王會英
(晉能控股煤業(yè)集團,山西 太原 030001)
隆安煤業(yè)主要可采煤層為8、11上、11下和13號煤層,8 號煤為氣煤,11上和11下號煤均為氣煤及少量的 1/2 中粘煤和弱粘煤,13 號煤為弱粘、1/2中粘、氣煤。隆安煤業(yè)選煤廠年處理能力1.80 Mt,塊煤采用重介淺槽分選,末煤采用有壓兩產(chǎn)品重介旋流器分選,精煤產(chǎn)品為動力煤。2013 年以來,動力煤價格不斷下行,導(dǎo)致煤礦的效益隨之下降,甚至出現(xiàn)成本倒掛的情況。因此,改進洗選工藝,優(yōu)化精煤產(chǎn)品,提升礦井經(jīng)濟效益十分迫切。
8 號煤原煤灰分36.62%,全硫0.37%,揮發(fā)分40.50%;浮煤灰分9.27%,全硫0.64%,揮發(fā)分39.05%,粘結(jié)79,Y 值12 mm,屬于氣煤。11 號煤原煤灰分17.40%,全硫2.68%,揮發(fā)分36.93%;浮煤灰分6.98%,全硫1.47%,揮發(fā)分35.04%,粘結(jié)66,Y 值10 mm,屬于氣煤。兩層煤相比,8 號煤灰分、粘結(jié)指數(shù)較高,有機硫含量較高,輕產(chǎn)品硫分高,重產(chǎn)品硫分較低;11 號煤相反,輕產(chǎn)品硫分較低,重產(chǎn)品硫分較高,兩層煤指標(biāo)互補,從產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)控制的角度來看適合配洗。
對礦井原煤浮沉[1-2]資料進行分析,可知:(1)-1.4 kg/l 密 度 級 產(chǎn) 率41.73%, 綜 合 灰 分10.27%,是主導(dǎo)密度級;(2)中間密度級(1.4~2.0 kg/l)含量少;(3)+2.0 kg/l 密度級為較純的矸石,灰分達(dá)到75.09%;(4)浮沉煤泥灰分較原煤灰分低,矸石泥化現(xiàn)象不嚴(yán)重。
由圖1(a)200~13 mm 粒度原煤可選性曲線分析可知:(1)分選密度1.7 kg/l 時,理論精煤產(chǎn)率為64.98%,精煤灰分15.65%;扣輕產(chǎn)物后,±0.1含量10.88%,可選性為中等可選;(2)分選密度1.8 kg/l 時,理論精煤產(chǎn)率為70.39%,精煤灰分17.76%;扣輕產(chǎn)物后,±0.1 含量 10.31%,可選性為中等可選。
由圖1(b)13~1.5 mm 粒度原煤可選性曲線分析可知:(1)分選密度1.7 kg/l 時,理論精煤產(chǎn)率為71.04%,精煤灰分14.33%;扣輕產(chǎn)物后,±0.1含量11.17%,可選性為中等可選;(2)分選密度1.8 kg/l 時,理論精煤產(chǎn)率為76.21%,精煤灰分16.21%;扣輕產(chǎn)物后,±0.1 含量 9.82%,可選性為易選。
圖1 可選性分析曲線
根據(jù)對8 號和11 號煤質(zhì)特征的分析可知,經(jīng)洗選排矸后不僅可作為優(yōu)質(zhì)的動力電煤銷售,同時可以配洗后作為煉焦配煤使用。具體方案如下:
(1)礦井生產(chǎn)8 號和11 號煤時,可經(jīng)過配洗后生產(chǎn)煉焦配煤和動力煤。① 煉焦配煤為洗精煤和中煤兩種,洗精煤粒度50~0.25 mm,灰分Ad≤10.5%,全水Mt≤11%;中煤粒度 50~0.25 mm,灰分Ad≤28%,全水Mt≤10%;② 出動力煤:混煤,粒度50~0.25 mm,灰分Ad≤19%,全水Mt≤10%。
(2)礦井生產(chǎn)13 號煤時,出動力煤。為混煤,粒度50~0.25 mm,灰分Ad≤19%,全水Mt≤10%。
隆安選煤廠現(xiàn)在的洗選系統(tǒng)如下:(1)通過重介淺槽對200~13 mm 塊煤進行分選;(2)通過脫泥有壓兩產(chǎn)品重介旋流器對13~1.0 mm 末煤進行分選;(3)采用粗煤泥弧形篩和煤泥離心機對1.0~0.25 mm 末煤進行脫水;(4)采用快開壓濾機對0.25~0 mm 煤泥進行脫水回收。本次改造需在現(xiàn)有洗選系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,新增一套兩產(chǎn)品旋流器再選系統(tǒng)和一套粗煤泥分選系統(tǒng)。結(jié)合目前國內(nèi)外相關(guān)洗選方法及設(shè)備,采用兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器[3-4]對50~1.5 mm 物料進行再選,采用TBS 對1.5~0.25 mm 物料進行分選。
改造后,將淺槽精煤及旋流器精煤破碎后再洗,出煉焦配煤精煤及中煤兩種產(chǎn)品,原有的淺槽及旋流器分選作為排矸作業(yè),同時新增一套三產(chǎn)品TBS分選系統(tǒng)[5],對粗煤泥進行分選。改造系統(tǒng)分為:精煤再洗系統(tǒng)、粗煤泥分選系統(tǒng)、裝車系統(tǒng)改造等。工藝流程詳細(xì)說明如下:
(1)50×1.5 mm 重介旋流器再選
重介淺槽分選及一段旋流器洗選出的精煤,首先要進行脫介,通過聯(lián)合精煤脫介篩進行脫介,脫介后的精煤再經(jīng)過刮板輸送機輸送至新建的再洗車間;進入再洗車間后先進行破碎,之后通過二段再洗重介旋流器進行分選,形成精煤和中煤兩種產(chǎn)品;之后則需要對該兩種產(chǎn)品進行脫水和脫介,采用弧形篩和雙通道脫介篩;之后需對脫水和脫介的精煤和中煤進行進一步脫水,本次脫水采用離心機實現(xiàn);再之后則可進入精煤和中煤皮帶。
為降低成本,提高介質(zhì)的使用率,在精煤再選系統(tǒng)中,設(shè)置了介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)。通過設(shè)置于精煤弧形篩下的分流系統(tǒng),可將分流出的一部分合格介質(zhì)與脫介篩的篩下的合介段物料返回旋流器混料桶,作為合格介質(zhì)循環(huán)使用;另一部分合格介質(zhì)則進入稀介質(zhì)桶,之后泵送至磁選機進行回收。
(2)1.5×0.25 mm 級粗煤泥分選
經(jīng)過精煤再選系統(tǒng)后,-1.5mm 粗煤泥首先進入分級旋流器進行分級,之后進入三產(chǎn)品TBS 分選機,通過分選形成精煤、中煤和矸石三種產(chǎn)品。分選后的精煤和中煤經(jīng)脫水后分別摻入再洗旋流器精煤和洗混煤,采用弧形篩和離心脫水機對精煤進行脫水,采用高頻篩對中煤進行脫水,矸石則進入矸石皮帶。通過濃縮機處理煤泥弧形篩篩下水、煤泥離心液和分級旋流器溢流。
本次改造主要包括以下設(shè)備:(1)篩分設(shè)備,精中煤雙通道聯(lián)合脫介篩選用1 臺3.6 m×6.1 m 單層香蕉振動篩,篩孔為1.5 mm,可實現(xiàn)精煤、中煤聯(lián)合脫介雙重功能,選型量富裕,可以有效應(yīng)對煤質(zhì)變差等情況;(2)分選設(shè)備,再選分選設(shè)備選用1 臺直徑為1.2 m 進口重介旋流器,入料粒度為50×1.5 mm;(3)破碎機,精煤破碎機選用1 臺2PGL 500X1500 國產(chǎn)雙齒輥破碎機;(4)離心脫水機,末精煤離心機選用國產(chǎn)直徑1400 mm 型離心機;(5)磁選機,介質(zhì)回收選用1 臺48"×10'磁選機,確保磁選效率>99.8%。
對選煤廠進行改造后,選煤廠新增在籍人數(shù)17人,新增系統(tǒng)全員功效為332 t/日。礦井生產(chǎn)8 號和11 號煤時,可通過分選配煤生產(chǎn)出兩種煉焦配煤,分別為洗精煤和中煤,新增煉焦配煤占生產(chǎn)產(chǎn)品煤量約25%。隆安煤業(yè)年生產(chǎn)能力為1.2 Mt/a,動力煤按照綜合售價250 元,煉焦配煤按照綜合售價600 元計算,每年可新增收入1.05 億元,經(jīng)濟效益顯著。
結(jié)合隆安煤業(yè)煤種煤質(zhì)情況,通過煤質(zhì)特性及可選性分析,在現(xiàn)有洗選系統(tǒng)生產(chǎn)動力煤的基礎(chǔ)上,通過新增一套兩產(chǎn)品旋流器再選系統(tǒng)和一套粗煤泥分選系統(tǒng),對原洗選系統(tǒng)進行改造,將原洗選系統(tǒng)生產(chǎn)精煤進行再洗,產(chǎn)品中含25%的煉焦配煤,可有效提升礦井經(jīng)濟效益。