棋盤井洗煤廠煤泥水分級浮選工藝改造

溫磊　袁治國　曹永丹　曹釗　張金山(1.神華蒙西煤化股份有限公司棋盤井洗煤廠,內蒙古自治區鄂爾多斯市,017000; .內蒙古科技大學礦業研究院,內蒙古自治區包頭市,014010)

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棋盤井洗煤廠煤泥水分級浮選工藝改造

溫磊1,2袁治國1,2曹永丹2曹釗2張金山2
(1.神華蒙西煤化股份有限公司棋盤井洗煤廠,內蒙古自治區鄂爾多斯市,017000; 2.內蒙古科技大學礦業研究院,內蒙古自治區包頭市,014010)

摘 要針對煤泥水處理過程中浮選跑粗和浮選時間不足的問題,神華蒙西棋盤井洗煤廠結合自身的工藝特點進行了煤泥水分級設備和浮選工藝流程改造。通過工藝流程改造提高了分級效率和精煤產率,降低了浮選尾煤損失、精煤高灰率和尾煤低灰率,提升了生產指標的穩定性。

關鍵詞煤泥浮選 跑粗 技術改造 效率

神華蒙西棋盤井洗煤廠位于鄂爾多斯市棋盤井鎮,是處理能力為500萬t/a的特大型焦煤洗煤廠,主要生產工藝流程為無壓三產品重介質旋流器——煤泥重介旋流器——煤泥浮選,煤泥水系統的工藝流程為中矸稀介經過脫介后進入一段濃縮,精煤稀介脫介后經過擊打篩截粗,篩上物經過離心機脫水作為精煤產品,篩下水則進入浮選系統。

洗煤廠目前存在的問題一是煤泥水截粗篩篩孔尺寸大,浮選入料中粗粒級含量較高,浮選尾煤跑粗現象嚴重;二是浮選流程采用一粗一掃開路浮選,浮選時間較短,浮選指標差且不穩定。已有研究表明浮選粒度的組成對浮選效果存在較大影響,有研究人員指出在同一浮選設備下,礦物浮選存在最大可浮粒度,入料中超過這一粒度的礦物顆粒不能被氣泡捕捉上浮,從而損失至浮選尾礦中,即造成了浮選“跑粗”。常見浮選“跑粗”控制措施有:優化分級設備,如范各莊洗煤廠和介休洗煤廠;控制煤泥水液面,如新汶礦業集團良莊煤礦和潞安石圪節煤礦選煤廠;粗煤泥進行單獨回收,如老虎臺洗煤廠和太西洗煤廠。

針對浮選跑粗現象和浮選時間不足這一問題,棋盤井洗煤廠結合自身的工藝特點進行了分級設備和浮選工藝流程改造,改造后的煤泥水分級效果和浮選指標都得到提高。

1　煤泥分級浮選原工藝流程及存在的問題

1.1煤泥分級浮選原工藝流程

改造前,棋盤井洗煤廠煤泥分級設備為擊打翻轉弧形篩,篩孔為0.5mm,原浮選工藝共有6臺浮選機,每2臺組成一條生產線,全廠共3條浮選生產線,浮選流程為一粗一掃,粗選和掃選精煤混合成為最終浮選精煤,掃選尾煤為最終浮選尾煤進入一段斜管濃縮池,改造前煤泥分級浮選工藝流程如圖1所示。

圖1　棋盤井洗煤廠煤泥分級浮選原工藝

1.2原工藝流程存在的問題

原工藝流程存在的問題一是由于擊打翻轉弧形篩篩孔較粗,使得浮選入料粒度較粗,浮選尾煤損失嚴重,若在不改變分級設備的前提下更換細孔篩網,又會使生產中篩上竄水量大,篩分效率降低;二是浮選流程為一粗一掃開路浮選,浮選中礦沒有循環,使得煤泥浮選時間不足,尾煤損失較大,若增大掃選的刮跑量,浮選精煤灰分又會偏高,造成分選效果較差。

改造前浮選機的入料濃度為109g/L,一段入料灰分為20.96%,浮選精煤灰分為11.52%,尾煤灰分為35.86%,浮選精煤高灰率為43.93%,浮選尾煤低灰率為24.7%,浮選精煤產率為61.22%,可燃體回收率為68.53%,非可燃體混雜率為33.65%,浮選完善指標為34.88%。由此可見,原工藝流程的浮選精煤可燃體回收率較低,浮選完善指標較差,且生產中精煤的高灰率和尾煤的低灰率都較高,這表明原工藝流程浮選效果較差且指標不穩定。

2　棋盤井洗煤廠煤泥分級浮選工藝流程改造方案

(1)將原分級設備由擊打翻轉弧形篩替換為振動擊打翻轉弧形篩,2種篩分設備結構如圖2所示。

圖2　改造前后煤泥分級設備的結構示意圖

由圖2(b)可以看出,振動擊打翻轉弧形篩安裝有振動電機,振動頻率為12Hz,與圖2(a)相比,振動擊打翻轉弧形篩的篩分效率更高,篩上竄水量小,在保證篩分效率的同時,還可以將篩網的篩孔孔徑調得更小,繼而減少篩下物中粗粒級的含量,改造后的振動擊打翻轉弧形篩篩板的篩孔孔徑由原工藝的0.5mm降至0.35mm。

(2)將一粗一掃開路浮選改造為一粗一掃閉路浮選工藝,掃選精礦返回至粗選給礦,延長了中礦的浮選時間,改造后的工藝流程如圖3所示。

與圖1相比,圖3中將原分級設備由擊打翻轉弧形篩改為振動擊打翻轉弧形篩,后者在篩框上安裝了振動電機,提高了分級效率,從而減少浮選礦漿中過大顆粒的含量,改善了浮選入料粒級組成;浮選流程與原工藝相比,將一粗一掃開路浮選改造為一粗一掃閉路浮選,增加了中礦的浮選時間,優化了浮選效果。

圖3　棋盤井洗煤廠煤泥分級浮選改造后工藝流程

3　工藝改造后煤泥分級浮選的效果評價

3.1分級指標對比

改造前分級設備擊打翻轉弧形篩和改造后篩分設備振動擊打翻轉弧形篩的篩下粒級組成見表1。

由表1可以看出,分級設備改造后,篩下粒級組成中粗粒級含量有所降低,改造后篩下物料中沒有＋0.5mm的粒級,＋0.25mm粒級由5.07%降低至1.5%,優化了煤泥浮選的粒級組成。

改造前和改造后分級設備的篩分效率見表2。

表1　改造前和改造后分級設備的篩下粒級組成

表2　改造前和改造后分級設備的篩分效率　%

由表2可以看出,改造后分級設備的篩分效率由改選前的41.92%提高至66.79%。

3.2浮選指標對比

改造前和改造后浮選指標對比見表3,改造前和改造后浮選生產穩定性指標對比見表4。

表3　改造前和改造后浮選指標對比%

表4　改造前和改造后浮選穩定性指標對比

由表3和4可以看出,改造后浮選工藝的一系列技術指標得到改善:

(1)浮選工藝流程改造后,浮選入料灰分變化不大,浮選精煤灰分降低了0.81%,尾煤灰分提高了18.23%,浮選精煤產率增加了16.26%,可燃體回收率增加了18.29%,浮選精煤高灰率降低了38.29%,浮選尾煤低灰率降低了22.14%,浮選完善指標增加了12.12%;

(2)浮選流程工藝更簡單、更容易控制,浮選精灰尾煤的穩定率和合格率得到大幅度提升;

(3)浮選精煤灰分的降低,解決了重介背灰現象,使重介指標考核范圍得以提升,從而提高了總洗精煤產率。

4　結論

(1)針對棋盤井洗煤廠煤泥分級浮選指標差以及生產不穩定這一問題,進行了分級浮選工藝流程改造,將分級設備有擊打翻轉弧形篩改造為振動擊打翻轉弧形篩,浮選工藝由一粗一掃開路浮選改造為一粗一掃閉路浮選。

(2)改造后分級設備減少了篩下粒級組成中粗粒級的含量,優化了浮選粒級組成,篩分效率由41.92%提高至66.79%。

(3)改造后浮選指標得到優化,精煤產率增加了16.26%,尾煤灰分提高了18.23%,降低了尾煤可燃體損失,浮選精煤高灰率和尾煤低灰率大幅度降低,提高了生產指標的穩定性。

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(責任編輯王雅琴)

Thetechnologicalreformofcoalslimewatergradingflotation inQipanjingCoalPreparationPlant

WenLei1,2,YuanZhiguo1,2,CaoYongdan2,CaoZhao2,ZhangJinshan2
(1.QipanjingCoalPreparationPlant,ShenhuaMengxiCoalandChemicalCo.,Ltd.,Ordos, InnerMongolia017000,China; 2.InstituteofMiningResearch,InnerMongoliaUniversityofScienceandTechnology, Baotou,InnerMongolia014010,China)

AbstractAimedattheproblemsofcoarseflotationanddeficientofflotationtimeincoal slimewaterflotationprocess,QipanjingCoalPreparationPlantreformedgradingequipmentof coalslimewaterandprocessedofflotationtechnologybycombiningtheirowntechnologicalcharacteristics.Accordingtothetechnologicalprocessreformation,gradingefficiencyandcleancoal productivityraised,lossofflotationcoaltailing,highashrateofcleancoalandlowashrateof coaltailreduced,andstabilityofproductionindexraised.

Keywordsflotationofcoalslime,coarseflotation,technologicalreform,efficiency

中圖分類號TD946

文獻標識碼A

作者簡介:溫磊(1983－),男,寧夏銀川人,研究生學歷,現任神華蒙煤化股份有限公司西棋盤井洗煤廠廠長,研究方向為煤炭洗選。