隆安煤業(yè)選煤廠選煤系統(tǒng)改造工藝實(shí)踐

王會(huì)英

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)，山西 太原 030001）

1 工程概況

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(dòng)力煤。2013 年以來，動(dòng)力煤價(jià)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(jìn)洗選工藝，優(yōu)化精煤產(chǎn)品，提升礦井經(jīng)濟(jì)效益十分迫切。

2 可選性分析

2.1 煤質(zhì)特征

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(jī)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(bǔ)，從產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)控制的角度來看適合配洗。

2.2 可選性分析

對礦井原煤浮沉[1-2]資料進(jìn)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(shí)，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(shí)，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(shí)，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(shí)，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

3 改造方案

3.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

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(dòng)力電煤銷售，同時(shí)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(shí)，可經(jīng)過配洗后生產(chǎn)煉焦配煤和動(dòng)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(dòng)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(shí)，出動(dòng)力煤。為混煤，粒度50～0.25 mm，灰分Ad≤19%，全水Mt≤10%。

3.2 選煤工藝

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(jìn)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(jìn)行分選；（3）采用粗煤泥弧形篩和煤泥離心機(jī)對1.0～0.25 mm 末煤進(jìn)行脫水；（4）采用快開壓濾機(jī)對0.25～0 mm 煤泥進(jìn)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(jìn)行再選，采用TBS 對1.5～0.25 mm 物料進(jìn)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(shí)新增一套三產(chǎn)品TBS分選系統(tǒng)[5]，對粗煤泥進(jìn)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(jìn)行脫介，通過聯(lián)合精煤脫介篩進(jìn)行脫介，脫介后的精煤再經(jīng)過刮板輸送機(jī)輸送至新建的再洗車間；進(jìn)入再洗車間后先進(jìn)行破碎，之后通過二段再洗重介旋流器進(jìn)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(jìn)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(jìn)行進(jìn)一步脫水，本次脫水采用離心機(jī)實(shí)現(xiàn)；再之后則可進(jìn)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(jìn)入稀介質(zhì)桶，之后泵送至磁選機(jī)進(jìn)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(jìn)入分級旋流器進(jìn)行分級，之后進(jìn)入三產(chǎn)品TBS 分選機(jī)，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(jī)對精煤進(jìn)行脫水，采用高頻篩對中煤進(jìn)行脫水，矸石則進(jìn)入矸石皮帶。通過濃縮機(jī)處理煤泥弧形篩篩下水、煤泥離心液和分級旋流器溢流。

3.3 設(shè)備選型

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(tái)3.6 m×6.1 m 單層香蕉振動(dòng)篩，篩孔為1.5 mm，可實(shí)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(tái)直徑為1.2 m 進(jìn)口重介旋流器，入料粒度為50×1.5 mm；（3）破碎機(jī)，精煤破碎機(jī)選用1 臺(tái)2PGL 500X1500 國產(chǎn)雙齒輥破碎機(jī)；（4）離心脫水機(jī)，末精煤離心機(jī)選用國產(chǎn)直徑1400 mm 型離心機(jī)；（5）磁選機(jī)，介質(zhì)回收選用1 臺(tái)48"×10'磁選機(jī)，確保磁選效率＞99.8%。

4 效果分析

對選煤廠進(jìn)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(shí)，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(dòng)力煤按照綜合售價(jià)250 元，煉焦配煤按照綜合售價(jià)600 元計(jì)算，每年可新增收入1.05 億元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

5 結(jié)語

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(dòng)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(jìn)行改造，將原洗選系統(tǒng)生產(chǎn)精煤進(jìn)行再洗，產(chǎn)品中含25%的煉焦配煤，可有效提升礦井經(jīng)濟(jì)效益。