無(wú)壓三產(chǎn)品重介旋流器工藝系統(tǒng)分選無(wú)煙煤的探索

黃 勇，王金生，趙環(huán)帥

（1.唐山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北 唐山 063299;2.中煤科工集團(tuán)唐山研究院有限公司，河北 唐山 063012；3.中國(guó)冶金礦山細(xì)粒篩分機(jī)械工程技術(shù)研究中心，河北 唐山063020）

山西晉城地區(qū)是我國(guó)六大無(wú)煙煤生產(chǎn)基地之一，無(wú)煙煤探明儲(chǔ)量293億t，約占全國(guó)的1/4；晉城無(wú)煙煤的顯著特征為：熱穩(wěn)定性好、發(fā)熱量大、機(jī)械強(qiáng)度大，低灰、低硫、低揮發(fā)分，固定碳含量高、化學(xué)活性高、灰熔點(diǎn)高等，是理想的化肥用煤和發(fā)生爐煤氣原料，也是較好的高爐噴吹用煤及發(fā)電用煤。隨開采深度和廣度地逐漸增加，夾矸煤、高硫煤的開采已成為常態(tài)，迫切需要高效經(jīng)濟(jì)的洗選加工系統(tǒng)進(jìn)行加工，以保證資源的有效利用[1-3]；目前無(wú)煙煤的洗選工藝以跳汰工藝系統(tǒng)為主導(dǎo)，個(gè)別礦井采用動(dòng)篩系統(tǒng)或TDS系統(tǒng)排矸[4-5]。晉煤集團(tuán)宏圣煤炭物流貿(mào)易有限公司龍港洗煤廠采用無(wú)壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器工藝系統(tǒng)來(lái)分選無(wú)煙煤，生產(chǎn)洗塊和篩分混煤，是無(wú)煙煤分選工藝的新探索。

1 龍港洗煤廠煤質(zhì)概況

晉煤集團(tuán)宏圣煤炭物流貿(mào)易有限公司龍港選煤廠設(shè)計(jì)處理能力2.4Mt/a，主要入洗億欣煤業(yè)有限公司礦井-80mm原煤。其原煤篩分試驗(yàn)綜合表見(jiàn)表1，篩分浮沉綜合表見(jiàn)表2（見(jiàn)表1、表2），原煤可選性曲線見(jiàn)圖1。

圖1 80～6mm原煤可選性曲線

由表1可知，原煤灰分為28.09%，屬中高灰分煤，原煤中-0.5mm級(jí)的產(chǎn)率為17.78%，煤泥含量高，灰分為18.99%，灰分較其鄰近粒級(jí)相近，矸石泥化現(xiàn)象不明顯；由表2可知，綜合原煤密度組成具有低密度物含量高、灰分低，中間密度物含量低，高密度物產(chǎn)率較高、灰分高的特點(diǎn)，主導(dǎo)密度級(jí)為 +1.30～+1.5g/cm3，產(chǎn)率為 38.24% ；由圖 1可知，當(dāng)滿足選煤廠塊煤灰分要求Ad＜13.0%時(shí)，根據(jù)煤質(zhì)資料分析，選用分選密度為1.73g/cm3，扣浮物后的±0.1含量為11.25%，原煤可選性屬中等可選。

表1 原煤篩分試驗(yàn)報(bào)告表

表2 80～6mm粒級(jí)浮沉綜合表

在煤質(zhì)資料分析基礎(chǔ)上，結(jié)合市場(chǎng)狀況確定產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為：80～25mm洗中塊、25～6mm洗小塊、6～0mm混煤、煤泥及矸石產(chǎn)品。

2 無(wú)壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選工藝系統(tǒng)

無(wú)壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選工藝系統(tǒng)分為原煤篩分系統(tǒng)、重介分選及介質(zhì)回收系統(tǒng)、煤泥水處理系統(tǒng)、產(chǎn)品儲(chǔ)裝運(yùn)系統(tǒng)。工藝流程圖見(jiàn)圖2。

原煤經(jīng)6mm分級(jí)，80～6mm物料進(jìn)入無(wú)壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器進(jìn)行分選，-6mm粉煤不分選直接摻入混煤產(chǎn)品；80～6mm物料進(jìn)入無(wú)壓三產(chǎn)品重介旋流器進(jìn)行分選，分選出精煤、中煤、矸石3種產(chǎn)品。精煤與中煤混合后經(jīng)精煤預(yù)先脫介篩和精煤振動(dòng)脫介篩脫介脫水分級(jí)后，80～25mm粒級(jí)直接作為洗中塊產(chǎn)品，25～6mm粒級(jí)直接作為洗混塊產(chǎn)品，6～0.5mm末精煤進(jìn)入末精煤離心機(jī)脫水后摻入混煤產(chǎn)品。矸石經(jīng)矸石預(yù)先脫介篩和矸石振動(dòng)脫介篩脫介脫水后直接作為矸石產(chǎn)品；精煤預(yù)先脫介篩部分合格介質(zhì)及精煤振動(dòng)脫介篩、矸石預(yù)先脫介篩、矸石振動(dòng)脫介篩下的合格介質(zhì)返回合格介質(zhì)桶循環(huán)使用，精煤、矸石稀介質(zhì)和精煤預(yù)先脫介篩分流出的部分合格介質(zhì)進(jìn)入稀介桶，經(jīng)磁選機(jī)回收介質(zhì)，磁選精礦返回合格介質(zhì)桶，磁選尾礦進(jìn)入磁選尾礦桶；濃縮旋流器組的溢流、振動(dòng)弧形篩篩下水自流進(jìn)入濃縮機(jī)進(jìn)行濃縮，濃縮機(jī)溢流進(jìn)入循環(huán)水池，作為系統(tǒng)循環(huán)水使用，底流經(jīng)底流泵輸送至壓濾車間的壓濾機(jī)入料攪拌筒，攪拌均勻后經(jīng)壓濾機(jī)入料泵打到壓濾機(jī)進(jìn)行煤泥的壓濾脫水作業(yè)，脫水后的煤泥直接卸落至壓濾車間一層。煤泥壓濾機(jī)的濾液由濾液轉(zhuǎn)排泵返回到濃縮機(jī)。煤泥水系統(tǒng)設(shè)置1臺(tái)濃縮機(jī)，事故池布置在濃縮機(jī)下層，與濃縮機(jī)配套。煤泥壓濾選用2臺(tái)快拉隔膜壓濾機(jī)。80～25mm洗中塊及矸石分別運(yùn)至洗中塊倉(cāng)和矸石倉(cāng)儲(chǔ)存。25～6mm精煤運(yùn)至混塊倉(cāng)儲(chǔ)存，經(jīng)裝車膠帶輸送機(jī)裝車外運(yùn)；-6mm粉煤運(yùn)輸至混煤倉(cāng)儲(chǔ)存。

圖2 工藝流程圖

3 系統(tǒng)分選技術(shù)指標(biāo)

系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行后，生產(chǎn)穩(wěn)定后，對(duì)系統(tǒng)取樣，測(cè)試系統(tǒng)生產(chǎn)指標(biāo)、系統(tǒng)處理能力、介耗水耗藥劑消耗及產(chǎn)品質(zhì)量招標(biāo)均達(dá)到或超過(guò)了設(shè)計(jì)指標(biāo)，系統(tǒng)穩(wěn)定，指標(biāo)良好。

表3 系統(tǒng)指標(biāo)綜合表

表4 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)結(jié)果表

4 工藝系統(tǒng)改進(jìn)方向

龍港選煤廠工藝系統(tǒng)缺少原煤準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，未配套原煤破碎篩分及手選工藝設(shè)備，對(duì)來(lái)煤粒度要求嚴(yán)格，旋流器系統(tǒng)粒度上限要求為80mm，若粒度控制不住，會(huì)造成旋流器一二段連接管堵塞，造成生產(chǎn)停滯。原煤采用汽車短途運(yùn)輸，增加了運(yùn)輸成本，且塊損增加，會(huì)影響整體塊精煤產(chǎn)率。塊精煤產(chǎn)品分級(jí)與脫介篩一體，篩分面積不足，篩分效率相對(duì)較低，小塊精煤限下指標(biāo)較高?；烀寒a(chǎn)品產(chǎn)率達(dá)到39.5%，產(chǎn)量高，且在工業(yè)廣場(chǎng)二平臺(tái)裝運(yùn)，場(chǎng)地狹窄，車輛調(diào)度難度較高。

5 結(jié)論及建議

無(wú)壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選工藝系統(tǒng)完全能滿足無(wú)煙煤洗需要求，通過(guò)系統(tǒng)洗選能夠生產(chǎn)出符合產(chǎn)品結(jié)構(gòu)要求的合格產(chǎn)品，而且技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)良，系統(tǒng)穩(wěn)定。其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)優(yōu)于跳汰工藝系統(tǒng)，遠(yuǎn)高于動(dòng)篩及TDS系統(tǒng)指標(biāo)，是解決無(wú)煙煤高效經(jīng)濟(jì)洗選加工的新手段。但就龍港洗煤廠而言，后續(xù)補(bǔ)套原煤準(zhǔn)備系統(tǒng)有效控制原煤粒度、增加原煤管狀膠帶輸送機(jī)降低原煤轉(zhuǎn)運(yùn)塊損率、增加產(chǎn)品限下分級(jí)篩控制限下率、在一平臺(tái)增建混煤裝車倉(cāng)減少二平臺(tái)車流量等系統(tǒng)設(shè)施，對(duì)選煤廠后續(xù)高效運(yùn)行，是非常有補(bǔ)益的。