較好，煤泥易沉淀，對(duì)浮選操作、壓濾壓料和循環(huán)水沒(méi)有明顯的負(fù)面影響，整體操作較平穩(wěn)。只要藥劑添加連續(xù)，各環(huán)節(jié)就沒(méi)有問(wèn)題。

3.4 張北礦A組原煤

張北礦A組原煤中-1.4密度級(jí)的含量比較高，浮選精煤量大，浮選藥劑消耗量增加。進(jìn)入濃縮系統(tǒng)的煤泥量少，濃縮系統(tǒng)較易控制，凝聚劑、絮凝劑用藥量少，且壓濾入料中大顆粒含量多，濾餅不粘濾布，易成餅，易卸料，極細(xì)顆粒煤泥含量少。因?yàn)楦∵x精煤量大，部分流失的浮選藥劑使?jié)饪s池上泡沫多，此時(shí)制約生產(chǎn)的是精煤脫水脫介環(huán)節(jié)。

3.5 潘二礦A組原煤

潘二礦A組原煤中各粒度級(jí)組成、各密度級(jí)組成較為均勻，但精煤量大，確保浮選系統(tǒng)入料濃度為80～100g/L，適當(dāng)增大藥劑添加量，確保尾礦不跑煤。壓濾煤泥極細(xì)顆粒較少、成餅性較好。

3.6 入洗不同礦別原煤煤泥水系統(tǒng)藥劑消耗情況

潘集選煤廠在入洗不同性質(zhì)原煤時(shí)，由于細(xì)顆粒煤泥含量及泥化情況的差異，藥劑消耗存在明顯差異。入洗謝橋礦原煤，針對(duì)細(xì)顆粒的鈣片和明礬使用量明顯增多。入洗潘二礦原煤，壓濾負(fù)擔(dān)大，堿鋁使用量大。入洗顧北礦原煤，煤泥水系統(tǒng)較好控制，藥劑使用量適中。入洗張北A組煤和潘二A組煤，浮選精煤量大，浮選藥劑使用量大。藥劑消耗情況具體見表4。

4 結(jié)論

作為中央型選煤廠，在入洗不同煤質(zhì)原煤時(shí)，需要對(duì)煤泥水系統(tǒng)進(jìn)行差異化管理。針對(duì)泥質(zhì)含量高的原煤，要從源頭上著手，配合其他煤質(zhì)原煤入洗，保持循環(huán)水水質(zhì)硬度，增加凝聚劑、絮凝劑使用量。

參考文獻(xiàn)：

[1]陸向陽(yáng)，葛蕙.謝橋礦選煤廠煤泥水深度凈化的試驗(yàn)研究[J].選煤技術(shù)，2002（1）：10-13.

[2]趙記偉.潘二煤礦選煤廠煤泥水處理系統(tǒng)的改造[J].煤炭技術(shù)，2007（11）：79-80.

[3]曹越.潘三選煤廠高泥化煤泥水絮凝沉降試驗(yàn)研究[J].選煤技術(shù)，2014（5）：19-21.