濃縮浮選在古城煤礦選煤廠的應(yīng)用實踐

李晉雄

(潞安化工集團有限公司 古城煤礦，山西 長治 046100)

1 古城煤礦選煤廠現(xiàn)狀

古城煤礦選煤廠隸屬于潞安化工集團，于2019年底建成投產(chǎn)。選煤廠設(shè)計年洗選處理能力為800 t/a，洗選古城礦井的原煤。古城礦井主要開采3號煤，煤類為貧煤(PM)、無煙煤(WY)，以貧煤為主。采用150～50 mm(或25 mm)塊煤脫泥重介淺槽分選、50(或25)mm～1.0 mm末煤脫泥無壓三產(chǎn)品重介旋流器分選、1.0～0.25 mm粗煤泥TBS干擾床分選、-0.25 mm細煤泥浮選后精煤加壓、尾煤濃縮壓濾回收工藝流程，并設(shè)計了原煤旁路，末煤全部或部分入選的可能流程。設(shè)計產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為混煤、洗大塊煤、噴吹煤、煤泥、洗中煤、矸石。

設(shè)計塊、末煤系統(tǒng)均預(yù)先脫泥入選。塊、末煤系統(tǒng)都開啟時，塊煤脫泥篩篩下水進入末煤系統(tǒng)作為末煤脫泥篩的沖水，末煤脫泥篩篩下物與磁選機尾礦進入分級濃縮旋流器濃縮分級，分級濃縮旋流器底流進入TBS分選，溢流去浮選系統(tǒng)；TBS溢流進入振動弧形篩、末煤離心脫水機脫水后摻入最終噴吹煤，振動弧形篩篩下物及末煤離心液去浮選系統(tǒng)分選；TBS底流經(jīng)高頻篩脫水后摻入混煤產(chǎn)品，高頻篩下水去浮選系統(tǒng)分選；浮選尾煤及精煤加壓過濾機濾液進入濃縮機濃縮后壓濾回收。單開塊煤系統(tǒng)末煤系統(tǒng)不開時，塊煤脫泥篩篩下水進入分級濃縮旋流器分級濃縮，分級濃縮旋流器底流經(jīng)振動弧形篩、末煤離心脫水機脫水后摻入混煤，分級濃縮旋流器溢流進入濃縮機濃縮后壓濾回收作為煤泥銷售。在生產(chǎn)過程中時常出現(xiàn)煤泥灰分偏低現(xiàn)象。生產(chǎn)過程中對壓濾煤泥進行采樣可知，灰分一般在30%左右，很少能超過35%，平均灰分為33.56%，采樣化驗數(shù)據(jù)見表1。

表1 技術(shù)改造前尾煤壓濾機濾餅灰分化驗數(shù)據(jù)

2 煤泥組成分析

因原煤煤質(zhì)的波動以及產(chǎn)品用戶的要求變化，在生產(chǎn)過程中根據(jù)產(chǎn)品需求開啟和關(guān)閉末煤分選系統(tǒng)，因此技術(shù)改造前，尾煤壓濾機的入料主要來自單開塊煤系統(tǒng)時的煤泥水和塊、末煤系統(tǒng)都開啟時的浮選尾煤。因單開塊煤系統(tǒng)時末煤系統(tǒng)不開啟，對應(yīng)的粗煤泥分選系統(tǒng)和細煤泥浮選系統(tǒng)也均不開啟，因此,此時壓濾煤泥的成分主要為原生煤泥；末煤開啟時對應(yīng)的粗煤泥分選系統(tǒng)和細煤泥浮選系統(tǒng)開啟，壓濾煤泥的來料主要為浮選尾煤。

壓濾煤泥灰分低時，因水分較高不能摻入混煤產(chǎn)品中，只能作為煤泥地銷，售價很低。為提高尾煤灰分減少煤泥產(chǎn)率，針對不同生產(chǎn)方式下壓濾煤泥來料性質(zhì)不同的情況，對煤泥水系統(tǒng)關(guān)鍵點取樣并進行數(shù)據(jù)檢測，分析造成壓濾煤泥灰分低的主要原因。

通過對單開塊煤系統(tǒng)和塊、末煤系統(tǒng)同時開啟時，濃縮機入料成分的化驗可知，單開塊煤系統(tǒng)時，濃縮機入料平均灰分為19.97%；塊、末煤系統(tǒng)同時開啟時浮選尾煤平均灰分為51.18%.技術(shù)改造前不同生產(chǎn)方式下，濃縮機入料成分的化驗數(shù)據(jù)分別見表2和表3。

表2 單開塊煤系統(tǒng)時濃縮機入料成分化驗數(shù)據(jù)

表3 塊末煤同時開啟時濃縮機入料成分化驗數(shù)據(jù)

通過化驗表可知，浮選尾煤灰分一般在45%以上，煤泥通過浮選有了較好的分選效果。浮選尾煤不是造成壓濾煤泥灰分過低的原因，而單開塊煤系統(tǒng)時平均灰分僅為19.97%，灰分較低，因此末煤系統(tǒng)不開啟時，煤泥不分選是造成壓濾煤泥灰分低的主要原因。

3 技術(shù)改造方案及實施效果

通過分析可知，造成壓濾煤泥灰分過低的主要原因是，單開塊煤系統(tǒng)時煤泥水不經(jīng)分選，但由于壓濾煤泥不能摻入混煤產(chǎn)品，單獨銷造成售價低，經(jīng)濟效益降低了。因此，考慮將此部分煤泥進行分選，將低灰產(chǎn)物摻入混煤產(chǎn)品中銷售，高灰煤泥就地銷售，提高產(chǎn)品產(chǎn)率、增加銷售收入。

單開塊煤系統(tǒng)時，壓濾煤泥主要來自塊煤脫泥篩下水和磁選機的尾礦，通過濃縮旋流器分級濃縮的溢流和振動弧形篩、末煤離心機脫出的液濾水。因末煤不入洗，此部分煤泥水濃度較低，需進行濃縮浮選。選煤廠共有2臺濃縮機，互為備用。若1臺濃縮機用作濃縮浮選，另一臺用作浮選尾煤，則無備用濃縮機，不符合生產(chǎn)和環(huán)保要求。

因此，技術(shù)改造采取將部分濃縮機底流摻入塊煤系統(tǒng)煤泥水的方式提高煤泥水入浮濃度，另外，在生產(chǎn)管理過程中要嚴格控制塊煤系統(tǒng)用水量。技改方案為，在濃縮機底流管路增加旁路管，將部分濃縮機底流與塊煤脫泥篩篩下水及磁選機尾礦混合進入煤泥桶，再經(jīng)泵輸送至分級濃縮旋流器，分級濃縮旋流器底流直接去TBS粗煤泥系統(tǒng)分選，溢流去浮選系統(tǒng)分選，浮選精礦經(jīng)加壓過濾機脫水后摻入混煤系統(tǒng)作為混煤產(chǎn)品銷售，另一部分濃縮機底流采用壓濾機脫水后晾干地銷。改造后流程見圖1。

改造過程不需增加生產(chǎn)設(shè)備，僅增加了部分管路和閥門。使用材料：D219 mm焊接管22 m、沖壓彎頭2個、DN200閥門1個、氣壓調(diào)節(jié)閥1個、法蘭盤2片；改造用工：安裝焊接、打磨刷漆，整體用工5 h。

改造后，經(jīng)過一段時間的生產(chǎn)運行，對壓濾煤泥進行采樣化驗，壓濾煤泥平均灰分提高到46.12%，化驗數(shù)據(jù)見表4。

圖1 改造后煤泥水系統(tǒng)流程圖

表4 技術(shù)改造后尾煤壓濾煤泥化驗數(shù)據(jù)

通過表4可知，技術(shù)改造后,壓濾煤泥平均灰分提高到46.12%，灰分提高了12.56%，煤泥灰分均在40%以上。又因為此改造使得部分浮選尾煤經(jīng)濃縮機沉降后在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，為保證壓濾煤泥灰分保持在較高水平，需要加強生產(chǎn)管理。生產(chǎn)管理過程中需要注意以下幾點：

1) 對煤泥水處理中的各類用水需嚴格控制，特別是稀釋藥劑絮凝劑、氯化鋁時，使用清水量要慎重，杜絕過多的水進入系統(tǒng)；

2) 及時掌握生產(chǎn)班開始與結(jié)束時濃縮池洗水變化情況，班組崗位人員控制好各處閥門開度，做到水系統(tǒng)平衡，集控室操作人員穩(wěn)定原料煤入洗量，切忌入洗量忽大忽小、時斷時續(xù)，否則會產(chǎn)生循環(huán)水量、煤泥量、洗水濃度突然變化的現(xiàn)象；

3) 依據(jù)循環(huán)水動態(tài)平衡原則將濃縮機底流煤泥及時從池底排出，確保足夠深度的溢流清水，徹底避免煤泥在洗水中積聚，及時通過增設(shè)去煤泥桶的閥門進行調(diào)節(jié)，提高浮選入料濃度，杜絕細泥在系統(tǒng)中積聚。

4 結(jié) 語

通過對古城煤礦選煤廠壓濾煤泥不同生產(chǎn)方式下入料的成分分析，找出了煤泥灰分低的主要原因，在不增加設(shè)備的情況下，通過將部分濃縮機底流返回系統(tǒng)，增加塊煤系統(tǒng)煤泥水濃度，達到適合浮選入料的要求并進行浮選。浮選精煤摻入混煤產(chǎn)品，提高產(chǎn)品回收率，浮選尾煤經(jīng)濃縮壓濾回收，提高壓濾煤泥灰分減少煤泥產(chǎn)量，減少資源浪費，為企業(yè)增加銷售收入，取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

但由于不增加生產(chǎn)設(shè)備，采用部分濃縮機底流回摻塊煤系統(tǒng)煤泥水的方式提高煤泥水濃度，造成浮選尾煤一定程度上在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，造成系統(tǒng)內(nèi)高灰細泥長時間不能排除，濃縮機溢流水質(zhì)量變差。在生產(chǎn)管理過程中需要加強對煤泥水系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的檢測和監(jiān)控。

若增加1臺濃縮機，末煤系統(tǒng)不開啟時將塊煤系統(tǒng)煤泥水經(jīng)專用濃縮機濃縮后進入浮選系統(tǒng)進行浮選，則可以避免浮選尾煤在系統(tǒng)中循環(huán)的問題。既能提高經(jīng)濟效益，又可以減少生產(chǎn)管理的難度。濃縮浮選可作為末煤系統(tǒng)不開啟時提高企業(yè)經(jīng)濟效益的生產(chǎn)手段。