馬頭選煤廠九龍生產(chǎn)部提高精煤回收率的工藝優(yōu)化

姜紅波

(冀中能源峰峰集團(tuán)有限公司 馬頭洗選廠，河北 邯鄲 056045)

1 概 述

馬頭選煤廠九龍生產(chǎn)部原為九龍礦配套選煤廠，入洗九龍礦優(yōu)質(zhì)焦煤，設(shè)計(jì)能力為1.20 Mt/a。1991年12月投產(chǎn)，原設(shè)計(jì)采用跳汰粗選+粗精煤重介再選+煤泥直接浮選的工藝流程。2006年7月，集團(tuán)公司實(shí)行專(zhuān)業(yè)化管理，將九龍礦選煤廠劃歸馬頭選煤廠，成立馬頭選煤廠九龍生產(chǎn)部(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“九龍生產(chǎn)部”)。2009年9月，九龍生產(chǎn)部進(jìn)行了無(wú)壓三產(chǎn)品全重介工藝擴(kuò)能技改，2010年2月正式投產(chǎn)。技術(shù)改造后的選煤工藝為不脫泥不分級(jí)無(wú)壓三產(chǎn)品重介分選+煤泥直接浮選，原煤入洗能力達(dá)到2.10 Mt/a。自投產(chǎn)以來(lái)，各項(xiàng)生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)值。但由于浮選精煤灰分高，需要降低重介精煤灰分才能保證最終精煤灰分合格，這種重介精煤背灰現(xiàn)象長(zhǎng)期存在，違背了最大回收率原則，同時(shí)造成了日益匱乏的優(yōu)質(zhì)焦煤資源的浪費(fèi)。九龍生產(chǎn)部為充分回收焦煤資源，提高效益，自我加壓，對(duì)整個(gè)選煤工藝流程進(jìn)行分析研究，致力于解決重介背灰現(xiàn)象，力求按最大回收率原則，爭(zhēng)取企業(yè)利益最大化。

2 問(wèn)題分析

九龍生產(chǎn)部最終精煤由重介精煤、浮選精煤和粗精煤3部分組成，其中重介精煤約占最終精煤量的65%～70%，浮選精煤約占最終精煤量的25%～30%，粗精煤量占最終精煤量約為4%～6%。各自灰分不一，原灰分控制區(qū)間為，重介精煤灰分(10.80%～11.50%)，浮選精煤灰分(11.80%～12.50%)，粗精煤灰分受重介精煤灰分影響，一般情況下比重介精煤灰分高0.2%～0.3%。根據(jù)最大回收率原則，提高重介精煤灰分是提高精煤回收率的有效途徑。要提高重介精煤灰分，就必須將浮選精煤灰分控制下來(lái)。

為了提高精煤回收率，九龍生產(chǎn)部嘗試將浮選精煤灰分控制在12.00%以下，但是生產(chǎn)系統(tǒng)出現(xiàn)浮選尾礦灰分低，浮選抽出率由原來(lái)的76.02%降低到69.50%。壓濾尾煤灰分低，尾煤脫水系統(tǒng)壓力急劇增加，循環(huán)水水質(zhì)變差，影響浮選效率，形成惡性循環(huán)。

對(duì)此現(xiàn)象，九龍生產(chǎn)部對(duì)整個(gè)選煤工藝系統(tǒng)進(jìn)行分析(工藝流程見(jiàn)圖1)，發(fā)現(xiàn)浮選入料灰分高時(shí)可達(dá)到30%以上，低時(shí)也在22%～24%之間；從圖1可以看出，精煤磁選機(jī)尾礦和中煤磁選機(jī)尾礦合到一起經(jīng)截粗后進(jìn)入浮選原料池，成為浮選入料。

圖1 九龍生產(chǎn)部工藝流程

對(duì)此情況，九龍生產(chǎn)部對(duì)中磁尾礦和浮選入料進(jìn)行連續(xù)采樣分析，通過(guò)對(duì)中磁尾礦進(jìn)行小浮沉檢查，發(fā)現(xiàn)中磁尾灰分變化幅度較大，高時(shí)可達(dá)53%以上，低時(shí)可達(dá)22%左右，中磁尾小浮沉結(jié)果見(jiàn)表1、表2。

表1 2018-12-18夜班中磁尾礦小浮沉

表2 2019-01-26采中磁尾礦小浮沉

從表1可以看出，中磁尾中低灰分煤含量較多，小于1.4 kg/L密度級(jí)上浮量達(dá)到68.78%，而灰分只有11.97%，完全可以進(jìn)入浮選，由浮選回收到精煤中去。

從表2可以看出，中磁尾中小于1.4 kg/L密度級(jí)上浮量達(dá)到31.63%，而灰分只有10.58%，這部分完全可以進(jìn)入浮選，由浮選回收到精煤中去。但中磁尾灰分高達(dá)45.45%，直接摻入精磁尾礦經(jīng)截粗后成為浮選入料，嚴(yán)重影響浮選入料灰分，進(jìn)而影響浮選效果。

2018年12月份和2019年1月份對(duì)中磁尾礦和浮選入料小浮沉試驗(yàn)結(jié)果匯總，見(jiàn)表3。分析表3發(fā)現(xiàn)，中磁尾礦灰分變動(dòng)大，與浮選入料灰分變動(dòng)成線性關(guān)系，說(shuō)明中磁尾對(duì)浮選入料灰分影響較大，如何排出中磁尾中的高灰部分，是解決浮選入料灰分高的關(guān)鍵因素。

表3 中磁尾礦和浮選入料小浮沉試驗(yàn)結(jié)果匯總

3 改造方案

經(jīng)過(guò)對(duì)洗煤工藝流程分析，九龍生產(chǎn)部決定從兩方面入手解決浮選精煤灰分難以控制的問(wèn)題：一方面是對(duì)中煤磁選尾礦處理工藝進(jìn)行改造，安裝FBS分選機(jī)對(duì)中煤磁選尾礦進(jìn)行分選，輕產(chǎn)物進(jìn)入浮選入料，重產(chǎn)物進(jìn)入一段濃縮機(jī)；另一方面是新安裝1臺(tái)24 m3浮選機(jī)，擴(kuò)大浮選能力，減小浮選通過(guò)量，延長(zhǎng)浮選時(shí)間，提高浮選精度。具體方案如下：

(1)中煤磁選尾礦處理工藝改造，工藝流程見(jiàn)圖2。

圖2 中煤磁選尾礦改造流程

中煤磁選尾礦經(jīng)水力旋流器分級(jí)濃縮后，溢流直接摻入浮選入料，底流進(jìn)入FBS干擾床分選機(jī)進(jìn)行分選。FBS干擾床分選機(jī)溢流灰分在19.00%～21.00%，進(jìn)入擊打振動(dòng)弧形篩分級(jí)，篩下水摻入浮選入料，篩上物料經(jīng)過(guò)離心脫水后摻入精煤產(chǎn)品；FBS干擾床底流灰分在60%以上，直接進(jìn)入一段濃縮機(jī)。中煤磁選尾礦經(jīng)過(guò)FBS干擾床分選降灰后，排出大部分高灰細(xì)泥，然后再摻入浮選入料，浮選入料灰分穩(wěn)定在20.00%～22.00%。由于FBS干擾床分選需要頂水量25 m3/h左右，又起到降低浮選入料濃度的作用。

(2)增大浮選處理能力，新安裝1臺(tái)XJM-24機(jī)械攪拌式浮選機(jī)，浮選能力大大提升，可有效降低浮選通過(guò)量，延長(zhǎng)浮選時(shí)間，改善浮選效果。新安裝浮選機(jī)投入使用后，調(diào)試時(shí)開(kāi)3臺(tái)浮選機(jī)，2臺(tái)XJM-16加1臺(tái)XJM-24，浮選指標(biāo)良好，浮選精煤灰分平均每班控制在11.50%～11.80%，浮選尾礦均在65%以上，達(dá)到了改造的效果。經(jīng)過(guò)一周時(shí)間調(diào)整，停開(kāi)了1臺(tái)XJM-16浮選機(jī)，浮選精煤灰分和浮選尾礦灰分均控制在理想狀態(tài)。單機(jī)快速灰分檢查結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 單機(jī)快速灰分檢查結(jié)果

4 效果分析

經(jīng)過(guò)對(duì)中磁尾礦進(jìn)行FBS干擾床分選降灰和浮選系統(tǒng)擴(kuò)能后，取得了預(yù)期的效果，一是浮選入料灰分得到有效控制；二是浮選精煤灰分得到有效控制；三是重介精煤灰分得到提高。從2020年6月份月綜合看，浮選入料灰分控制在22.10%，浮選精煤灰分控制在11.82%，重介精煤灰分控制在11.66%，與改造前相比，浮選精煤灰分降低了0.33%，重介精煤灰分提高了0.51%。經(jīng)測(cè)算，精煤回收率提高1.80%，按每年入洗原煤210萬(wàn)t計(jì)算，可多回收精煤3.78萬(wàn)t/a，按精煤?jiǎn)蝺r(jià)1 350元/t計(jì)算，可多創(chuàng)效5 103萬(wàn)元/a。

5 結(jié) 語(yǔ)

九龍生產(chǎn)部打破灰分重介精煤低、浮選精煤高的慣性思維，詳細(xì)分析選煤工藝流程，從制約降低浮選精煤灰分的關(guān)鍵點(diǎn)出發(fā)，開(kāi)創(chuàng)性地選用FBS干擾床分選機(jī)降低中磁尾灰分，解決浮選入料灰分高的瓶頸，為降低浮選精煤灰分奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)新增1臺(tái)XJM-24浮選機(jī)，為降低浮選精煤灰分提供了分選能力保證，進(jìn)而為提供重介精煤灰分提供了條件，最大限度的追求精煤回收率提高，為企業(yè)創(chuàng)造了可觀的效益。