高效簡化煉焦煤選煤廠從設想到實現

陳偉 王傳真 朱干彬 王守強

【摘要】本文介紹了渦北選煤廠的選煤工藝的設計，簡要說明了主體工藝流程、設備選型、工藝布置和實際生產指標方面的情況。

【關鍵詞】煉焦煤選煤廠；選煤工藝；設備選型；生產指標

0概述

與動力煤選煤廠相比，煉焦煤選煤廠要求精煤產品質量高、分選粒度下限低，傳統設計不僅工藝流程非常復雜的、數量龐大的設備，而且會給生產管理帶來很大難度，大大增加了選煤廠建設費用和生產成本。

針對以上問題，渦北洗煤廠在設計和施工中簡化工藝流程、設備選優、合理布局，形成由兩臺三產品重介質旋流器、三臺機械攪拌式浮選機組合的技術、水平、效益一流，達到一級洗水閉路循環實現清水選煤。現具備雙系統同時生產能力，單系統小時處理能力不低于680噸的煉焦煤選煤廠模式。

1選煤工藝簡介

采用三產品重介質旋流器-浮選聯合流程。

原煤不脫泥經潤濕后進入無壓給料三產品重介質旋流器分選+0.3mm粒級的煤炭，以單一低密度懸浮液系統一次分選出質量合格的精煤、中煤和矸石，在有需要時也可以以低密度懸浮液系統實現高密度分選，分選出精煤和矸石；用“弧形篩—高頻篩—煤泥離心機”組合回收優質粗精煤泥，大大減少進入生產費用相對較高的浮選作業的煤泥量；用機械攪拌式浮選機分選-0.3mm粒級的煤泥。經濟合理地實現煤泥全部廠內回收、洗水閉路循環、清水選煤。

渦北洗煤廠工藝流程圖見圖1。

1.1原料煤準備

進廠原煤分級后，篩上塊煤經手選后破碎，與篩下物一起運至主廠房進行分選。

1.2分選、脫介、脫水作業

入選原料煤不脫泥，不分級，經潤濕后給入無壓三產品重介質旋流器，以單一低密度懸浮液一次性分選出精煤、中煤和矸石。精煤、中煤產品分別脫介脫水分級后，篩上塊煤經臥式離心機二次脫水作為精煤、中煤產品；矸石經過脫介脫水后成為矸石產物。

１．３介質回收

合格懸浮液經泵打入無壓給料三產品重介質旋流器。精煤、中煤和矸石稀懸浮液分別進入各自的磁選機，磁選合格介質返回合格介質桶。脫介篩稀懸浮液按產品分別磁選，有利于介質系統的粗精煤泥回收。

１．４粗煤泥回收

粗精煤泥的回收采用弧形篩—高頻篩—立式離心機組合的工藝流程，精煤磁選尾礦經粗精煤泥回收系統回收后進入精煤產品皮帶。

１．５浮選生產工藝

渦北選煤廠浮選為不脫泥直接浮選，該工藝具有工藝相對簡單、設備投入較少的優點，具體為粉精煤磁尾桶中的物料經篩縫0.5mm粉精煤弧形篩分選后，篩下物進入30m濃縮機，濃縮機底流進入礦漿準備器，與浮選藥劑充分混合后，自流進入浮選機。浮選精礦由加壓過濾機脫水后作為浮精產品，濾液則循環至浮選機。

２主體設備選型

渦北洗煤廠在設備選型上實現了系統優化，大量采用為高效節能設備，給選煤廠正常、高效、低成本運轉創造了有利條件。

2.1無壓給料三產品重介質旋流器

主選設備選用3NWZX1300/920A系列無壓給料三產品重介質旋流器，單機處理原料煤能力達350～400，入料粒度為80-0 mm，分選效率≥95%，分選下限≤0.3mm，從三產品重介質旋流器的規格和單機處理能力上看，總體技術水平國內領先。

渦北洗煤廠設計選用了無壓給料三產品重介質旋流器。旋流器以無壓給料，可減少原料煤過度破碎而產生的次生煤泥量，降低了介質泵、管道磨損的程度和生產系統的故障率，并有利于提高重介質旋流器入選粒度上限。同時每個生產系統配備了介質密度自動檢測控制裝置，操作的可控性強，生產管理方便。

２．２機械攪拌式浮選機

浮選設備選用6臺XJM-SA20系列煤用機械攪拌式浮選機，一臺四槽，單槽容積20m3，礦漿通過量560～960m3/h，入料粒度1-0mm，攪拌轉速980rpm，最大充氣速率≥1.2 m3/ m2min。

在中國選煤行業使用的浮選設備中，以機械攪拌式浮選機為主，約占80%，其次為浮選柱，約占15%，噴射式浮選機約占5%。該機適用于<0.5mm級煤泥的分選，尤其對較粗粒級（0.5～0.2mm），浮選效果好于浮選柱和噴射式浮選機。XJM-SA20系列煤用機械攪拌式浮選機具備較強的礦漿通過量和煤泥處理能力； 充氣效率高，而且在工作狀態下可隨意調節進氣量；浮選速度快，適應能力強，粗、細粒級煤泥均能獲得理想的分選效果； 能耗低，裝機和實耗功率均低于同類浮選機；結構合理，葉輪和定子優化設計，采用耐磨材料，使用壽命長；運轉可靠，效果穩定，維護方便。

３工藝布置

主廠房采用多層式廠房設計，一層布置各種桶、池、泵類，主要的皮帶運輸設備布置在二層，部分輔助設備如離心機、磁選機、加壓過濾機等布置在局部三層，廠房的四層主要布置了弧形篩、直線振動篩、高頻篩等設備，旋流器布置在五層，六層主要是浮選機，主廠房內各層主要設備上方設置橋式起重機，可對廠房內70%設備檢修提升。

通過提高磁選機布置高度，使磁選入料實現自流，減免了稀介質桶和稀介質泵的設置。不僅是選入料，渦北洗煤廠充分發揮了多層式廠房具有物料自流的優勢，減少設備臺數，體現了節能的優越性。

4生產指標

選煤廠一期工程于2013年3月份進入帶煤試生產階段，現場實際生產時，每兩臺旋流器形成一個生產系統，故而旋流器的入洗量按照兩臺合并進行統計， 2013年3月份至2013年12月份的有關生產數據如表1。

表1

實際數據指標與初設指標的合并對比表如表2。

表2

說明：實際年處理能力：686.85×2×16×330=659.38（萬噸）

通過以上數據指標對比，可以看出，渦北選煤廠工藝系統2013年的運行數據中處理能力、電耗、水耗都比初步設計中數據要好，僅是介耗一項與初步設計還有所差距。

5結語

在選煤廠設計上，廠型向大型化方向發展，采用先進、可靠、大型、高效和機電一體化設備，以減少設備臺數，簡化工藝流程，有利于提高自動化程度，節省基建投資和加工成本，提高選煤效率、全員效率和經濟效益。

【參考文獻】

［１］匡亞莉.選煤工藝設計與管理[M].徐州：中國礦業大學出版社，2006.

［２］劉星海.選煤機械[M].北京：煤炭工業出版社，1994.

［３］周少雷.高效選煤新技術與新設備[M].徐州：中國礦業大學出版社，2008.

［責任編輯：薛俊歌］