新疆焦煤集團艾維爾溝選煤廠極難選煤洗選實踐

張常明

(新疆焦煤集團 艾維爾溝選煤廠 ，新疆 烏魯木齊 830025)

新疆焦煤集團艾維爾溝選煤廠是一座設(shè)計處理能力為2.7 Mt/a的群礦型煉焦煤選煤廠，于2006年2月投產(chǎn)。洗選工藝采用不脫泥無壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器+煤泥重介質(zhì)旋流器+浮選的聯(lián)合工藝。主要洗選艾維爾溝礦區(qū)三個礦井的4#、5#、6#和7#原煤，精煤產(chǎn)品主要供給八一鋼鐵有限公司。洗選礦區(qū)4#原煤時，由于其可選性為極難選煤，煤泥含量大，且含有易泥化的炭質(zhì)頁巖，致使洗選過程難度加大，分選密度控制和浮選過程不易穩(wěn)定，精煤灰分超標且不穩(wěn)定，煤泥水處理十分困難。為此，艾維爾溝選煤廠采取一系列技術(shù)改造措施，以期穩(wěn)定精煤灰分，保證洗選精煤的合格率。

1 原煤煤質(zhì)分析

1.1 可選性分析

按照國家標準GB/T 16417—2011《煤炭可選性評定方法》[1]對艾維爾溝選煤廠4#原煤進行浮沉試驗，結(jié)果見表1，可選性曲線如圖1所示。由表1和圖1可知，原煤灰分為36.11%，屬于高灰煤；>1.8 g/cm3密度級產(chǎn)率為29.61%，灰分為74.71%，灰分偏高；<1.3 g/cm3密度級產(chǎn)率占15.20%，灰分為6.04%，<1.4 g/cm3密度級產(chǎn)率為42.12%，灰分為10.27%，表明低密度物含量較低，內(nèi)在灰分偏高；當洗選灰分為8.5%的精煤時，理論分選密度為1.35 g/cm3，分選密度±0.1含量為41%，屬極難選煤，洗選難度大。

表1 原煤浮沉試驗結(jié)果

圖1 原煤可選性曲線

1.2 煤泥含量分析

按照國家標準GB/T 477—2008《煤炭篩分試驗方法》對艾維爾溝選煤廠4#原煤進行了0.5 mm篩分試驗，結(jié)果見表2。

表2 原煤粒度組成

由表2可知，原煤泥含量較高，<0.5 mm粒級原煤產(chǎn)率為25.03%，灰分為31.08%；由表1可知，浮沉煤泥產(chǎn)率為0.65%，灰分為51.42%，表明矸石易泥化，加上次生煤泥占10%，總煤泥達到35%左右，因此煤泥含量較高，后續(xù)煤泥水處理困難。

2 存在問題與分析

艾維爾溝選煤廠洗選煤泥含量大且易泥化的4#原煤時，存在洗選難度大，分選密度控制和浮選過程不易操作，煤泥水處理能力不足的問題[2]，易造成精煤灰分>8.5%，精煤灰分不穩(wěn)定，循環(huán)水濃度偏高的問題。分析原因如下：

(1)分選密度實際為<1.4 g/cm3，且分選懸浮液不穩(wěn)定，煤泥含量偏高，磁鐵礦粉很難加入，磁性物含量較少，懸浮液密度失真，精煤灰分波動大[3]。

(2)三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器合格介質(zhì)入口壓力過低，僅為0.22 MPa，造成旋流器分選精度低，精煤夾矸，精煤灰分過高等問題。

(3)低密度分選使三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選下限提高，煤泥重介質(zhì)旋流器設(shè)計偏小且使用不正常，造成粗精煤灰分偏高[4]。由于振動器、擊打器損壞后沒有及時修復(fù)，0.4 mm篩孔的弧形篩篩面跑水嚴重，脫泥效果較差[5]，造成高灰煤泥進入臥式沉降離心脫水機和精煤壓濾機，導(dǎo)致粗精煤灰分過高，臥式沉降離心脫水機精煤灰分為9%，精煤壓濾機精煤灰分為11%，遠高于用戶要求。

(4)由于煤泥含量多且易泥化，循環(huán)水濃度最高達到50 g/L，極細煤泥的累積導(dǎo)致脫介篩脫介脫水效果差，末精煤灰分升高了0.5個百分點[6-7]。

3 改造方案

(1)選煤廠的密度計出現(xiàn)數(shù)據(jù)漂移問題，無法準確測量懸浮液真實密度、磁性物含量和煤泥含量，需更新1套密度檢測系統(tǒng)。同時購進快速檢測密度計，用于檢測懸浮液密度，標定實際值與顯示值。

(2)由于高壓泵壓力偏低，選煤廠需更換1臺高壓泵，將入料壓力提高至0.31 MPa，提高分選精度，減少精煤夾矸。

(3)將SDMC350-Ⅰ煤泥重介質(zhì)旋流器更換成SDMC450-Ⅰ煤泥重介質(zhì)旋流器，加大煤泥重介質(zhì)旋流器處理量，降低粗精煤泥灰分。

(4)密控司機實際操作中，采用大分流操作方法，即在最大限度滿足煤泥重介質(zhì)旋流器處理量的情況下，使煤泥分流量最大，盡量將懸浮液中的煤泥分流出去。介質(zhì)添加時，采用少加、勤加的方式，以穩(wěn)定懸浮液密度，減少數(shù)據(jù)失真，提高懸浮液中磁性物含量，降低煤泥含量，進而提高分選精度。

(5)由于選煤廠煤泥含量大，浮選設(shè)備操作時需嚴格控制入料濃度[8]，以保證浮選精煤灰分穩(wěn)定，控制在9%～10%。

(6)修復(fù)精煤泥振動擊打翻轉(zhuǎn)弧形篩的振動器，同時加裝氣動擊打器，并在出料口增設(shè)一道噴水，強化脫泥效果，降低粗精煤灰分[9]。

(7)改造精煤泥(粗精煤水+浮選精礦)脫水工藝[10]。原工藝為精煤泥水進入臥式沉降離心脫水機生產(chǎn)0.2～0.5 mm粒級精煤，臥式沉降離心脫水機離心液和濾液進入精煤壓濾機生產(chǎn)<0.2 mm粒級精煤，濾液返回循環(huán)水池。改造后工藝為粗精煤泥水由臥式沉降離心脫水機脫水，離心液和濾液返回浮選機進行浮選，浮選精礦進入壓濾機脫水[11]。改造后，臥式沉降離心脫水機精煤灰分可降低1個百分點，壓濾機精煤灰分降低2個百分點。改造前、后精煤泥脫水工藝如圖2和圖3所示。

圖2 改造前精煤泥脫水工藝流程

圖3 改造后精煤泥脫水工藝流程

(8)新增2臺直徑為30 m的耙式濃縮池、2臺KX300/2000(快開式)尾煤壓濾機，使洗水濃度降低到0.5 g/L以下，以保證清水洗煤，同時實現(xiàn)煤泥水處理與重介洗煤同步[12-13]。

(9)由于精煤產(chǎn)率偏低，分選密度的調(diào)整不再以綜合精煤灰分為準，而是以末精煤灰分為準。同時將采樣檢測時間間隔由60 min縮短到30 min[14]，并增加了塊精煤灰分、末精煤灰分、浮選精煤灰分和臥式沉降離心脫水機精煤灰分的檢測內(nèi)容，不僅為生產(chǎn)提供全面可靠的數(shù)據(jù)，也為操作人員調(diào)整分選密度提供依據(jù)。

(10)加強原煤數(shù)據(jù)和懸浮液密度的檢測，及時計算實際分選密度、理論分選密度及懸浮液密度數(shù)據(jù)的差值，更加準確掌握懸浮液分選密度，減少精煤灰分的波動[15]。

4 改造效果

通過技術(shù)改造和加強操作管理，艾維爾溝選煤廠實現(xiàn)了精煤灰分<8.5%、循環(huán)水濃度低于0.5 g/L、精煤灰分穩(wěn)定率達到95%的指標。按照每月減少精煤灰分超標10批次，每批次產(chǎn)量2 000 t，精煤灰分超1批次降價20元/t計算，可增加收入480萬元/a。通過對煤泥水處理系統(tǒng)增容，提高了原煤小時處理量，按照每小時提高50 t，每年洗選原煤200萬t計算，改造前處理量450 t/h，生產(chǎn)成本1.35萬元/h，可節(jié)約生產(chǎn)成本600萬元，全年經(jīng)濟效益提高了1 080萬元。

5 結(jié)語

艾維爾溝選煤廠通過精煤泥脫水工藝的改造，以及采用大分流，強化難浮煤加藥，加強原煤數(shù)據(jù)和懸浮液密度檢測等技術(shù)方案后，生產(chǎn)指標得到了顯著提升，全年經(jīng)濟效益增加了1 080萬元。此次技術(shù)改造對其他選煤廠洗選煤泥含量高的極難選煤具有一定的借鑒意義。

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