選煤廠粗煤泥洗選回收工藝優(yōu)化改造研究

張 鵬

（晉能控股集團煤炭洗選分公司，山西 大同 037016）

洗選煤是減少雜質(zhì)和提高礦用煤產(chǎn)品質(zhì)量的最有效、最經(jīng)濟的技術，對粗精煤的分選和分級要求也越來越高。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，粒級在3～0.5 mm 的煤泥含量在20%～45%，同煤集團煤炭洗選分公司粒級小于3 mm 的煤產(chǎn)出率達47.9%，使粗煤泥的洗選回收技術受到更高的重視[1]。

1 粗煤泥洗選回收現(xiàn)狀

同煤集團洗選分公司現(xiàn)使用的粗煤泥洗選工藝如圖1。原煤經(jīng)脫泥篩處理后，使用水力旋流器組[2]對-1 mm 粒級的原煤煤泥水進行脫泥篩分級。其中，0.2～1 mm 粒級的煤泥進入粗煤泥TBS 分選，分選后分別進入精中煤回收系統(tǒng)，得到末精煤和中煤；0.2 mm 以下粒級的煤泥進入浮選機浮選，經(jīng)過濾、濃縮分級后，底流進入TBS 進行脫水處理，溢流和精煤磁尾經(jīng)分級旋流器組濃縮分級后，底流在振動篩篩分和離心脫水機脫水后得到粗精煤，摻入精煤得到產(chǎn)品，溢流進入浮選系統(tǒng)中浮選。使用這種工藝容易出現(xiàn)分級旋流器組底流夾細現(xiàn)象嚴重、振動篩脫泥降灰效果差等現(xiàn)象。

在對粗煤泥進行洗選時，采用分級旋流器組預先對煤泥水進行濃縮，確保其符合TBS 和振動篩的要求。在離心力的作用下，通過兩相或多相密度差、粒度差進行分離[3]，盡可能確保給料量和給料壓力穩(wěn)定。分級旋流器組是由4 臺550 mm 的小旋流器組并聯(lián)而成，一臺給料泵進行集中供料，其他給料泵安裝在煤漿分配器上，確保每臺旋流器的煤漿在恒定壓力下。在實際的生產(chǎn)中，要不斷調(diào)節(jié)閥門的開關來控制入料的壓力和流量，難以準確控制每臺旋流器的壓力和流量穩(wěn)定在恒定水平，從而造成分級旋流器組底流夾細嚴重、分級效果差等現(xiàn)象。相關實驗數(shù)據(jù)表明，粗煤泥濃縮分級旋流器組中有52.7%的-0.25 mm 粒級的煤泥，粗精煤濃縮分級旋流器組中有61.9%的-0.25 mm 粒級的煤泥，粗煤泥濃縮分級旋流器組底流夾細，給后續(xù)分選造成困難，增加脫泥降灰的難度。

精煤脫泥降灰主要采用振動弧形篩進行，TBS溢流進入旋流器組中，由于底流夾細，使進入振動篩中的細顆粒含量較高，且細泥的粘度較大，容易造成篩縫堵塞，振動電機不能將細?？焖倜摮?，使弧形篩上堆積大量顆粒，影響篩分的效果，起不到脫泥降灰作用，進而使篩分出的粗精煤有較高的灰分[4]。根據(jù)粗精煤產(chǎn)品的篩分實驗數(shù)據(jù)，見表1，TBS 洗選的+0.25 mm 粒級的灰分正累積為6.96%，全粒級的灰分正累積為11.60%，-0.125 mm 粒級的產(chǎn)率達15.1%，灰分負累積為29.69%，造成粗精煤的灰分含量高，影響精煤的總產(chǎn)出率。

2 改造方案設計

針對洗選分公司洗選粗煤泥出現(xiàn)的底流夾細和粗精煤灰分含量高問題，對工藝流程進行優(yōu)化改造，將0.2～1.0 mm 粒級的粗煤泥經(jīng)三產(chǎn)品TBS 排矸處理，二段底流經(jīng)棒磨機磨礦，煤泥浮選得到精煤和尾煤，尾煤進行濃縮壓濾處理。具體工藝流程如圖2。

圖2 改造后粗煤泥洗選回收工藝

先對原煤進行脫泥篩處理，進入三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器中進行分選，得到精煤、中煤和矸石等不同產(chǎn)物，通過各自的離心脫水機進行脫水處理后，得到對應的產(chǎn)品，在脫介篩中進行脫介處理后進入合格介質(zhì)桶，脫介篩過濾出來的介質(zhì)經(jīng)磁選機處理后方可進入合格介質(zhì)桶。采用三產(chǎn)品TBS 進行排矸，經(jīng)弧形脫水篩和高頻振動篩脫水后，摻入重介質(zhì)矸石，TBS 二段底流在弧形篩中脫水后進入棒磨機磨礦，分級旋流器的溢流和磨礦后的產(chǎn)品在浮選機中進行處理，并使用壓縮機過濾最終生成精煤，浮選機處理后的各類產(chǎn)品進入高效濃縮緩沖池，在入料管切線的作用下進入料井，使用自動化設備對煤泥水進行自動加注絮凝劑。溢流經(jīng)濃縮池處理后進入帶有噴水裝置的澄清水池，濃縮煤泥水經(jīng)底流泵打入主廠房壓濾機入料桶中，在入料泵作用下，通過壓濾機對煤泥進行回收。

整個工藝流程中預先留有進入中煤的煤泥通道，在煤泥含有較低的灰分含量時，濃縮機底流進入沉降式過濾離心機進行脫水，摻入中煤產(chǎn)品進行最終銷售，設計的產(chǎn)品結構比較靈活。

3 改造效果

粗煤泥洗選回收工藝經(jīng)改造后，粗煤泥分級精度大大提高，采用三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器，合理選擇入料方式，改善了分級效果，粗精煤高灰細泥含量大大減少。通過對改造后的粗精煤產(chǎn)品進行篩分實驗，數(shù)據(jù)見表2，可以看出，在原煤相同的情況下，-0.125 mm 粒級的粗精煤高灰含量從15.1%降為3.9%，+0.25 mm 粒級的灰分含量從6.96%升高到9.18%。三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的應用，使煤泥灰分含量大大降低，整體灰分含量穩(wěn)定在10.5%，分選密度大幅提高，精煤產(chǎn)出率明顯上升。在三產(chǎn)品TBS 和振動篩的作用下，粗精煤的精細分級精度有所提高，脫泥降灰效果顯著，TBS 底流的灰分約升高11.39%，總精煤的灰分約下降0.11%，精煤的產(chǎn)出率約提高1.85%，為公司約創(chuàng)造經(jīng)濟效益466萬元。

表2 改造后粗精煤產(chǎn)品篩分實驗數(shù)據(jù)

4 結論

為解決分級旋流器組底流夾細和振動篩脫泥降灰問題，分析原回收工藝，并采用三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器、三產(chǎn)品TBS 分選、直接浮選以及尾礦濃縮壓濾技術進行優(yōu)化改造，使粗精煤的精細分級精度有所提高，脫泥降灰效果顯著，TBS 底流的灰分約升高11.39%，總精煤的灰分約下降0.11%，精煤的產(chǎn)出率約提高1.85%，為公司約創(chuàng)造經(jīng)濟效益466萬元。