三交河選煤廠煤泥水系統(tǒng)問題的探討

吳畏

【摘 要】三交河選煤廠為礦井型煉焦煤選煤廠，采用“脫泥有壓三產(chǎn)品重介旋流器分選+粗煤泥TBS干擾床分選、煤泥直接浮選、尾煤泥快開壓濾回收”工藝流程。本文對三交河選煤廠存在的重介“背灰”、精煤磁選尾礦的回收、高灰細泥影響浮選精煤等共性問題進行了分析與探討。

【關(guān)鍵詞】煉焦煤選煤廠；重介“背灰”；精煤磁選尾礦回收；高灰細泥

中圖分類號： TD94 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）19-0206-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.19.093

Discussion on the problem of coal slurry water system in Sanjiaohe Coal Preparation Plant

WU Wei

（Shanxi Fenhe coking coal Limited by Share Ltd，Linfen Shanxi 041600，China）

【Abstract】The Sanjiaohe Coal Preparation Plant is a mine-type coking coal preparation plant，which adopts the process named “Desliming of Pump-fed Three products dense medium cyclone + TBS interference bed sorting of coarse coal slime+Direct flotation of slime+Tailings recovery of quick-operating pressure filter”.In this paper，the common problems such as dorsal gray of heavy medium，magnetic tailings recover of clean coal，effect of high ash content and fine particle slime to flotation concentrate and so on.

【Key words】Coking coal preparation plant；Dorsal gray of heavy medium；Cagnetic tailings recover of clean coal； High ash content and fine particle slime

1 三交河選煤廠主要生產(chǎn)工藝

洗煤工藝情況：采用“脫泥有壓三產(chǎn)品重介旋流器分選+粗煤泥TBS干擾床分選、煤泥直接浮選、尾煤泥快開壓濾回收”工藝流程。原煤預(yù)先脫泥，脫泥篩篩下物經(jīng)水力分級旋流器濃縮分級，底流進TBS分選，溢流去浮選；TBS溢流進精煤磁尾桶，與精煤磁尾合并經(jīng)水力分級旋流器濃縮分級；水力分級旋流器底流經(jīng)振動弧形篩、離心脫水機脫水后摻入最終精煤，溢流去浮選；TBS底流經(jīng)曲面振動篩脫水后摻入中煤產(chǎn)品；中矸磁尾直接進入浮選尾礦槽與之合并進入一段濃縮機，一段濃縮機底流既可經(jīng)過弧形篩、臥式沉降過濾離心脫水機脫水回收摻入中煤，也可通過濃縮旋流器濃縮分級，再進煤泥離心機脫水回收摻入中煤。

2 三交河選煤生產(chǎn)系統(tǒng)運行情況及分析

通過2010年的煤泥水系統(tǒng)改造，三交河礦選煤廠整體工藝系統(tǒng)靈活可靠、運行平穩(wěn)，最大原煤小時入洗量可達750噸/小時，遠超過原設(shè)計能力571噸/小時。通過改造，改造為運行可靠的淮北礦環(huán)濃縮機四臺，將原XJX-T16的三臺浮選機改造成XJM-S16型，增加了直徑3.6米的TBS粗煤泥干擾床分選機一臺，更換了五臺高效快開壓濾機，在粗煤泥得到有效分選的基礎(chǔ)上，設(shè)備運行的效果得到顯著提高，加強了工藝系統(tǒng)運行的可靠穩(wěn)定性。但是，在實際生產(chǎn)過程中仍然存在需要進一步完善和改進的環(huán)節(jié)。

（1）粗精煤、浮選精煤灰分偏高，仍存在重介精煤“背灰”現(xiàn)象。

原因分析：三交河礦選煤廠主要生產(chǎn)10級低硫1/3焦煤，即綜合精煤灰分要求為9.51-10.00%。三交河礦選煤廠綜合精煤的各部分組成及灰分情況如表1所示。從表1可以看出，該廠粗精煤泥與浮選精煤灰分均高于精煤灰分要求，為了使綜合精煤灰分達標，必然壓低重介精煤灰分，導(dǎo)致重介精煤“背灰”，因而損失部分低灰精煤，制約企業(yè)經(jīng)濟效益。

解決措施：應(yīng)充分挖掘三交河礦選煤廠粗煤泥分選系統(tǒng)、細煤泥浮選回收系統(tǒng)的分選降灰能力，保證粗精煤泥和浮選精煤灰分滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求，尤其該廠具備粗煤泥TBS分選回收系統(tǒng)。通過粗、細煤泥分選回收系統(tǒng)優(yōu)化、改造，解決重介精煤“背灰”問題，徹底釋放重介系統(tǒng)的分選回收能力，且重介生產(chǎn)分選工藝成熟、生產(chǎn)成本相對較低，保證精煤的最大回收，實現(xiàn)最大經(jīng)濟效益。

表1 精煤產(chǎn)品組成

（2）精煤磁選尾礦直接經(jīng)濃縮分級旋流器濃縮分級回收，導(dǎo)致總的粗精煤泥灰分偏高。

原因分析：現(xiàn)有的精煤磁選尾礦直接經(jīng)水力分級濃縮旋流器濃縮分級回收工藝的設(shè)計出發(fā)點可能是：認為有壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的有效分選下限低，可對精煤磁尾中的粗煤泥部分進行有效分選，灰分較低，直接采用水力分級旋流器濃縮分級、振動弧形篩及煤泥離心機脫水、脫泥回收即可滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求。因此精煤磁尾不再進入TBS進行分選，避免了這部分粗煤泥的重復(fù)分選。但實際生產(chǎn)過程大直徑有壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選效果受諸多因素的影響，其有效分選下限往往難以保證，不能對精煤磁尾中的粗煤泥進行有效分選，導(dǎo)致精煤磁尾中的粗煤泥灰分偏高。

基于上述分析，有必要對精煤磁尾中的煤泥性質(zhì)進行全面分析，確定精煤磁尾中的這部分粗煤泥灰分是否達標，探討其分選回收的可行性。三交河選煤廠的粗煤泥系統(tǒng)已有一套TBS（直徑3.6m）粗煤泥分選系統(tǒng)，目前僅用于處理預(yù)先脫泥篩篩下物料。根據(jù)精煤磁尾性質(zhì)分析的結(jié)果，如果這部分粗煤泥灰分不達標，則可以將主洗重介系統(tǒng)的精煤磁選尾礦進行TBS粗煤泥分選，充分發(fā)揮TBS粗煤泥分選系統(tǒng)的分選效果，降低粗精煤泥的灰分，提高粗精煤泥質(zhì)量。

此外，還有一點需要注意的是，現(xiàn)有工藝中TBS粗煤泥分選機的溢流與精煤磁選尾礦一起進入小直徑水力分級濃縮旋流器組（兩組350×8、350×4）分級濃縮后脫水回收。由于小直徑水力分級旋流器的入料壓力大，分級粒度小，濃縮作用強，底流中細泥含量大。粗煤泥通過其濃縮后，不利于后續(xù)振動弧形篩、煤泥離心機的脫泥降灰，因而粗精煤中高灰細泥含量大，灰分高。這也可能是現(xiàn)有粗煤泥回收系統(tǒng)導(dǎo)致粗精煤泥灰分較高的原因之一。

解決措施：將精煤磁選尾礦與預(yù)先脫泥篩的篩下水進行合并，根據(jù)精煤磁選尾礦桶和脫泥篩篩下物桶的容量、相應(yīng)泵的流量、揚程具體優(yōu)化整合。然后采用現(xiàn)有的兩臺大直徑水力分級旋流器分級，溢流進入浮選，底流進入TBS粗煤泥分選機。同時用底流夾細較輕的大直徑分級濃縮旋流器替代現(xiàn)有系統(tǒng)中TBS溢流與精煤磁選尾礦合流后的水力分級濃縮旋流器組（兩組350×8、350×4）。如果現(xiàn)有的TBS粗煤泥分選機處理能力不足，考慮增加一臺TBS分選機擴大處理能力（同時考慮中煤質(zhì)量要求，建議采用三產(chǎn)品TBS分選機），具體選型根據(jù)系統(tǒng)工藝參數(shù)合理確定，具體須進行相關(guān)論證。

（3）浮選精煤存在高灰細泥污染，精煤灰分高，浮選精煤脫水困難。

原因分析：三交河礦選煤廠采用機械攪拌式浮選機進行浮選。此類淺槽式浮選機泡沫層薄，對微細粒煤泥的選擇性差，同時精煤泡沫強制刮泡，精煤中機械夾帶、裹挾部分高灰細泥，導(dǎo)致精煤灰分超標。該廠浮選精煤采用2臺加壓過濾機脫水（GPJ-96）回收。由于浮選精煤粒度組成細且還含有部分高灰細泥，濾布的網(wǎng)孔細，加壓過濾機的過濾周期長，實際小時處理量遠遠低于額定處理量，濾餅水分高。其次，加壓過濾機的濾液返回至原煤預(yù)先脫泥篩的篩下水桶，最終仍進入煤泥水系統(tǒng)。其目的在于回收部分細粒煤，但也造成了其它不利的影響：（1）造成高灰分細泥在系統(tǒng)內(nèi)形成閉路循環(huán)，惡化浮選效果的同時，也降低浮選入料濃度，并增加了浮選機的負擔(dān)。（2）這部分返回系統(tǒng)的濾液或者仍返回到加壓過濾機脫水且仍不能有效脫水回收，反而惡化加壓過濾機的工作效果，或者在浮選機不能有效回收，從浮選尾煤排出，導(dǎo)致部分細粒精煤損失。

擬解決措施：基于現(xiàn)有的“浮選機分選+浮精加壓過濾機脫水回收”的模式，可考慮將加壓過濾機濾網(wǎng)放大（現(xiàn)為200目）至120、100甚至80目，減少加壓過濾機濾餅中細粒的含量，尤其是高灰分細泥的含量，壓濾周期縮短，同時濾餅的水分、灰分降低。相應(yīng)地，加壓過濾機濾液的固體濃度（現(xiàn)在約20g/L）增大，可考慮將這部分濾液再次浮選回收細粒精煤。鑒于濾液粒度偏細和高灰細泥含量大，可考慮采用對高灰細泥選擇性好的旋流微泡浮選柱，后續(xù)會進一步進行科學(xué)論證。浮選柱的精煤采用現(xiàn)有的快開壓濾機脫水回收，浮選柱尾煤采用濃縮、壓濾回收。通過將加壓過濾機的濾液開路處理，徹底解決高灰細泥在系統(tǒng)的循環(huán)積聚。并且在此基礎(chǔ)上，如條件允許，可進一步進行現(xiàn)有機械攪拌式浮選機與旋流微泡浮選柱的工業(yè)對比試驗，從根本上解決浮選過程中高灰細泥對精煤的污染問題，以及精煤中高灰細泥含量大導(dǎo)致的浮選精煤脫水困難、浮精水分高的問題。

3 結(jié)語

根據(jù)初步分析可知，三交河礦選煤廠粗煤泥分選回收工藝比較先進和完善，TBS分選粗煤泥的效果是可以肯定的。然而由于生產(chǎn)任務(wù)超負荷，工藝及設(shè)備的限制，三交河礦選煤廠生產(chǎn)工藝系統(tǒng)仍存在一些不足，主要存在以下問題：

（1）重介“背灰”現(xiàn)象依然存在，影響精煤產(chǎn)量；

（2）精煤磁選尾礦直接經(jīng)水力分級旋流器濃縮分級回收，這部分粗精煤的灰分無法保證；

（3）高灰細泥影響浮選精煤灰分和脫水效果。

這些問題是煉焦煤選煤廠普遍存在的共性問題，在煤炭市場持續(xù)低迷的大環(huán)境下，如何利用有限的資源，提高經(jīng)濟效益，解決這些共性問題，可以使煉焦煤選煤廠經(jīng)濟效益得以提升。