關于露天礦型特大型動力煤選煤廠工藝設計探討

于國巍

（中天合創能源有限責任公司，內蒙古 鄂爾多斯 017000）

近年來，隨著煤炭行業的勘察、設計、裝備水平不斷發展。特大型露天礦的建設項目陸續上馬，中煤平朔公司的東露天礦建設項目就是其中之一。與之配套的東露天選煤廠處理能力為20.00Mt/a，留有處理5.00Mt/年外來煤的靈活性，屬露天礦型特大型選煤廠，鑒于其產品以動力用煤為主，故屬動力煤選煤廠。現就選煤工藝中的幾個重要環節進行比較與簡述：

1 塊煤分選上限：

本廠原煤塊煤破碎后解離較少，而塊煤量較多，為減少因破碎而產生的過粉碎，充分利用塊煤系統分選精度高，處理能力大，介耗低、生產成本低的優點，設計推薦塊煤分選上限為150mm。

2 塊煤分選下限：

根據露天礦原煤粒度特點，結合塊煤淺槽分選機下限，原煤分級設計采用13mm篩孔，既能夠保證分級篩的篩分效率，同時保證了塊煤滿足重介淺槽分選機的處理能力。在實際生產中，也可以根據原煤中塊煤含量的變化，適當調整分級篩篩孔，使塊煤量滿足重介淺槽分選機的處理能力為原則，最大限度的降低生產成本。

3 末煤分選下限：

末煤粒度為13-0mm，對于入洗前脫泥粒度的問題，設計總結了安太堡選煤廠、安家嶺選煤廠及近年來許多選煤廠脫泥脫介工藝的實際生產經驗，脫泥脫介篩縫若由0.5mm提高至1.5mm具有如下優點：脫泥脫介篩處理能力至少提高1～1.5倍。末煤分選下限為1.5mm，可以節省投資；可以大大降低介質回收系統的負荷，降低介耗。為了簡化系統，降低脫介篩面積及介質回收系統的負荷，降低基建投資、降低介耗，設計確定1.5mm脫泥，末煤重介旋流器分選下限為1.5mm。

4 煤泥分選下限

對于1.5mm以下的煤泥部分，設計結合本廠原煤1.5-0.15mm的特點，灰分較原煤灰分低8.00%左右，其含量為10.66%，考慮到本廠煤泥硫分較高、9、11號煤硫分波動較大的特點。設計經多方案比較，認為采用一種簡單方便、投資少、運行費用低的方法，對這部分見水煤泥進行排矸降硫處理是合理的。對這部分粗煤泥的分選設計在可研階段對螺旋分選機進行了重點論述。

有以下優點：

a.在分選密度為1.8-2.1kg/L時，可以對3-0.15mm粉煤進行有效分選，與大直徑重介旋流器配合，可以滿足煤泥深度分選的要求。

b.由于粉原煤比表面積大，該部分物料若采用螺旋分選，不采用重介分選，可以大幅降低重介質消耗。

c.采用自流入料，沒有任何運轉部件，維修簡單，功耗低。

但也存在密度調節范圍小，當分選密度小于1.6kg/L時，出低灰精煤時分選效果差的缺點。

近兩年，國內一些選煤廠先后引進了美國KSS公司的干擾床粗煤泥分選設備，取得了較好的效果。干擾床粗煤泥分選機具有以下優點：

a.入料粒度在4-0.1mm范圍內能達到較好的分選效果。

b.有效分選密度為1.4-1.9kg/L，可以出低灰精煤。

c.分選密度完全可調，全自動控制。

d.自流切線，入料無需復雜的入料分配系統，對入料煤質的變化適應性強。

e.無動力消耗，設備維護費用低。

所以本次設計對1.5-0.15mm的粗煤泥仍然采用螺旋分選機分選。

5 介質回收及制備工藝

介質回收系統采用塊、末煤系統以及主、再洗系統獨立回收，稀介質直接單段磁選。此工藝保證了塊末煤分選系統的獨立開車以及避免了主再洗系統的密度相互干擾，有利于系統介質密度的穩定性，便于現場生產管理。

介質制備設計方案為：購買的粗磁鐵礦粉，經球磨機濕式細磨之后進介質分級旋流器分級，溢流合格介質經介質磁選機濃縮回收后，磁選精礦由泵送至主廠房，進行介質補加，磁選尾礦返回濃縮機（留有返回球磨機的可能），介質旋流器底流粗介質再返回球磨機進行細磨，本介質制備方案適合于介質消耗量大的特大型重介選煤廠，所以對于本廠設計選用此方案。

6 粗煤泥回收工藝比較

推薦的分選工藝流程中，粗精煤(1.5-0.15mm)需要單獨脫水后摻入精煤。用于回收該粒級的設備有煤泥離心機、高頻篩和沉降過濾離心機，鑒于煤泥離心機的產品水分明顯低于高頻篩，而且投資、生產成本低于沉降過濾離心機，設計推薦采用煤泥離心機回收干擾床分選機的粗精煤。由于粗矸石直接排棄，對水分要求不嚴，為了節約投資，設計采用高頻篩回收。

7 細煤泥回收工藝比較

煤泥水經回收粗煤泥后，剩下的細煤泥應脫水回收。鑒于實際生產中細煤泥的灰分、硫分并不太高（平朔公司現有的安家嶺及安太堡露天礦選煤廠實際濾餅灰分在26～28%左右）。如果不考慮摻混困難，細煤泥摻入產品銷售具有較高的經濟效益。

當前可供選擇的細煤泥回收設備主要有壓濾機和加壓過濾機。國產加壓過濾機在近幾年技術上有重大突破，并且具有價格相對較低、產品水分低、松散易摻混的特點。

從平朔公司現有的幾大選煤廠對加壓過濾機回收煤泥的應用情況來看，效果是非常好的，加壓過濾機處理量大，產品物料松散，水分低，摻混容易。所以鑒于以上分析，對本選煤廠的煤泥回收仍然選用加壓過濾機處理。

東露天選煤廠的工藝與平朔公司現有的幾大選煤廠的工藝有所不同，增加了1.5-0.15mm粗煤泥的分選和回收工藝，粗煤泥在入濃縮機之前已經回收，對加壓過濾機處理的物料來說，-0.15mm的細煤泥占絕大部分。從業界對加壓過濾機處理細煤泥的使用情況來看，處理量比額定量要小，且排料水分及濾液濃度均有所增高，鑒于此情況，設計在設備選型上進行了保守的選擇，同時在工藝布置上考慮了將來增加煤泥水把關設備的位置。

結語

只有在工藝比較過程中投入大量的精力才能更好的確定選煤方法，以保證更高的分選精度、更高的精煤產率，從而達到更好的經濟效果。東露天礦原煤成分復雜，煤質變化較大，影響因素多，需要更均衡的比較各種工藝環節，并不是簡單的考慮原則就可以完成設計與建設。在這種環境下，如何更好地完成選煤廠的設計與建設將是選煤人以后的前進方向。

[1]郎國軍,苑雪濤，嚴海綱.薄煤層開采技術的新趨勢[J].煤礦機械，2011(06）.

[2]陳俊杰，李新泉，劉玲玲.對煤炭資源型焦作市可持續發展的探索與實踐 [J].中國礦業，2008(08).

[3]竺光明.有沖擊性巨厚煤層掘進期間沖擊地壓防治技術[J].煤炭技術，2004(11).

[4]苑忠明.特大型選煤廠工藝設計探討[J].煤炭加工與綜合利用，2011.2.