濃縮機(jī)底流隔粗對(duì)選煤廠生產(chǎn)的影響

李海軍

(1.中煤科工集團(tuán)唐山研究院有限公司，河北 唐山 063012； 2.河北省煤炭洗選工程技術(shù)研究中心，河北 唐山 063012)

近年來(lái)，由于地質(zhì)條件的變化以及采煤機(jī)械化程度的提高，原煤中細(xì)粒級(jí)的含量逐漸增加，隨著大直徑重介質(zhì)旋流器的開發(fā)和應(yīng)用，重介分選下限也隨之提高，因此為了提高產(chǎn)品回收率，加強(qiáng)對(duì)選煤廠細(xì)粒煤的處理十分重要[1-3]。

重慶松藻白巖選煤廠是一座處理能力為3.0 Mt/a的大型群礦型動(dòng)力煤選煤廠，選煤廠主要入選松藻煤電集團(tuán)石豪和逢春煤礦高灰、高硫、中發(fā)熱量的3#無(wú)煙煤，洗選工藝為：>50 mm粒級(jí)原煤采用動(dòng)篩排矸后，50～6 mm粒級(jí)采用重介質(zhì)旋流器分選，<6 mm粒級(jí)直接作為電煤產(chǎn)品，煤泥水采用濃縮壓濾工藝處理。

1 煤質(zhì)特征

白巖選煤廠主要入洗石豪煤礦6#、7#、8#煤層和逢春煤礦6#、7#、8#煤層原煤。各煤層原煤按比例綜合后，原煤粒度組成見表1，<0.5 mm粒級(jí)粉煤小篩分試驗(yàn)結(jié)果和全廠煤泥分析結(jié)果見表2—表3。

表1 原煤粒度組成表

表2 粉煤小篩分試驗(yàn)結(jié)果

表3 煤泥特性分析結(jié)果

由表1可知，隨著粒度的減小，灰分和硫分呈降低趨勢(shì)，表明此煤質(zhì)較脆，<6 mm粒級(jí)煤泥為45.13%，灰分為24.78%，硫分為3.65%，<3 mm粒級(jí)煤泥產(chǎn)率為29.99%，灰分為22.81%，硫分為3.39%，表明細(xì)粒級(jí)含量較大，且硫分、灰分均不高，由于發(fā)熱量滿足要求，因此可采用原煤干法分級(jí)，將細(xì)粒級(jí)原煤直接作為電煤產(chǎn)品[4-5]。

由表2和表3可知，選煤廠總煤泥量高達(dá)25.51%，洗選系統(tǒng)設(shè)有弛張篩，篩分效率為70%～80%，因此，實(shí)際進(jìn)入濃縮池的煤泥量只有部分原生煤泥以及次生、浮沉煤泥，煤泥量約為70 t/h。

2 原設(shè)計(jì)煤泥水系統(tǒng)

選煤廠產(chǎn)品主要作為發(fā)電用煤，對(duì)硫分和發(fā)熱量?jī)身?xiàng)指標(biāo)有一定的要求，當(dāng)發(fā)熱量達(dá)到電廠用煤要求，且硫分<3.5%時(shí)，原則上均應(yīng)回收為電煤產(chǎn)品[6-8]。為了提高產(chǎn)品回收率，選煤廠選用兩臺(tái)6 mm弛張篩，采用原煤干法分級(jí)+重介質(zhì)分選的工藝，部分煤泥直接作為電煤產(chǎn)品。煤泥水系統(tǒng)的設(shè)備選型見表4，原設(shè)計(jì)煤泥水系統(tǒng)流程如圖1所示。由圖1可知，進(jìn)入主洗系統(tǒng)的煤泥，經(jīng)磁選后進(jìn)入磁尾桶，然后經(jīng)濃縮分級(jí)旋流器組+振動(dòng)弧形篩+煤泥離心機(jī)回收粗煤泥，并作為電煤產(chǎn)品，<0.3 mm粒級(jí)的煤泥隨濃縮旋流器組溢流、振動(dòng)弧形篩的篩下水、煤泥離心機(jī)的離心液進(jìn)入濃縮機(jī)，經(jīng)濃縮機(jī)沉淀后，濃縮機(jī)底流經(jīng)泵輸送至壓濾機(jī)脫水成為煤泥產(chǎn)品，濃縮機(jī)溢流和壓濾機(jī)的濾液作為循環(huán)水[9-10]。

表4 煤泥水系統(tǒng)設(shè)備選型表

圖1 原設(shè)計(jì)煤泥水系統(tǒng)流程圖Fig.1 Process flowsheet of the slurry system originally applied

3 改造后的煤泥水系統(tǒng)

由于重慶地區(qū)雨水較多，原煤采用露天堆放，再加上石豪、逢春煤礦原煤為3#無(wú)煙煤，原煤煤泥量較大，當(dāng)雨季來(lái)臨時(shí)，原煤堆放易結(jié)團(tuán)，弛張篩篩分效率明顯下降，煤泥進(jìn)入洗選系統(tǒng)后，經(jīng)過(guò)各級(jí)設(shè)備的振動(dòng)、泵的輸送，結(jié)團(tuán)的煤泥將松散，系統(tǒng)煤泥量明顯增多[11]。為了減輕煤泥水系統(tǒng)負(fù)荷，減少壓濾機(jī)的入料量，將濃縮機(jī)的底流返回振動(dòng)弧形篩再次進(jìn)行隔粗，改造后的煤泥水系統(tǒng)流程如圖2所示。

圖2 改造后煤泥水系統(tǒng)流程圖

4 應(yīng)用效果

改造優(yōu)化前、后系統(tǒng)的工藝參數(shù)及生產(chǎn)指標(biāo)對(duì)照結(jié)果見表5。

表5 改造前、后工藝參數(shù)及生產(chǎn)指標(biāo)對(duì)照表

由表5可知，將濃縮機(jī)底流再次隔粗后，合格介質(zhì)密度在1.30～1.35 g/cm3范圍內(nèi)，加介后密度上升困難。隨后電廠用煤指標(biāo)以及原煤煤質(zhì)發(fā)生變化，原煤分級(jí)篩的篩縫從6 mm調(diào)整到11 mm，進(jìn)入洗選系統(tǒng)的煤泥量大幅度減少，此時(shí)將濃縮機(jī)底流再隔粗系統(tǒng)關(guān)閉，回歸到原設(shè)計(jì)的工藝流程，選煤廠的生產(chǎn)情況有所改變，合格介質(zhì)桶的密度從1.30 g/cm3調(diào)到了1.55 g/cm3,最高可達(dá)1.60 g/cm3，循環(huán)水濃度也隨之下降，系統(tǒng)進(jìn)入了正常的生產(chǎn)狀態(tài)。

通過(guò)這一改變可以看出，將濃縮機(jī)底流返回至粗煤泥回收系統(tǒng)再次回收部分粗煤泥，以此來(lái)降低壓濾機(jī)負(fù)荷的方案不可取[12-13]。分析原因有以下幾點(diǎn)：①濃縮機(jī)要求能實(shí)現(xiàn)兩級(jí)沉降，僅采用一級(jí)濃縮難以實(shí)現(xiàn)底流既隔粗又可送至壓濾機(jī)的功能。②壓濾機(jī)的入料粒度變小，降低了壓濾效果，濾液濃度升高使得循環(huán)水濃度升高，進(jìn)而導(dǎo)致加介過(guò)程中煤泥量增大，合介密度升高困難[14-16]。③粗煤泥重新回收后，入濃縮機(jī)的煤泥粒度變小，延長(zhǎng)了顆粒的沉降時(shí)間。④濃縮機(jī)中添加的藥劑量過(guò)大。

5 結(jié)語(yǔ)

在選煤廠工藝設(shè)計(jì)中，煤泥水兩段濃縮工藝得到了越來(lái)越多的應(yīng)用，一級(jí)濃縮采用沉降過(guò)濾式離心機(jī)回收粗煤泥，二級(jí)濃縮采用壓濾機(jī)作為回收細(xì)煤泥設(shè)備，有效提高了煤泥水系統(tǒng)的處理能力，但若選煤廠未設(shè)計(jì)兩級(jí)濃縮，不推薦將濃縮機(jī)底流返回粗煤泥回收系統(tǒng)再次隔粗，盲目修改煤泥水處理工藝流程，易帶來(lái)合介密度紊亂、煤泥水澄清困難以及介耗、藥耗升高等一系列問(wèn)題，影響選煤廠生產(chǎn)指標(biāo)的穩(wěn)定。

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