煤泥重介工藝在無煙煤分選中的應(yīng)用實(shí)踐

原志芳

（山西陽城陽泰集團(tuán)屯城煤業(yè)有限公司，山西 晉城 048100）

1 概況

山西陽城陽泰集團(tuán)屯城煤業(yè)選煤廠煤源全部來自屯城煤業(yè)礦井，洗選煤種為無煙煤，年入選原煤60 萬t，日處理原煤1 818.18 t。選煤廠采用100～13 mm 級(jí)原煤重介淺槽分選，末煤采用有壓兩產(chǎn)品重介旋流器分選，煤泥“濃縮+壓濾”的選煤方法。選煤廠＆lt;13 mm 粒級(jí)中細(xì)粒級(jí)煤含量大，灰分高，選煤工藝中未設(shè)有粗煤泥分選，煤泥產(chǎn)品產(chǎn)量較大，灰分偏低，發(fā)熱量高，設(shè)計(jì)采用煤泥重介工藝[1-6]，可以回收精煤，另外還能有效降低尾煤產(chǎn)量。

2 粗煤泥重介分選方案的確定

2.1 煤泥重介分選法

當(dāng)前選煤廠常用小直徑煤泥重介旋流器，兼具分選和分級(jí)作用，以分選為主，主要去除高密度物和-2 μm 黏土礦物。原煤經(jīng)過重介旋流器分選，主洗精煤（旋流器溢流）經(jīng)過弧形篩后進(jìn)入精煤脫介篩，弧形篩篩下合格懸浮液進(jìn)入分流箱，一部分去合格介質(zhì)桶，另一部分并不按照常規(guī)工藝去稀介質(zhì)桶，而是進(jìn)入一調(diào)漿桶，補(bǔ)加部分介質(zhì)和水，采用泵將其提升至煤泥重介旋流器設(shè)備分選。煤泥重介旋流器溢流、底流到各自的磁選機(jī)，磁選機(jī)的精礦為磁鐵礦粉，再經(jīng)過一分流箱，一部分返回調(diào)漿桶，另一部分去主洗的合格介質(zhì)桶。溢流磁選機(jī)的尾礦為低灰煤，經(jīng)弧形篩和高頻篩（或煤泥離心機(jī)）脫水后得到精煤泥。底流磁選機(jī)的磁尾為高灰煤泥，去煤泥水處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。

2.2 分選方案的確定

屯城煤業(yè)選煤廠當(dāng)前主要是對(duì)3#煤層進(jìn)行洗選，可選性等級(jí)為較難選。3#煤低硫，采用重介分選系統(tǒng)對(duì)低硫煤進(jìn)行洗選，可以分選得到冶金用精煤，不僅可以提高精煤產(chǎn)率，還能有效降低分選下限。

3 煤泥重介工藝流程及系統(tǒng)配置

3.1 煤質(zhì)分析

屯城煤業(yè)選煤廠3#煤層末原煤粒度組成情況見表1，末原煤中粗細(xì)粒級(jí)較高。

表1 3#煤層末原煤粒度組成情況

3.2 工藝及設(shè)備選擇

屯城煤業(yè)3#煤層的末原煤＆lt;3 mm 粒級(jí)含量過高會(huì)直接影響到煤泥處理，該選煤廠采用UFDB30100 型雙層弛張篩對(duì)洗末系統(tǒng)進(jìn)行3 mm 干法脫粉。但從生產(chǎn)實(shí)踐過程可知，原煤水分會(huì)影響到脫粉效率。分析可知當(dāng)3#煤末原煤水分≥7%時(shí)脫粉效率為28%，從這一數(shù)據(jù)可知有大量＆lt;3 mm粒級(jí)粗煤泥進(jìn)入重介質(zhì)旋流器，造成了大量的資源浪費(fèi)。

當(dāng)3#煤層末原煤水分＆lt;7%時(shí)，進(jìn)入末煤重介系統(tǒng)中＆lt;3 mm 粒級(jí)粗煤泥量為135 t/h；當(dāng)3#煤層末原煤水分≥7%時(shí)，進(jìn)入末煤重介系統(tǒng)中＆lt;3 mm粒級(jí)粗煤泥量從之前135 t/h 增大至245 t/h，增幅達(dá)81.5%。針對(duì)這一情況，設(shè)計(jì)增加煤泥重介工藝環(huán)節(jié)對(duì)粗煤泥進(jìn)行分選，從而可以有效提高精煤產(chǎn)率。

煤泥重介工藝中選用2 臺(tái)S-FHMC40 型煤泥重介質(zhì)旋流器，設(shè)備參數(shù)：入料粒度＆lt;3 mm；設(shè)計(jì)處理能力為480 m3/t；入料壓力240 kPa；入料口尺寸為36 mm×36 mm，錐角為20°。

對(duì)屯城煤業(yè)選煤廠以往粗煤泥重介分選方案進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)后，系統(tǒng)工藝流程如圖1 所示。該系統(tǒng)主要對(duì)屯城煤業(yè)3#煤層末原煤及次生煤泥進(jìn)行處理。末原煤經(jīng)干法脫粉后，＆lt;13 mm 粒級(jí)原煤進(jìn)入到三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器，精煤脫介弧形篩篩下合格介質(zhì)直接進(jìn)入煤泥合格介質(zhì)桶，采用DMAC-III 型重介工藝參數(shù)自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)控制煤泥重介分選合格介質(zhì)分選密度及相關(guān)參數(shù)。煤泥合格介質(zhì)桶物料的處理分成兩大部分，一部分返回主選系統(tǒng)，一部分由泵輸送至S-FHMC40 型重介質(zhì)旋流器。旋流器溢流經(jīng)弧形篩預(yù)脫水后，篩上物經(jīng)離心脫水機(jī)脫水；旋流器底流至粉矸石濃縮機(jī)，經(jīng)弧形篩預(yù)脫水和高頻篩脫水后，矸石排放。

圖1 粗煤泥重介分選方案改進(jìn)后系統(tǒng)工藝流程示意圖

3.3 介質(zhì)分流設(shè)置

從圖1 可知，合格介質(zhì)經(jīng)煤泥合格介質(zhì)桶分流后進(jìn)入煤泥重介質(zhì)旋流器，該工藝流程無法實(shí)現(xiàn)精煤泥的全部煤泥重介質(zhì)分選，需要對(duì)煤泥重介系統(tǒng)入料量、去主選系統(tǒng)合格介質(zhì)分流量進(jìn)行有效平衡，從而實(shí)現(xiàn)提高選煤廠精煤產(chǎn)率的目的。

針對(duì)這一情況，屯城煤業(yè)選煤廠設(shè)計(jì)重介質(zhì)選煤液位協(xié)調(diào)新型控制方式，對(duì)重介質(zhì)液位進(jìn)行有效控制。具體方案：在煤泥合格介質(zhì)桶下設(shè)煤泥重介系統(tǒng)入料泵+1 臺(tái)變頻介質(zhì)轉(zhuǎn)排泵，將分流合格介質(zhì)轉(zhuǎn)排至原煤合格介質(zhì)桶。該設(shè)計(jì)方案使煤泥合格介質(zhì)桶具有煤泥重介入料桶和大容量分流桶雙重功能，利用變頻介質(zhì)轉(zhuǎn)排泵可以有效解決煤泥重介系統(tǒng)入料量和去主選系統(tǒng)合格介質(zhì)分流量?jī)烧叻峙洳痪鈫栴}。

在屯城煤業(yè)選煤廠生產(chǎn)中，通過優(yōu)先調(diào)節(jié)變頻介質(zhì)轉(zhuǎn)排泵的流量，保障原煤合格介質(zhì)桶運(yùn)行液位。如通過調(diào)節(jié)變頻介質(zhì)轉(zhuǎn)排泵的流量仍然無法實(shí)現(xiàn)原煤合格介質(zhì)桶低液位運(yùn)行，還可采用補(bǔ)加介質(zhì)方法維持液位，此時(shí)則能實(shí)現(xiàn)原煤合格介質(zhì)桶低液位運(yùn)行且能保障煤泥重介系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

4 效果分析

煤泥重介質(zhì)旋流器入料及小篩分?jǐn)?shù)據(jù)分析顯示：入料中＆gt;0.5 mm 粒級(jí)物料含量27.55%，末煤脫介篩縫為1 mm，入料粒度1～0.5 mm 之間，為有效分選粒級(jí)；入料中＆lt;0.045 mm 粒級(jí)含量43.58%，灰分45.50%，無法實(shí)現(xiàn)有效分選；溢流灰分為27.46%，對(duì)比入料灰分32.94%的數(shù)值溢流灰分降低5.48%，若脫除＆lt;0.045 mm 粒級(jí)物料，溢流灰分為10.91%，產(chǎn)率為41.77%，實(shí)現(xiàn)精煤質(zhì)量要求。

屯城煤業(yè)選煤廠末煤重介系統(tǒng)工藝中采用離心脫水機(jī)脫水，入料有效回收下限0.045 mm，能對(duì)溢流＆lt;0.045 mm 高灰細(xì)泥脫除。生產(chǎn)實(shí)踐表明，粗精煤泥灰分＆lt;15%，水分＆lt;6%，滿足精煤摻配要求。

屯城煤業(yè)選煤廠3#末煤重介系統(tǒng)工藝煤泥重介系統(tǒng)投入應(yīng)用后，對(duì)2022 年第一季度的生產(chǎn)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)比2021 年第四季度選煤廠精煤產(chǎn)量增加0.85 萬t，平均精煤產(chǎn)率提高3.8%，可產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益2500 萬元。

5 結(jié)語

屯城煤業(yè)選煤廠在3#末煤重介系統(tǒng)工藝流程中增設(shè)了煤泥重介工藝，在3#末煤重介系統(tǒng)工藝流程中通過合理設(shè)置合格介質(zhì)分流系統(tǒng)保障了生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，沉降過濾式離心機(jī)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了粗精煤泥的提質(zhì)降灰，取得較好的效果。