煉焦煤選煤廠粗煤泥獨立分選改造實現(xiàn)低介耗的工藝分析

黃健華

(山西西山晉興能源有限責(zé)任公司 斜溝煤礦選煤廠，山西 呂梁 033602)

在傳統(tǒng)的煉焦煤選煤廠分選中，一般多用重介旋流器和浮選兩大工藝環(huán)節(jié)來實現(xiàn)50～0 mm原煤全粒級分選，以0.5 mm篩孔的脫泥篩分開兩個入選粒級，往往因脫泥效率較低，致使大量小于0.5 mm的煤泥在懸浮液系統(tǒng)中積累，使懸浮液粘度增加，進而惡化分選效果，增加介耗；受制于重介質(zhì)旋流器分選下限的影響，粗粒煤泥往往得不到有效分選，導(dǎo)致了粗精煤泥灰分偏高，出現(xiàn)嚴(yán)重重介精煤背灰現(xiàn)象，難以實現(xiàn)精煤產(chǎn)率最大化。

隨著粗煤泥分選裝備不斷升級且相繼投入使用，比如螺旋分選機、水介質(zhì)旋流器、干擾床分選機(TBS、CSS、TCS、TPS等)，越來越多的傳統(tǒng)煉焦煤選煤廠不斷探索粗煤泥分選設(shè)備用于粗煤泥環(huán)節(jié)的改造，紛紛選擇適合自身工藝及煤質(zhì)特性的粗煤泥分選設(shè)備。通過對近年來國內(nèi)外煉焦煤主流分選工藝的比較，通常將入洗原煤分為3個粒級范圍分別分選，一般為50～1.0 mm混煤、1～0.25 mm粗煤泥，0.25～0 mm細(xì)煤泥，全廠設(shè)置重介選+粗煤泥選+浮選三個分選環(huán)節(jié)與之對應(yīng)，形成全粒級高精度分選的先進生產(chǎn)工藝。

對于傳統(tǒng)煉焦煤選煤廠，粗煤泥獨立分選改造不僅填補重介選和浮選兩大環(huán)節(jié)之間的粒級分選空白，而且改善了重介質(zhì)旋流器的分選效果，提高了重介精煤產(chǎn)率和精煤質(zhì)量，對降低介質(zhì)消耗也起到了非常積極的作用。筆者對標(biāo)考察了河北、山東等地三座先進標(biāo)桿選煤廠，三廠均實現(xiàn)了0.6 kg/t以下的較低介耗，以下從工藝流程角度探討粗煤泥獨立分選改造對重介選煤廠介質(zhì)單耗的影響。

1 應(yīng)用粗煤泥獨立分選的三廠基本情況

1.1 邯鄲選煤廠

邯鄲選煤廠隸屬于河北冀中能源峰峰集團，是我國自行設(shè)計安裝的第一座大型煉焦煤選煤廠，屬礦區(qū)型煉焦煤選煤廠，入洗煤種以肥煤、焦煤和瘦煤為主，1959年12月建成投產(chǎn)。原設(shè)計入洗能力150萬t/a，90年代末選煤工藝為跳汰粗選+重介精選+煤泥浮選。2011年進行重介擴容改造，形成了三產(chǎn)品無壓重介選+CSS粗煤泥分選+二次分級浮選的四粒級工藝，核定生產(chǎn)能力為350萬t/a。

1.2 新巨龍選煤廠

新巨龍選煤廠隸屬于山東能源新汶礦業(yè)集團，屬礦井型煉焦煤選煤廠，入洗煤種以肥煤和1/3焦煤為主，2009年11月與礦井同時投產(chǎn)。設(shè)計入洗能力600萬t/a，設(shè)計工藝為毛煤動篩跳汰預(yù)排矸+原煤脫泥有壓重介旋流器主再選+煤泥浮選。2016年12月完成TCS智能粗煤泥分選改造工程，2017 年進行浮選系統(tǒng)改造，開辟了多槽大流量機械攪拌式浮選機二次浮選工藝，實現(xiàn)了一次浮選和二次浮選的靈活轉(zhuǎn)換，在行業(yè)內(nèi)率先攻克了浮精背灰的難題，核定生產(chǎn)能力達到800萬t/a。

1.3 高莊選煤廠

高莊選煤廠隸屬于山東能源棗莊礦業(yè)集團，礦井型煉焦煤選煤廠，入洗煤種為1/3焦煤，2001年2月建成投產(chǎn)，原設(shè)計入洗能力為90萬t/a，原設(shè)計工藝為混合跳汰粗選+重介精選+煤泥浮選。2004年6月將末精煤重介升級改造為不脫泥無壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器；2014年拆除原跳汰系統(tǒng)，改為預(yù)先脫泥三產(chǎn)品重介系統(tǒng)，增加TBS干擾床分選工藝，形成相互獨立的90萬t/a不脫泥重介系統(tǒng)和240萬t/a脫泥重介系統(tǒng)，核定生產(chǎn)能力增至330萬t/a。

1.4 三廠工藝方案

三座煉焦煤選煤廠工藝方案見表1。

表1 三座煉焦煤選煤廠工藝方案

2 選前脫泥與粗煤泥分選相結(jié)合工藝對介耗的影響

煉焦煤選煤廠選前脫泥環(huán)節(jié)中，本著對寶貴資源“吃干榨凈”、最大限度回收精煤的原則，不會將原煤脫泥篩篩下水簡單脫水回收摻入中煤，而一般都是先用小直徑旋流器分級后，底流經(jīng)弧形篩脫水后再返回重介旋流器分選。在實際生產(chǎn)過程中，弧形篩存在喂料不均勻，篩縫堵塞等問題，粗顆粒煤泥夾帶細(xì)泥進入重介旋流器，破壞了重介懸浮液系統(tǒng)的穩(wěn)定性，還降低了懸浮液分選密度，需依靠頻繁分流提密度，導(dǎo)致磁鐵礦粉大量損失；另一方面使部分小于0.25 mm的細(xì)粒級煤泥進入合格介質(zhì)桶，既不能有效分選，又不能及時排出，在系統(tǒng)中循環(huán)浸泡，發(fā)生再泥化。由于細(xì)煤泥與介質(zhì)的粘附，影響了透篩效果，導(dǎo)致產(chǎn)品帶介多，選煤廠介耗居高不下。

三廠現(xiàn)行粗煤泥分選工藝流程中共同點在于：脫泥篩下煤泥水經(jīng)過分級旋流器分級后，底流直接進入干擾床分選機分選，脫泥篩篩孔尺寸從0.5 mm增至1.0 mm，可極大改善脫泥效果；杜絕了預(yù)先脫除的煤泥再次進入重介分選系統(tǒng)，隨著入選下限的提高，大直徑重介質(zhì)旋流器的分選性能得到最好發(fā)揮，為實現(xiàn)精煤產(chǎn)率最大化創(chuàng)造了極有利條件；重介質(zhì)系統(tǒng)低煤泥運轉(zhuǎn)，介質(zhì)分流量減少，減少了介質(zhì)在磁選尾礦中的損失，保證了磁選機入料穩(wěn)定，入料濃度降低，磁選機回收凈化效果達到最佳，實現(xiàn)了低介耗。邯鄲選煤廠精煤磁選尾礦煤泥水經(jīng)泵送至原煤脫泥篩，用于篩后沖水循環(huán)復(fù)用，對降低介質(zhì)消耗也起了很好的作用。

對于邯鄲和高莊選煤廠，粗煤泥分選環(huán)節(jié)與脫泥重介分選環(huán)節(jié)同步投入生產(chǎn)，脫介篩在設(shè)備選型相對富余，直徑分別為1.2 m和1.4 m的三產(chǎn)品旋流器，后續(xù)使用4～5臺脫介篩脫介，平均單臺過煤量少，篩面料層薄，噴水易打透，表面脫介效果好，介質(zhì)消耗可降至最低。邯鄲選煤廠于2011年以預(yù)先脫泥無壓三產(chǎn)品重介旋流器+CSS分選工藝代替原有的跳汰粗選+重介精選工藝，改造前介耗為1.30～1.50 kg/t，改造完成后降低到0.40 kg/t，降耗效果顯著；高莊選煤廠原有的0.90 Mt/a不脫泥三產(chǎn)品重介系統(tǒng)和2014年新建的2.40 Mt/a脫泥重介系統(tǒng)同步生產(chǎn)，前者介耗為0.80 kg/t，后者為0.50 kg/t，選前脫泥與粗煤泥獨立分選的工藝使高莊選煤廠介質(zhì)單耗明顯降低。

新巨龍選煤廠于2016年增加了粗煤泥獨立分選環(huán)節(jié)，另外還采取了磁選機滾筒水淋、脫介篩分流箱改造以及固定篩 、脫介篩合格介質(zhì)段篩板由原來的0.5 mm改為0.75 mm等有效對策，介耗由原先的1.35 kg/t降低到0.6 kg/t左右。

3 結(jié) 語

煉焦煤選煤廠粗煤泥單獨分選工藝改造的作用主要在于給重介系統(tǒng)減負(fù)，提高重介分選下限，降低重介懸浮液中的煤泥含量，減少分流量，提高磁選機回收性能，進而降低介耗。當(dāng)然，工藝流程合理順暢，只是實現(xiàn)低介耗的基礎(chǔ)，關(guān)鍵在于加強現(xiàn)場管理，從降低技術(shù)介耗和管理介耗兩個方面著手，從設(shè)備管理 、磁鐵礦粉入廠質(zhì)量和添加環(huán)節(jié)、崗位操作水平、脫介篩脫泥篩篩板管理、噴水布置方式和強度等處采取措施，方可達到降耗增效的目的。