重介淺槽入洗下限的探索實(shí)踐

王志強(qiáng)

（冀中能源股份有限公司 運(yùn)銷分公司，河北 邢臺(tái) 054000）

1 概 述

冀中能源股份有限公司內(nèi)蒙古公司盛鑫礦位于鄂爾多斯市東勝區(qū)，屬井工礦，可采儲(chǔ)量3 787 萬t，主要可采煤層為4 號(hào)及5 號(hào)煤層，煤種為不粘煤，屬于動(dòng)力礦井。選煤廠入洗能力為3.0 M/a，洗選加工工藝為弛張篩8 mm 分級(jí)，150~8 mm 粒級(jí)塊煤采用重介淺槽分選，-8 mm 粒級(jí)末煤不分選，3~0.15 mm 粗煤泥由煤泥離心機(jī)回收，-0.15 mm 細(xì)煤泥由壓濾機(jī)回收。

2 存在的問題

由于8 ~0 mm 粒級(jí)缺少分選手段，產(chǎn)品質(zhì)量受原煤質(zhì)量影響大，為最大可能的增加公司效益，增大原煤入洗比例，拓寬淺槽重介質(zhì)分選機(jī)的入料粒度范圍[1]，更好控制產(chǎn)品質(zhì)量[2]，提高洗精煤產(chǎn)率[3]，盛鑫礦對(duì)重介淺槽的入洗下限進(jìn)行了探索實(shí)踐。

盛鑫礦商品煤質(zhì)量情況見表1。

表1 盛鑫礦商品煤質(zhì)量情況Table 1 Quality of commercial coal in Shengxin Mine

從表1 可以看出，經(jīng)洗選加工后，洗精煤和洗精塊煤發(fā)熱量均達(dá)到4 000 kcal/kg 以上，可以達(dá)到市場(chǎng)對(duì)動(dòng)力煤的基本需求，篩末煤卻由于未經(jīng)洗選，煤質(zhì)差，熱值平均在3 200 kcal/kg 左右，最低時(shí)可達(dá)1 500~2 000 kcal/kg，同時(shí)篩末煤占商品煤量的54.6%，產(chǎn)量大、煤質(zhì)差、售價(jià)低，大幅度拉低了原煤平均售價(jià)，影響了整體經(jīng)濟(jì)效益，市場(chǎng)低迷時(shí)，篩末煤大量滯銷積存，致使企業(yè)不能正常生產(chǎn)?；诖耍Y末煤熱值的提升成為了盛鑫礦亟待解決的問題。

3 問題分析

2021 年度原煤入洗情況及商品煤熱值比較見表2。

表2 盛鑫礦2021 年入洗情況與熱值比較Table 2 Comparison of washing situation and calorific value of Shengxin Mine in 2021

通過表2 可以發(fā)現(xiàn)，商品煤平均發(fā)熱量隨著入洗比例的提升而提升，因此要提高篩末煤、商品煤的熱值需要加大原煤入洗的比例。加大原煤入洗比例的方案主要有4 個(gè)：+13 mm 粒級(jí)重介淺槽分選，-13 mm 粒級(jí)干選；+13 mm 重介淺槽分選，13 ~3 mm 重介旋流器分選；+13 mm 重介淺槽分選，13~3 mm 重介旋流器分選；+3 mm 重介淺槽分選，-3 mm 粒級(jí)不入洗。

3.1 方案一

將現(xiàn)有重介淺槽系統(tǒng)的入洗下限由8 mm 調(diào)整為13 mm，新建-13 mm 粒級(jí)篩末煤干選系統(tǒng)，該方案的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)見表3。

表3 塊煤淺槽、末煤干選方案產(chǎn)品預(yù)測(cè)Table 3 Block coal shallow trough,fine coal dry separation scheme product prediction

由表3 可以看出，商品煤產(chǎn)率為75.97%，熱值為3 854.79 kcal/kg，矸石產(chǎn)率為21.61%，煤泥產(chǎn)率為2.42，該方案需新建1 套末煤干選系統(tǒng)，投資估算1 160 萬元。

該方案的優(yōu)點(diǎn)：

（1） 洗選過程中產(chǎn)生煤泥量較少，不用增加煤泥水系統(tǒng)。

（2） 洗選加工成本較低。

該方案的缺點(diǎn)：

（1） 對(duì)篩末煤提質(zhì)作用有限，干選后的精煤產(chǎn)品需要與塊精煤進(jìn)行摻配，摻配后的產(chǎn)品發(fā)熱量不能滿足市場(chǎng)的基本要求。

（2） 篩末煤熱值在3 700 kcal/kg 左右，通過干選熱值提高約100 kcal/kg；煤質(zhì)較差時(shí)，篩末煤熱值在3 000 kcal/kg，通過干選熱值提高約600 kcal/kg。

（3） 粒度越細(xì)，干選系統(tǒng)分選效果越差，對(duì)于-3 mm 粒級(jí)的分選作用極其有限，盛鑫礦原煤中的-3 mm 粒級(jí)約占30%。

（4） 進(jìn)行了2 次干選試驗(yàn)，效果均不理想，產(chǎn)品熱值均難達(dá)到市場(chǎng)要求，銷售困難，不能從根本上解決問題。

3.2 方案二

表4 塊煤淺槽、末煤重介（3 mm 預(yù)先脫粉） 產(chǎn)品預(yù)測(cè)Table 4 Product prediction of shallow coal trough and fine coal dense medium(3 mm pre-depulsion)

由表4 可以看出，商品煤產(chǎn)率為65.76%，熱值為4 025.81 kcal/kg，矸石產(chǎn)率為26.40%，煤泥產(chǎn)率為7.84%。該方案需要增設(shè)末煤篩分和重介系統(tǒng)，增加的主要設(shè)備有弛張篩、重介旋流器、脫介篩、磁選機(jī)、離心機(jī)、濃縮機(jī)、過濾機(jī)等。

該方案的優(yōu)點(diǎn)：

（1） 精煤產(chǎn)品的熱值達(dá)到4 000 kcal/kg 以上。

（2） 分選精度高，對(duì)煤質(zhì)的適應(yīng)性較強(qiáng)，同時(shí)盡可能的減少了矸石泥化，降低了系統(tǒng)的煤泥量。

該方案的缺點(diǎn)：

（1） 重介系統(tǒng)復(fù)雜，投資較高，洗選加工成本高。

（2） 理論計(jì)算的精煤發(fā)熱量為4 025.81 kcal/kg，很難保證生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的精煤產(chǎn)品發(fā)熱量在4 000 kcal/kg 以上。

售前商務(wù)文本的撰寫者一般是公司內(nèi)部的售前部門，如公司簡(jiǎn)介和新聞稿的撰寫者是公共關(guān)系部（品牌宣傳部），產(chǎn)品介紹和廣告文本的撰寫者是市場(chǎng)營(yíng)銷部（當(dāng)然，預(yù)算允許時(shí)，公司也會(huì)聘請(qǐng)第三方廣告公司協(xié)助進(jìn)行廣告文案策劃）。售前商務(wù)文本的譯者一般都由所涉及部門的內(nèi)部人員完成，比如一家跨國(guó)公司的總部撰寫完成一篇新聞稿后，將由該公司在全球各地的子公司中的公關(guān)部負(fù)責(zé)翻譯成當(dāng)?shù)氐恼Z言。當(dāng)然，如果公司內(nèi)部沒有具備翻譯能力的人員，也可以請(qǐng)專門的翻譯公司或公關(guān)公司進(jìn)行翻譯，但最終的譯文審核依然要由本公司公關(guān)部門的人員負(fù)責(zé)。售前商務(wù)文本的主要讀者當(dāng)然是公司產(chǎn)品和服務(wù)的潛在客戶以及潛在投資人，或投資人。

3.3 方案三

將現(xiàn)有重介淺槽系統(tǒng)的入洗下限由8 mm 調(diào)整為13 mm，同時(shí)增設(shè)末煤重介系統(tǒng)，-13 mm 粒級(jí)全部進(jìn)入重介旋流器。全部入洗方案的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)見表5。

表5 塊煤淺槽、末煤重介（全洗） 產(chǎn)品預(yù)測(cè)Table 5 Prediction of heavy medium(full washing)products of shallow coal trough and fine coal

由表5 可以看出，商品煤產(chǎn)率為60.78%，熱值為4 244.03 kcal/kg，矸石產(chǎn)率為28.25%，煤泥產(chǎn)率為7.84%。該方案需要增設(shè)重介系統(tǒng)，增加的主要設(shè)備有：重介旋流器、脫介篩、磁選機(jī)、離心機(jī)、濃縮機(jī)、過濾機(jī)等。洗選加工成本高于8.61元/t。

該方案的優(yōu)點(diǎn)：

（1） 全部進(jìn)入重介洗選系統(tǒng)，分選精度高，精煤產(chǎn)品的發(fā)熱量可以穩(wěn)定在4 100 kcal/kg 以上，有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

（2） 精煤產(chǎn)品價(jià)格較高。

該方案的缺點(diǎn)：

（1） 煤泥水系統(tǒng)負(fù)荷較大，所需增加設(shè)備較多。

（2） 由于全部進(jìn)入洗選系統(tǒng)，產(chǎn)生煤泥量較大。

（3） 投資和運(yùn)行成本較高。

3.4 方案四

動(dòng)力煤是否全入選，即選煤廠入選下限的多少一直是業(yè)內(nèi)爭(zhēng)議較大的焦點(diǎn)[4－5]。立足于現(xiàn)有重介淺槽系統(tǒng)，將現(xiàn)有系統(tǒng)的入洗下限下探至3 mm，-3 mm 粒級(jí)不進(jìn)行洗選加工。塊煤淺槽有效分選下限為6 mm[6]，盛鑫礦通過多方調(diào)研和研究，將盛鑫礦塊煤淺槽系統(tǒng)的入洗下限定為8 mm，逐步下探重介淺槽系統(tǒng)的入洗下限。在下探過程中，最需要注意煤泥水系統(tǒng)的承受能力，該方案的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)見表6。

表6 +3 mm 塊煤淺槽、-3 mm 篩末方案產(chǎn)品預(yù)測(cè)Table 6 +3 mm lump coal shallow groove,-3 mm sieve scheme product prediction

由表6 可以看出，商品煤產(chǎn)率為67.97%，熱值為3 997.98 kcal/kg，矸石產(chǎn)率為24.68%，煤泥產(chǎn)率為7.35%，該方案需新濃縮池和煤泥壓濾機(jī)等設(shè)備。若入洗下限調(diào)整為3 mm，煤泥含量增加，介耗指標(biāo)難以控制，系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)，電耗增加，洗選加工成本增加。

該方案的優(yōu)點(diǎn)：

（1） 在現(xiàn)有系統(tǒng)內(nèi)解決篩末煤發(fā)熱量低的問題，僅需對(duì)瓶頸環(huán)節(jié)更換或增設(shè)設(shè)備，投資相對(duì)較少。

（2） 理論計(jì)算上，商品煤熱值接近市場(chǎng)的基本需求。

該方案的的缺點(diǎn)：

（1） 3 mm 干法篩分的效率較低，現(xiàn)有弛張篩8 mm 分級(jí)，篩上物中8 mm 以下粒級(jí)含量約為11%，3 mm 干法篩分時(shí)，由于開孔率大幅降低，篩上物中3 mm 以下粒級(jí)含量會(huì)大幅增加。

（2） 選煤廠塊煤分選下限受原煤分級(jí)的制約[7]。選煤廠常用的干式分級(jí)篩只能分級(jí)到13 mm，對(duì)10、8、6 mm 等細(xì)粒煤篩分效率和處理能力都很低，很難達(dá)到生產(chǎn)要求由于國(guó)內(nèi)尚無重介淺槽入洗下限達(dá)到3 mm 的先例[8]，具體到現(xiàn)場(chǎng)洗選效果如何尚難確定，可能會(huì)出現(xiàn)分選精度差、矸石帶煤指標(biāo)高等問題。此前盛鑫礦進(jìn)行過+6 mm 洗選的工業(yè)試驗(yàn)，弛張篩篩上產(chǎn)物增加11.11%，商品煤回收率降低10.37%，精煤回收率降低11.89%，矸石和煤泥量增加，煤泥量增加，濃縮機(jī)沉降面積不夠，循環(huán)水發(fā)黑變黏，溢流變黑，跑介嚴(yán)重，增加介耗。

3.5 4 個(gè)方案商品煤比較

4 個(gè)方案的商品煤情況比較見表7。

表7 盛鑫礦商品煤質(zhì)量預(yù)測(cè)表Table 7 Shengxin Coal quality prediction table

干選的商品煤回收率最高，但是3 mm 甚至6 mm 以下沒有明顯的分選作用，商品煤發(fā)熱量也最低，滿足了“工程煤”3 500 kcal 的要求，但距用戶要求的4 000 kcal 以上尚有差距，尤其在井下煤質(zhì)變差時(shí)，商品煤質(zhì)量無法保證。

全部入洗時(shí)商品煤回收率僅60.78%，接近40%的矸石和煤泥要廢棄，并且管理難度最大，但發(fā)熱量穩(wěn)定在了4 200 kcal 以上。

+3 mm 粒級(jí)末煤用當(dāng)前的重介淺槽洗選與增加末煤重介系統(tǒng)洗選2 個(gè)方案的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)幾乎一致，發(fā)熱量基本達(dá)到4 000 kcal 左右，重介淺槽分選下限下探3 mm 盡管存在技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和管理風(fēng)險(xiǎn)，但是成本較小，實(shí)施起來相對(duì)比較容易，在控制好入選原煤水分、保證弛張篩篩分效果的前提下，逐步增大入洗量、降低重介淺槽的入洗下限。

4 降低入洗下限的實(shí)踐探索

為探索重介淺槽洗的入洗下限，選取一段時(shí)間的產(chǎn)品作為代表。

弛張篩篩板全部為8 mm，即重介淺槽入洗下限為8 mm 時(shí)，盛鑫礦的產(chǎn)品質(zhì)量見表8。

表8 盛鑫礦產(chǎn)品質(zhì)量情況Table 8 Shengxin Coal product quality situation

為探索重介淺槽洗的入洗下限為6 mm 時(shí)，盛鑫礦將弛張篩篩板更換為6 mm，弛張篩采用高耐磨和具有持久彈力的彈性篩板，在篩面張弛運(yùn)動(dòng)、高加速度和強(qiáng)烈的篩分作用下使細(xì)粒物料松散透篩［9］。弛張篩篩板全部為6 mm，即重介淺槽入洗下限為6 mm 時(shí)，盛鑫礦產(chǎn)品質(zhì)量情況見表9。

表9 盛鑫礦產(chǎn)品質(zhì)量情況Table 9 Shengxin Coal product quality situation

篩下末煤的質(zhì)量得到了提高，但篩末煤的熱值仍然偏低，為此，盛鑫礦加強(qiáng)井下煤質(zhì)管理，降低了原煤的水分，同時(shí)降低原煤入選量，由原來每小時(shí)處理量560 t/h 降至400 t/h，同時(shí)調(diào)整弛張篩篩板篩孔，1/3 的篩板為6 mm，2/3 的篩板為3 mm，正常生產(chǎn)時(shí)循環(huán)水濃度在15~20 g/L，篩下末煤的熱值達(dá)到了3 940 kcal/kg。此時(shí)，盛鑫礦的產(chǎn)品質(zhì)量情況見表10。

表10 盛鑫礦產(chǎn)品質(zhì)量情況（2021.2.26~3.12）Table 10 Shengxin Coal product quality situation（2021.2.26~3.12）

5 結(jié) 語

盛鑫礦在原煤入選量降至400 t/h 的情況下，調(diào)整弛張篩1/3 的篩板為6 mm，2/3 的篩板為3 mm 之后，增大了入洗原煤的比例，同時(shí)也提高了循環(huán)水的濃度，煤泥水系統(tǒng)濃度達(dá)到了15 ~ 20 g/L，篩下末煤的熱值達(dá)到了3 940 kcal/kg，洗精末的熱值達(dá)到了4 344 kcal/kg，矸石帶煤指標(biāo)在1%~1.5%波動(dòng)，介耗在0.5 kg/t 原煤，產(chǎn)品質(zhì)量得到了有效保證，洗選指標(biāo)也得到了有效控制，從根本上扭轉(zhuǎn)了盛鑫礦產(chǎn)品質(zhì)量差的局面，根據(jù)盛鑫礦的統(tǒng)計(jì)，2021 年1~5 月份噸煤收益增加了4.28 元/t，可以實(shí)現(xiàn)創(chuàng)收240 余萬元，全年約576 萬元。

盛鑫礦重介淺槽分選不粘煤的實(shí)踐為選煤行業(yè)分選動(dòng)力煤提供了參考，需要特別注意的是將重介淺槽的入洗下限控制在3 mm 會(huì)大幅增加煤泥水系統(tǒng)的負(fù)荷[10]，在提高商品煤質(zhì)量的同時(shí)，對(duì)商品煤的數(shù)量做出了一定的犧牲，所以是否需要降低重介淺槽的入洗下限需要根據(jù)原煤煤質(zhì)情況決定。