淮北礦業(yè)集團(tuán)選煤廠降低精煤產(chǎn)品水分的實(shí)踐

王守強(qiáng)，諶 托

(淮北礦業(yè)集團(tuán) 運(yùn)銷分公司，安徽 淮北 235000)

淮北礦業(yè)集團(tuán)下屬煤礦煤炭資源豐富，煤種齊全。煤炭洗選以煉焦煤為主，主要產(chǎn)品有焦煤、肥煤、瘦煤、1/3焦煤4個煤種6種規(guī)格，多為低中灰、特低硫、特低磷、粘結(jié)性強(qiáng)、結(jié)焦性好的“綠色環(huán)保型”煤炭，其中焦煤、肥煤和瘦煤為國家保護(hù)開發(fā)的稀缺煤種，占礦區(qū)總儲量的85%以上。

淮北礦業(yè)集團(tuán)現(xiàn)有淮北、臨渙、渦北3座礦區(qū)型煉焦煤選煤廠及蘆嶺1座礦井型煉焦煤選煤廠，年入洗總量在20.00 Mt以上，選煤工藝均采用較成熟的原煤重介質(zhì)旋流器分選、煤泥濃縮浮選、尾煤壓濾聯(lián)合工藝。精煤水分是煉焦煤選煤廠產(chǎn)品質(zhì)量控制的一項(xiàng)重要指標(biāo)，但是受煤炭開采設(shè)備大型化及洗選加工設(shè)備的制約，長期以來存在因重介精煤、粗精煤泥、浮選精煤等各環(huán)節(jié)精煤水分波動而造成綜合精煤水分偏高的問題。

1 精煤降水的重要性

精煤水分高會給運(yùn)輸帶來不便，特別是高寒地區(qū)濕煤冬運(yùn)過程中，煤炭的凍結(jié)會給鐵路裝卸車帶來困難。同時，水分高還增加了無效運(yùn)輸，隱形中增加了運(yùn)輸成本。

對于下游焦化企業(yè)而言，煉焦時精煤中的水分在高溫干餾過程中大部分會形成焦化廢水，焦化廢水是一種典型的有毒、難降解的有機(jī)廢水，且污染物濃度高；由于焦化廢水中氮的存在，致使生物凈化所需的氮源過剩，給達(dá)標(biāo)處理帶來較大困難。同時，精煤中水分的汽化需要吸收大量熱量，增大煉焦耗熱量，如果水分越高，汽化吸收的熱量就越大，從而延長結(jié)焦時間，導(dǎo)致焦炭產(chǎn)量降低。據(jù)相關(guān)資料研究表明，精煤水分每上升1%，煉焦時長增加10～20 min，焦炭產(chǎn)量減少3%～4%。

隨著環(huán)保要求日益嚴(yán)格，部分城市對焦化企業(yè)實(shí)行煤炭使用總量( 運(yùn)量) 控制。這就意味著精煤水分高，有效精煤量就相對減少，焦炭產(chǎn)量就要降低。以上因素足以說明精煤水分對焦化企業(yè)的效益影響較大。

精煤水分過高還會影響公司的品牌效益，近年來，不少精煤用戶紛紛提出降水要求。由此可見，精煤降水歸根到底是煤炭企業(yè)滿足市場需要、提升產(chǎn)品競爭力、增加經(jīng)濟(jì)效益的一種需求。

2 煉焦精煤水分現(xiàn)狀分析

在目前工藝條件下，淮北礦業(yè)集團(tuán)各煉焦煤選煤廠洗后精煤產(chǎn)品由重介質(zhì)精煤、粗精煤泥、浮選精煤3部分構(gòu)成。受制于精煤粒度組成及脫水設(shè)備性能，各煉焦煤廠重介質(zhì)精煤、粗精煤泥、浮選精煤水分差距較大(見表1)，浮選精煤水分遠(yuǎn)高于重介質(zhì)精煤和粗精煤泥的水分(見表2)。同時，因入洗原煤中煤泥含量高且易泥化，造成精煤中的浮選精煤占比高達(dá)30%以上，甚至更高，從而導(dǎo)致總精煤水分偏高。

表1 選煤廠各環(huán)節(jié)水分指標(biāo)

表2 各環(huán)節(jié)精煤水分實(shí)際范圍

結(jié)合上表數(shù)據(jù)，從脫水設(shè)備、工藝流程方面進(jìn)行分析：

(1)立式刮刀卸料離心機(jī)(以下簡稱“立式離心機(jī)”)脫水效果好于臥式振動卸料離心機(jī)(以下簡稱“臥式離心機(jī)”)；

(2)加壓過濾機(jī)脫水效果好于沉降過濾式離心機(jī)(以下簡稱“沉降過濾機(jī)”)；

(3)HMZG型壓濾機(jī)(蘆嶺選煤廠使用)脫水效果好于KZG型(淮北選煤廠使用)；

(4)淮北選煤廠、蘆嶺選煤廠粗煤泥回收采用弧形篩+煤泥離心機(jī)工藝，粗煤泥水分低于12%；臨渙選煤廠西區(qū)、渦北選煤廠粗煤泥回收采用弧形篩+高頻篩+煤泥離心機(jī)工藝，粗煤泥水分12%～13%；臨渙選煤廠東區(qū)的弧形篩+煤泥離心機(jī)工藝回收的粗煤泥水分要高于臨渙選煤廠西區(qū)弧形篩+高頻篩+煤泥離心機(jī)工藝。

3 存在問題

(1)對精煤水分指標(biāo)重視不足。精煤水分指標(biāo)寬松，即使水分超標(biāo)，在集團(tuán)公司層面，僅是結(jié)算時扣款處理，不涉及到煤質(zhì)煤種合格率、質(zhì)量事故，在選煤廠內(nèi)部考核方面，也僅是扣分或扣款，處罰力度遠(yuǎn)不及對灰分指標(biāo)考核。生產(chǎn)過程中精煤水分指標(biāo)檢測，每個生產(chǎn)班次僅做1個，不能及時掌握水分控制情況。

(2)精煤過程水分調(diào)整困難。各環(huán)節(jié)精煤過程水分不像灰分能通過調(diào)整密度隨時進(jìn)行調(diào)節(jié)，很大程度上其受制于已定型的脫水設(shè)備及工藝。環(huán)節(jié)水分指標(biāo)出現(xiàn)異常情況，往往是設(shè)備存在問題，為了保證連續(xù)生產(chǎn)，在1個生產(chǎn)班次內(nèi)一般不會更換，這就造成綜合精煤水分一旦超標(biāo)，就超很多。

(3)生產(chǎn)管理不到位。對脫水設(shè)備檢查不到位，特別是立式離心機(jī)，不能及時檢查出設(shè)備問題，即使檢查出問題，但受制于材料成本的考核，問題不是特別嚴(yán)重情況下，一般不會立即更換，就會造成綜合精煤水分連續(xù)多批次偏高或超標(biāo)現(xiàn)象。

(4)備品備件質(zhì)量問題。特別是離心機(jī)篩籃、弧形篩篩板等質(zhì)量問題。如煤泥離心機(jī)篩籃加工精度不高造成篩孔大小不一，且易堵篩籃；煤泥離心機(jī)刮刀易磨損，刮刀間隙變大，且刮刀間隙調(diào)整工作量較大，做不到及時調(diào)整；弧形篩篩板質(zhì)量不穩(wěn)定；備品備件不足，以上這些因素都會造成水分偏高。

(5)風(fēng)壓不足。臨渙選煤廠、渦北選煤廠浮選精煤脫水均采用加壓過濾機(jī)，但臨渙選煤廠浮選精煤水分要高于渦北選煤廠，其主要原因是臨渙選煤廠加壓過濾風(fēng)壓不足。例如西區(qū)開1個、2個、3個生產(chǎn)系統(tǒng)時，風(fēng)壓分別約0.25、0.24、0.20 MPa，呈逐漸下降趨勢，而北渦選煤廠加壓過濾機(jī)風(fēng)機(jī)0.29 MPa左右，風(fēng)壓低勢必影響脫水效果。

(6)浮選精煤脫水能力不足。臨渙選煤廠、渦北選煤廠為縮短加壓周期，添加絮凝劑，但其帶來的副作用是對浮選精煤的脫水效果造成影響，尤其是臨渙選廠添加絮凝劑量較大。

4 降低煉焦精煤水分措施

4.1 優(yōu)化設(shè)備技術(shù)參數(shù)

渦北選煤廠針對臥式振動離心機(jī)篩籃錐角(15°)大的問題，調(diào)降離心機(jī)振幅(2 mm)，延長了物料在篩籃上停留時間，產(chǎn)品水分降低約1%。臨渙選煤廠通過提高臥式振動離心機(jī)篩籃轉(zhuǎn)速(從287 r/min提升到316 r/min)，產(chǎn)品水分降低(東區(qū)1%～1.5%、西區(qū)0.5%～1.0%)。

4.2 抓設(shè)備工藝效果達(dá)標(biāo)

各廠加強(qiáng)對脫水設(shè)備的檢查、清理與維護(hù)，加大備品備件投入，對發(fā)現(xiàn)影響脫水效果的設(shè)備問題，及時調(diào)整或更換，確保設(shè)備工藝效果達(dá)標(biāo)。如：嚴(yán)查并確保立式離心機(jī)、加壓過濾機(jī)刮刀間隙符合要求，及時更換篩籃、保護(hù)環(huán)、分配盤、及時沖洗或更換加壓過濾機(jī)及精煤壓濾機(jī)濾布等，保證脫水效果。

臨渙選煤廠認(rèn)真分析入洗原煤性質(zhì)，對細(xì)粒級含量較高的原煤，原則上安排在白天洗選，充分利用白班部分生產(chǎn)系統(tǒng)檢修低壓風(fēng)機(jī)壓力有保證的有利時機(jī)。

采用細(xì)篩縫、窄背寬弧形篩。目前各煉焦煤廠使用0.35 mm篩縫、0.8 mm背寬的高效弧形篩，提前回收部分粗煤泥，降低水分高的浮選精煤量。

4.3 增加脫水設(shè)備投入

將臥式離心機(jī)逐步更換為立式離心機(jī)；臨渙選煤廠增加壓風(fēng)機(jī)、加壓過濾機(jī)；蘆嶺選煤廠維護(hù)好壓風(fēng)機(jī)完好狀態(tài)，增加材料費(fèi)投入，各種易損件能夠保證定期更換。蘆嶺選煤廠引進(jìn)1臺景津HMZG型角吹風(fēng)式壓濾機(jī)，并將原有4臺高壓隔膜壓濾機(jī)改造成HMZG型，浮精水分控制在20%以下；淮北選煤廠與景津公司合作，在淮北選煤廠試驗(yàn)DHZG型角入料式壓濾機(jī)，脫水效果好，水分大幅降低，維持在15%左右，同時濾餅松散程度好，更利于產(chǎn)品均質(zhì)。

4.4 優(yōu)化脫水工藝

蘆嶺選煤廠一次浮選精煤用臥式沉降離心機(jī)脫水，水分偏高。在保證浮選工藝效果的情況下，通過浮選工藝改造，棄用臥式沉降離心機(jī)，即一次浮選精煤全部用壓濾機(jī)脫水回收，臥式沉降離心機(jī)僅作為備用。按新方案組織生產(chǎn)后，精煤水分降低0.3%左右。

4.5 加大水分考核力度

2020年，為適應(yīng)市場降水需要，集團(tuán)公司加大了對精煤水分的剛性考核力度，新增了精煤水分“管控目標(biāo)”考核，指標(biāo)要求精煤水分不大于10.2%，將精煤水分、灰分考核放在同一層次。表3為2019年、2020年1—4月精煤產(chǎn)品水分對比，從表中看出，2020年1—4月精煤產(chǎn)品水分均控制在考核目標(biāo)之內(nèi)。

表3 2019年、2020年1-4月精煤產(chǎn)品水分對比 %

5 結(jié) 語

淮北礦業(yè)煉焦煤選煤廠從優(yōu)化流程、挖掘設(shè)備潛能、增加設(shè)備投入到加強(qiáng)精細(xì)化管理，總結(jié)了一套行之有效的降水方案，精煤產(chǎn)品水分不斷降低。其中，蘆嶺選煤廠精煤水分由以前的14.0%降為現(xiàn)在的11%以下，效果十分顯著。同時減少了管理成本，提高了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。