曙光煤業選煤廠粗煤泥分選系統工藝優化

王 進，樊民強

(1.太原理工大學 山西 太原 030024；2.山西汾西曙光煤業有限責任公司，山西 孝義 032308)

曙光煤業選煤廠粗煤泥分選系統工藝優化

王 進1，2，樊民強1

(1.太原理工大學 山西 太原 030024；2.山西汾西曙光煤業有限責任公司，山西 孝義 032308)

針對曙光煤業選煤廠介耗高、浮選系統“跑粗”的問題，在對原因分析的基礎上，以新型兩段多產品水介質分選旋流器和三產品水介質旋流器為核心設備，構建粗煤泥獨立分選系統和粗粒浮選尾煤再選系統。粗煤泥分選系統工藝優化后，在降低系統介耗、提高原煤處理能力的同時，完善了選煤廠分選工藝，提高了資源回收率，為煤礦的正常生產提供了保障，對維護企業和礦區穩定具有重要意義。

粗煤泥；粗粒浮選尾煤；獨立分選系統；再選系統

曙光煤業選煤廠由澳大利亞約翰芬雷公司設計，是一座處理能力為1.20 Mt/a的煉焦煤選煤廠，原煤入選方式為選前脫泥，洗選工藝為原煤由動篩跳汰機預先排矸、塊煤由有壓三產品重介質旋流器分選、煤泥浮選的聯合工藝。該選煤廠入選原煤為低硫肥煤，主導產品為灰分≤11.00%、硫分≤0.8%的精煤，用于冶金煉焦；副產品為中煤和矸石，中煤灰分在30%～40%，作為動力燃料，矸石直接廢棄。

近年來，隨著礦井開采深度的增加，原煤含矸量明顯提高，細煤泥含量也由15%提高至25%以上，洗選系統已不能適應煤質變化的需要，選煤廠實際處理能力達不到設計水平。為此，2012—2013年該選煤廠對粗煤泥分選系統進行了工藝優化。

1 生產現狀

1.1 介耗偏高

按照《選煤廠設計規范》要求，原煤預先脫泥后采用有壓三產品重介質旋流器分選時，介耗量應控制在2.0 kg/t以下。實際生產中，曙光煤業選煤廠的原煤介耗量在2.5 kg/t左右，甚至更高。

從選煤工藝流程(圖1)來看，原煤經分級脫泥(φ0.75mm)處理后，篩上物去重介系統分選；篩下物由φ500 mm的水力旋流器分成兩部分，細煤泥(旋流器溢流)去浮選，粗煤泥(旋流器底流)返回重介系統分選。由于缺少粗煤泥獨立分選環節，進入重介系統的煤泥量較大，不但使懸浮液粘度增高，重介質旋流器分選精度降低，而且使后續的脫介作業及磁選回收作業負擔加重，進而使重介系統的介質損失量增大[1-3]。

圖1 曙光煤業選煤廠原洗選工藝原則流程Fig.1 Basic flowsheet of original coal preparation technology in Shuguang coal preparation plant

1.2 浮選系統“跑粗”

該選煤廠浮選系統原有一臺Jamson-45 m3浮選柱，用于分選<0.5 mm粒級煤泥。在后期改擴建中又增加了一臺XJM-S16浮選機，由于受廠房空間限制，該浮選機只選用了三室。浮選時煤泥先進入浮選柱，選出部分質量合格的精煤后，尾礦進入浮選機再選。實際生產中經常出現浮選精煤灰分超標、尾煤灰分偏低的現象，導致煉焦煤資源浪費嚴重[4-5]。該選煤廠的浮選柱入料粒度組成如表1所示。

由表1可知：入料中存在>0.5 mm粒級，且灰分符合精煤質量要求，說明重選系統存在 “跑粗”現象。>0.074 mm粒級的灰分均較低，符合精煤灰分要求；<0.045 mm粒級產率占浮選入料的1/2以上，且灰分比入料平均灰分高15.75個百分點，說明浮選入料泥化嚴重。高灰細泥的存在嚴重影響浮選效果，使浮選選擇性降低[6-8]，加之浮選速度較慢的粗粒煤在浮選機中停留時間不足，導致原本應進入精煤的粗顆粒損失于尾礦中[9]。

表1 浮選柱入料粒度組成

受設計缺陷和煤質變化的影響，該選煤廠2011年的原煤平均處理能力為235 t/h，遠低于設計指標285 t/h。因此，必須對制約選煤正常生產的環節進行優化，提高選煤廠洗選能力。

2 工藝優化

2.1 粗煤泥獨立分選系統的構建

在原分選系統基礎上，將原煤脫泥篩篩板篩縫寬度由0.75 mm調整成1 mm；拆除原305/306煤泥分級旋流器，并在原位置安裝粗煤泥分選設備?？紤]到入選原煤中末矸含量大、廠房空間不足等問題，核心設備采用太原理工大學研發的新型兩段多產品水介質分選旋流器[10-11]。該旋流器的現場安裝效果圖如圖2所示。

圖2 新型兩段多產品水介質分選旋流器現場安裝效果圖Fig.2 Installation picture of new two-stage multi-product water medium cyclone in the plant

采用該旋流器分選煤泥時可同時產出四種產品，即上溢流、側溢流、一段底流、二段底流。通過管道設計和改造，使上溢流去浮選系統分選；側溢流進入精煤磁選尾礦桶，再經離心機脫水后成為精煤產品；一段底流經脫水、脫介后，再與重介矸石混合；二段底流返回煤泥桶，再進入重選系統，實現與原工藝系統的無縫對接。

設備調試過程中，由于系統煤泥量大且不穩定，導致新型兩段多產品水介質分選旋流器產出的精煤質量波動較大。為此，在該旋流器的二段側溢流管上安裝一個調節閥，通過調節閥調節側溢流口的開度，從而實現粗精煤泥灰分的在線調節。

2.2 粗粒浮選尾煤再選系統的建立

由于空間所限，廠房內無法增加浮選機臺數或槽數，故采用三產品水介質旋流器[12]對粗粒浮選尾煤進行再選，即在浮選尾煤進行濃縮前增加分級和分選環節。采用分級錐替代現場原設備對粗粒浮選尾煤進行預分級，通過管道改造使分級錐的溢流去濃縮機，底流通過給料泵進入φ450 mm的水介質旋流器掃選。三產品水介質旋流器現場安裝效果圖如圖3所示。

圖3 三產品水介質旋流器現場安裝效果圖

三產品水介質旋流器可產出三種產品，上溢流與分級錐溢流一起進入濃縮機，經濃縮后由壓濾機回收；側溢流進入精煤磁選尾礦桶，再由離心機脫水回收，然后摻入重介精煤；底流進入矸石脫介篩，脫介矸石作為最終產品。

3 優化效果

為評價工藝優化效果，對粗煤泥分選系統工藝優化前后的細粒重介精煤(煤泥弧形篩篩上物)粒度組成進行分析，結果如表2所示。

表2 工藝優化前后的煤泥分選效果Table 2 Results of coal slime separation beforeand after process optimization %

由表2可知：采用粗煤泥單獨分選工藝后，進入重介系統的細粒級含量大大減少，>0.2 mm粒級精煤灰分下降0.69個百分點，細煤泥分選效果明顯改善，同時原煤平均介耗量也能控制在2.0 kg/t以下。

增加粗粒浮選尾煤再選系統后，浮選精煤質量穩定，精煤灰分<11.00%，產率在60.00%以上，尾煤灰分>50.00%，分選指標良好。通過粗煤泥分選系統工藝優化，完善了選煤廠分選工藝，增強了系統對煤質變化的適應性，原煤處理量達到并超過設計能力，最高可達360 t/h。

4 結語

以新型兩段多產品水介質分選旋流器為核心設備構建粗煤泥獨立分選系統，不僅使粗煤泥得到有效分選，而且提高了重介質旋流器的分選精度，還使系統介耗量降低。建立浮選尾煤再選系統，有效解決了粗粒浮選煤泥的損失問題，保證了精煤產品質量和產量。粗煤泥分選系統工藝優化后，該選煤廠工藝流程趨于完善，生產調節更具靈活性，不僅提高了資源回收率，還為煤礦的正常生產提供了保障，對維護企業和礦區穩定具有重要意義。

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Optimization of coarse coal slime separating process in Shuguang coal preparation plant

WANG Jin1，2, FAN Min-qiang1

(1.Taiyuan University of Technology, Taiyuan, Shanxi 030024, China; 2. Shanxi Fenxi Shuguang Coal Co., Ltd., Xiaoyi, Shanxi 032308, China)

In consideration of high medium consumption, high ash content of flotation concentrate and low ash content of flotation tailings in Shuguang coal preparation plant, through analyzing causes, a new coarse coal slime separating process is employed, which consists of independent coarse coal slime separation system and coarse flotation tailings re-cleaning system using new two-stage multi-products water medium cyclone and three-products ones. The application shows that medium consumption is decreased, and capacity of processing raw coal is increased to improve recovery of the materials; it is significant for normal production in this plant, and plays an important role in maintaining the stability of enterprise and mining area as well.

coarse coal slime；coarse flotation tailings；independent separation system；re-cleaning system

TD942

B

1001-3571(2015)04-0058-03

2015-02-10

10.16447/j.cnki.cpt.2015.04.016

王 進(1968—)，男，山西省平遙縣人，工程師，從事選煤生產與技術管理工作。

E-mail：abcdefchina@126.com Tel：0354-7087579