淺論鐵峰選煤廠的工藝特點

羅林川

(大同煤礦集團鐵峰煤業公司選煤廠)

1 鐵峰選煤廠概況

鐵峰選煤廠位于山西省右玉縣境內,北距右玉縣21 km,距大同市80 km,距呼和浩特市150 km。鐵豐鐵路環線從區內通過,交通相對便利。鐵峰選煤廠設計生產能力一期為6.00 Mt/a,后期續建3.00 Mt/a,總能力達到9.00 Mt/a。鐵峰選煤廠主要入洗增子坊礦井和南陽坡礦井的原煤,增子坊礦井改造后生產能力可達2.00 Mt/a,南陽坡礦井改造后生產能力可達4.00 Mt/a。因此,先期選煤廠的煤源充足,后期續建規模的煤源主要是收購周邊煤礦的原煤。

鐵峰選煤廠綜合原煤灰分30.51%,硫分2.02%,熱值 18.63 MJ/kg,屬富灰、中高硫 、中低熱值石炭系氣煤。

2 煤質特征及其可選性分析

根據煤質資料,分析得出該廠入洗原煤的煤質特征如下:

1)原煤綜合灰分為30.51%,屬中高灰分煤;硫分為2.02%,屬中高硫煤。2)+50 mm粒級含量為33.12%,灰分為34.56%,其中矸石含量為8.01%,占塊煤量的24.12%,屬于高含矸量原煤,人工手選無法排凈大量塊矸石,應采用機械方法排矸。3)各粒級的含量隨粒度減小有降低趨勢,+13 mm粒級累計含量為61.55%,說明粒度組成較粗。4)各粒級的灰分隨粒度減小而降低,說明矸石相對較硬不易碎。5)原生煤泥含量為6.78%,灰分為24.36%,低于原煤灰分,但稍高于3～1.5 mm和1.5～0.5 mm末煤兩個粒級,表明矸石碎化不嚴重。6)各粒級中1.3～1.4級為主導密度級,其次為+2.0密度級,各粒級可選性比較一致。7)各粒級中+2.0密度級的灰分均大于75%,說明矸石較純。8)隨粒度的減小,浮沉煤泥占本級含量由0.13%上升至4.25%,灰分由26.95%上升至51.63%,尤其是-13 mm粒級的浮沉煤泥灰分升高非常顯著,說明矸石有一定的泥化現象。9)+2.0密度級的硫分均很高,最高達6.091%,其次為低密度級和1.8～2.0密度級,但大都在2.0%以下,經過洗選后硫分小于1.5%。10)當分選密度小于1.5時,原煤屬于較難選 ～極難選;當分選密度在1.6～1.8時,原煤屬于中等可選。

綜上所述,該廠入洗原煤有以下幾個特點:

1)礦井煤質較差,各粒級原煤中矸石含量較高,通過洗選有利于降灰脫硫,提高煤質。2)原煤粒度組成偏粗,塊煤含量較高。3)各粒級可選性比較一致,該廠產品為動力用煤,故原煤可選性為中等選煤。

3 產品結構

根據鐵峰選煤廠的入選煤種和煤質的實際情況,以及鐵峰煤業公司生產經營策略的要求,鐵峰選煤廠的洗后產品主要作為動力用煤。

產品結構為:

洗大塊:粒度(＞50 mm),收到基低位發熱量大于23.865 kJ;

洗混煤:粒度(＜50 mm),收到基低位發熱量大于23.027 kJ。

同時塊煤產品具有一定的靈活性,塊煤既可單獨地銷,也可破碎后摻入 ＜50 mm的產品中作為洗混煤。

4 工藝流程的特點

基于對鐵峰選煤廠煤質資料的綜合分析和選后產品的用途考慮,同時結合同煤集團各選煤廠生產經驗,不斷優化選煤工藝,最后選用200～13 mm塊煤重介淺槽分選、1.3～1.5 mm末煤兩產品重介旋流器分選、1.5～0.25 mm粗煤泥螺旋分選機分選、-0.25 mm細煤泥不分選的工藝。原則工藝流程圖,見圖1。

圖1 原則工藝流程示意圖

工藝流程的主要特點有:

1)塊煤分選采用重介淺槽分選工藝。雖然塊煤、末煤洗選均可生產出合格的產品,但塊煤分選相對于末煤分選的優點是設備處理能力大、介耗低、生產成本低、設備管理維護簡單。故盡量利用塊煤設備進行分選,這樣可減少毛煤的破碎環節和末煤的入選量,降低洗選成本。

塊煤分選采用目前較為成熟的重介淺槽工藝。重介淺槽分選粒度范圍寬,通常為200～13 mm,分選精度高,具有適應性強和處理能力大的特點。

2)末煤分選采用選前脫泥有壓給料兩產品重介旋流器分選工藝。

該廠推薦采用選前1.5 mm脫泥重介分選工藝,主要原因有以下幾點:

a)由于大直徑的旋流器的有效分選下限一般只能達到1.5 mm,事先將煤泥從系統中脫除,既可減少旋流器的入料量,又可避免煤泥在系統中長時間無效循環,減少煤泥的進一步泥化。b)選前脫泥將煤泥的不利影響消除在進入分選作業之前,有利于從根本上消除系統對煤泥量波動的適應性。c)選前脫泥,提高了重介分選系統工作懸浮液的穩定性和可控性,有利于穩定產品質量。減少了分流量,簡化了介質回收系統,降低了脫介篩和磁選機的負荷,改善了脫介效果。

3)粗煤泥分選系統采用螺旋分選機分選。螺旋分選機有效分選密度在1.65 kg/L以上,當分選密度低于1.65 kg/L,分選效果變差,不能作為出低灰產品的分選設備,螺旋分選機一般用于動力煤選煤廠粗煤泥分選,作為2～0.15 mm粗煤泥高密度排矸和脫硫的設備。

用螺旋分選機分選粗煤泥近幾年在山西大同、朔州礦區的動力煤選煤廠應用較多,故粗煤泥分選系統采用螺旋分選機分選。

4)-0.25 mm的細煤泥不分選。鐵峰選煤廠入選原煤的煤種以氣煤為主,市場定位為動力煤,工藝流程不設浮選環節。主要原因是:a)采用了螺旋分選作為粗煤泥分選設備,分選下限較低,可達0.25 mm左右。b)浮選的加工費用較高。因此,0.25 mm以下煤泥不進行分選,直接通過壓濾機處理。

5 地面工藝總布置

選煤廠總平面布置與礦井地面工程的布置相互協調,布置總體格局與地形地貌、風向、朝向條件緊密結合,并本著少占用林地的原則,統籌兼顧,因地制宜。此外,對后期續建工程也進行了充分考慮,預留了主廠房及濃縮車間的擴建場地,使得前、后期的工程能夠進行有機銜接。

增子坊和南陽坡礦井的原煤分別通過皮帶運至原煤儲煤場,再通過儲煤場下的兩條返煤地道經皮帶轉載后,運至主廠房進行分選。

原煤經過主廠房分選后,洗大塊、洗末煤及矸石通過同一條皮帶走廊分別運至塊煤倉矸石倉和產品倉儲存,其中洗大塊既可直接進塊煤倉地銷、也可在主廠房破碎至-50 mm后作為洗末煤銷售;塊煤倉矸石倉儲存的產品通過汽車地銷,產品倉儲存的產品通過快速裝車站鐵路外運。

濃縮車間布置在主廠房東側,介質庫置在主廠房西側,便于生產管理。

6 結 語

鐵峰選煤廠作為總體工程,目前正在生產建設階段,預計在2010年10月底投產使用,在今后的生產中也需要不斷地發現問題,以便進一步完善選煤工藝和管理。