淮北選煤廠粗煤泥設(shè)備與工藝優(yōu)化實(shí)踐

孟祥民，趙 晴

(淮北礦業(yè)集團(tuán)公司 淮北選煤廠，安徽 淮北 235000)

淮北選煤廠是一座設(shè)計(jì)能力為4.50 Mt/a的中央型煉焦選煤廠，采用“重介—浮選”的聯(lián)合工藝，現(xiàn)有單號(hào)、雙號(hào)兩套生產(chǎn)系統(tǒng)，入選原煤主要來(lái)自閘河煤田。近年來(lái)隨著閘河煤田資源枯萎，產(chǎn)煤量減少，資源品位變差，入選原煤含泥量增大，煤炭泥化嚴(yán)重，直接導(dǎo)致重選分選效果變差，粗精煤灰分居高不下，造成重精、浮精為粗精煤背灰，影響產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定和精煤產(chǎn)率的提升，因此如何有效降低粗精煤灰分，保證產(chǎn)品質(zhì)量，提升精煤產(chǎn)率成為該廠亟待解決的重要問(wèn)題。

1 粗精煤灰分高的原因

1.1 粗煤泥回收工藝分析

選煤廠精煤產(chǎn)品由重介質(zhì)旋流器精煤、粗精煤、一次浮選精煤、二次浮選精煤四部分構(gòu)成，四種產(chǎn)品的比例分別約為54%、12%、22%、12%，由此可見(jiàn)，粗精煤灰分對(duì)于總精煤灰分有很大的影響。粗精煤分選工藝流程見(jiàn)圖1。精煤弧形篩下分流出的部分合格介質(zhì)和精煤脫介篩一段篩下合格介質(zhì)經(jīng)煤泥重介質(zhì)旋流器分選，尾礦給入中煤磁選機(jī)，煤泥重介精煤與精煤脫介篩下稀介質(zhì)一起進(jìn)入精煤磁選機(jī)，磁選精礦一部分進(jìn)入合格介質(zhì)桶，一部分給入煤泥重介旋流器調(diào)整分選密度；精煤磁選尾礦與精煤離心液混合后經(jīng)由振動(dòng)弧形篩、煤泥離心機(jī)回收粗精煤，粗精煤脫水后摻入精煤產(chǎn)品。

近年來(lái)，受煤質(zhì)及生產(chǎn)情況影響，粗精煤灰分長(zhǎng)期偏高，為了滿足用戶需求，在生產(chǎn)中只能通過(guò)調(diào)整重介主選比例，使主選精煤灰分不斷降低，以致重介主選精煤背灰嚴(yán)重，大大降低了精煤產(chǎn)率，嚴(yán)重影響經(jīng)濟(jì)效益。從圖1可以看出，煤泥離心機(jī)離心液又返回精煤磁選尾礦桶，造成大量高灰細(xì)泥無(wú)法正常排出，從而不斷積聚，勢(shì)必造成大量高灰細(xì)泥附著在粗精煤產(chǎn)品上，使粗精煤灰分升高[1-2]。

圖1 粗精煤分選工藝流程

1.2 工藝環(huán)節(jié)分析

為了更好地分析粗精煤灰分偏高的原因，對(duì)2017年2月雙號(hào)系統(tǒng)(原煤入選配比為楊莊礦∶岱河礦∶朱莊礦=1∶1∶2)的粗精煤弧形篩入料進(jìn)行小篩分試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可以看出，隨著粗精煤粒度的降低，灰分明顯增高，其中>0.25 mm粒級(jí)灰分為11.04%，產(chǎn)率僅為32.46%；而<0.25 mm粒級(jí)灰分高達(dá)22.38%，產(chǎn)率為67.54%；<0.125 mm粒級(jí)含量占44.59%，灰分為27.40%，這部分高灰細(xì)泥嚴(yán)重影響了粗精煤質(zhì)量，若能降低或去除這一粒級(jí)物料，可以極大地降低粗精煤灰分。

粗精煤弧形篩篩上物及篩下物小篩分試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可知：①對(duì)精煤泥弧形篩的工藝要求，一是浮選入料上限控制為0.25 mm，二是從篩上物中脫除<0.03 mm細(xì)泥。但該廠入料中>0.5 mm粒級(jí)的累計(jì)灰分已接近銷售精煤灰分的上限，即使弧形篩能將篩上物中<0.045 mm粒級(jí)或<0.075 mm粒級(jí)脫凈，但因與煤質(zhì)有關(guān)，粗精煤泥的灰分仍然偏高；②從篩分產(chǎn)物粒級(jí)組成上看：篩上物灰分為14.81%，說(shuō)明粗精煤弧形篩脫泥效果欠佳，造成部分高灰細(xì)泥未能進(jìn)入篩下，其中<0.075 mm的細(xì)泥產(chǎn)率為22.85%，累計(jì)灰分為27.21%，這部分高灰細(xì)泥嚴(yán)重影響了粗精煤灰分，而篩下物中>0.25 mm的粗粒級(jí)產(chǎn)率為12.37%，弧形篩跑粗控制效果較好，其中>0.50 mm粗精煤僅為2.24%，為后續(xù)的浮選系統(tǒng)創(chuàng)造了良好的作業(yè)環(huán)境[3-4]。

表1 粗精煤小篩分試驗(yàn)結(jié)果Table 1 Result of sieve analysis of cleaned coarse slime %

表2 粗精煤弧形篩篩上物、篩下物小篩分試驗(yàn)Table 2 Sieve analysis of sieve bend's undersize and oversize materials of cleaned coarse slime product %

1.3 設(shè)備分析

淮北選煤廠選擇煤泥重介質(zhì)旋流器作為粗煤泥分選設(shè)備，從工作原理上看，煤泥重介質(zhì)旋流器的分選下限可以達(dá)到0.045 mm，然而從表1小篩分試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，進(jìn)入粗精煤<0.045 mm的細(xì)煤泥含量為26.13%，累計(jì)灰分為35.09%，其實(shí)際分選效果受煤泥旋流器的結(jié)構(gòu)參數(shù)、入料濃度、入料壓力、磁鐵礦粉含量、粒度等因素影響[5]。因此，當(dāng)煤泥重介質(zhì)旋流器的工作狀況不穩(wěn)定以及磁鐵礦粉含量和粒度等達(dá)不到要求時(shí)，有效分選下限會(huì)有所提高。由表1可以看出，粗精煤中<0.25 mm粒級(jí)的灰分均偏高，可見(jiàn)煤泥重介質(zhì)旋流器的分選效果存在一定問(wèn)題[6-8]。

目前采用的粗精煤脫泥脫水設(shè)備為振動(dòng)弧形篩和煤泥離心機(jī)，大量高灰細(xì)泥附著在粗精煤上，提高了粗精煤的灰分。由表2可以看出，篩上物中有22.85%的<0.075 mm粒級(jí)的細(xì)泥，其灰分為27.15%，因此脫泥效果有待提高。

2 改造措施

結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，在不更換設(shè)備的情況下，要降低粗精煤灰分，關(guān)鍵是降低粗精煤中<0.25 mm細(xì)粒級(jí)灰分及含量，可采取如下措施[9-11]：

(1)確保煤泥桶液位，保證煤泥重介質(zhì)旋流器有穩(wěn)定的入料量與入料壓力；調(diào)節(jié)分流量及補(bǔ)水大小，控制煤泥重介的分選密度，保證粗煤泥的分選效果。

(2)加強(qiáng)粗煤泥弧形篩的管理，在生產(chǎn)過(guò)程中，充分發(fā)揮擊打器的作用，敲打振動(dòng)弧形篩篩板，保證細(xì)顆粒有效透篩；提高弧形篩的全寬入料，提高弧形篩的使用效率；增大脫泥篩篩上的噴水量和噴水壓力，增強(qiáng)脫泥力度，以達(dá)到降低粗精煤灰分的目的。

(3)向粗煤泥離心機(jī)中、離心機(jī)入料管道內(nèi)補(bǔ)加清水，在離心力的作用下，通過(guò)沖洗粗煤泥，減少顆粒表面附著的高灰細(xì)泥，降低粗精煤灰分；加強(qiáng)粗煤泥離心機(jī)的管理，利用停車間隙，對(duì)離心機(jī)篩籃、濾液管進(jìn)行徹底的清理。

(4)根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況，適時(shí)將目前系統(tǒng)中存在的高灰細(xì)泥排入中矸磁選尾礦桶，避免高灰細(xì)泥不斷循環(huán)積聚。

3 效果分析

為了評(píng)價(jià)技術(shù)改造效果，淮北選煤廠于2017年5月分別對(duì)粗精煤和弧形篩上粗精煤泥灰分進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。由表3和表4可以看出，雖然<0.25 mm粒級(jí)的灰分依然偏高，但含量較改造之前降低了10個(gè)百分點(diǎn)左右，篩上物中<0.075 mm的細(xì)泥產(chǎn)率僅為1.85%,并且粗精煤灰分也得到有效控制，表4中5月份粗精煤灰分為11.18%，表2中2月份的粗精煤灰分為14.81%，降灰效果明顯。由此可見(jiàn)，通過(guò)采取相應(yīng)措施，大大降低了粗精煤中高灰細(xì)泥含量，有效提高了產(chǎn)品品質(zhì)。

表3 實(shí)施后粗精煤小篩分試驗(yàn)結(jié)果Table 3 Sieve analysis of cleaned coarse slime product after technical renovation %

表4 粗精煤弧形篩上物、篩下物小篩分試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Sieve analysis of sieve bend's oversize and undersize particles of cleaned coarse slime %

4 結(jié)語(yǔ)

(1)雖然已有不少粗煤泥分選設(shè)備可選用，但多數(shù)設(shè)備的分選精度尚不能對(duì)粗煤泥進(jìn)行有效分選?，F(xiàn)場(chǎng)較成熟的粗煤泥分選工藝依然存在著缺陷，均具有一定的適用范圍或局限性，應(yīng)根據(jù)具體情況選用。

(2)經(jīng)過(guò)一系列的改造措施，粗精煤灰分得到了有效的控制，避免了重介質(zhì)精煤背灰問(wèn)題，增加了精煤產(chǎn)率，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

(3)減少了高灰細(xì)泥在粗煤泥分選以及回收系統(tǒng)中的循環(huán)，在保證重精灰分、穩(wěn)定粗精灰分的同時(shí)，還可為后續(xù)浮選作業(yè)創(chuàng)造更加有利的條件。

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