重慶能源投資集團選硫技術最新發展

陳 選 宋常勝

（河南理工大學 河南焦作 454003）

重慶能源投資集團選硫技術最新發展

陳 選 宋常勝

（河南理工大學 河南焦作 454003）

本文介紹了高硫煤矸石的危害及重慶能源投資集團高硫煤矸石洗選技術的發展，重點介紹了干壩子洗選廠利用國內首創的以磁鐵礦粉為重介質的高密度重介旋流器分選高硫煤矸石工藝的原理、工藝流程及實施效果，并分析了存在的問題。

硫分；矸石；密度；重介；分選

1 前言

重慶能源投資集團旗下有五大煤炭生產企業，每年生產原煤1400余萬噸，但原煤多屬高灰高硫，不能直接提供用戶使用，必須通過洗選加工提質，因此每年有近200萬t洗選矸石應排放到矸石山廢棄。煤矸石綜臺利用是國家一項長期的技術經濟政策，國家八部委2014年修訂了《煤矸石綜合利用管理辦法》，鼓勵提高煤矸石的利用量和利用率[1]。

2 選硫技術在重慶能源投資集團的發展

2.1 搖床時代

20世紀70年代中期，原煤炭部科技司針對南桐礦區高硫煤洗矸中回收硫鐵礦的可行性，下達了“從水洗和手選矸石中回收硫鐵礦”的課題研究任務。1977～1978年，干壩子選煤廠與煤炭科學研究總院唐山分院、中國礦業學院合作，進行了大量的破碎解離和分選試驗，驗證了重選法回收硫鐵礦的可行性，課題成果通過了原煤炭部鑒定。

2.2 南桐選煤廠自生重介技術

南桐選煤廠于2008年承擔了重慶市科委科技攻關項目——“高硫煤矸石使用自生硫精砂作重介質的高效分選新工藝”課題，采用自生介質旋流器組合分選-礦泥浮選工藝，完成了對高硫煤矸石高效分選新工藝的研究，分選出了部分硫鐵礦，但存在著硫精砂品位不高、分選精度較低、自生重介消耗補充量大、磨損嚴重等問題。

2.3 干壩子洗選廠重介技術

2008～2011年，干壩子洗選廠先后與有關單位合作，首創以磁鐵礦粉為重介質的有壓三產品高密度重介旋流器矸石選硫工藝。產品品質明顯提高，硫精礦St，d≥28%，沸騰煤St，d≤4.2%，通過摻配洗中煤，為電廠提供符合入爐要求的燃料。

3 重介選硫原理及工藝流程

3.1 基本原理

重介選硫技術采用磁鐵礦粉作為重介質的重介旋流器工藝，選硫分選密度大大高于選煤，如何提升和穩定密度是技術的關鍵。

三產品旋流器是由兩臺兩產品旋流器串聯組裝而成，第一段為主選，為圓臺形旋流器，采用較低懸浮液密度進行分選，選出尾礦和再選入料，同時由于懸浮液濃縮，為第二段準備了高密度懸浮液；第二段為再選，圓錐旋流器分選出中礦和硫鐵礦兩種產品。在離心力場和密度場作用下，密度較高的物料很快靠近旋流器壁，在外螺旋流作用下，由底流口排出；密度較低的物料在內螺旋上升流作用下，從溢流口排出，從而完成分選過程。

3.2 關鍵技術與設備

（1）首創的新型三產品重介旋流器一段為圓臺型，二段為圓錐形，一段圓臺形旋流器比圓柱形更有利于提高進入二段旋流器的懸浮液密度。

（2）普通選煤重介懸浮液的密度一般不超過1.6kg/L，而選硫用的懸浮液密度要達到2.2kg/L以上，二段懸浮液密度要達到2.5kg/L左右，因此要求磁鐵礦粉真密度必須達到4.5kg/L以上，粒度組成以200～320目為主導粒級。

3.3 工藝流程

3.3.1 入選原礦準備流程

洗選后的煤矸石送至一次分級篩，篩下物直接進入緩沖倉，篩上物送至圓錐破碎機，破碎至-9mm以下，破碎機產品送至二次分級篩，篩上物返回圓錐破碎機實現閉路破碎。

3.3.2 分選流程

原礦經緩沖后送入混料桶，通過給料泵揚至三產品重介旋流器分選，選后精礦脫介分級篩脫介脫水，精礦至精礦倉。

選后中尾礦一起經弧形篩預先脫介、尾礦脫介篩脫介脫水后，運至沸騰煤倉。

分選工藝控制中，要控制好硫精砂產品中的碳含量，研究表明[2]，硫精砂產品中的碳含量控制在5%以內，硫酸生產企業都能有效利用這部分硫資源。

3.3.3 介質回收流程

沸騰煤脫介篩的稀介質進入磁選機，磁選精礦進入合格介質桶，磁選機尾礦經濃縮脫水后進入沸騰煤倉；硫鐵礦脫介篩的稀介質懸浮液進入磁選機，磁選機精礦進入合格介質桶，磁選機尾礦經濃縮脫水后進入硫鐵礦倉。

3.3.4 礦泥水回收流程

各產品脫出水進入深錐池濃縮，溢流做循環水，底流經壓濾脫水后配入電煤中。整個洗水系統實現了閉路循環，達到了零排放。

4 重介選硫工業實施效果

4.1 工藝效果

從檢測資料可以看出原礦硫份9.61%，硫精砂硫分27.62%，沸騰煤硫分3.93%，矸泥硫分6.20%。系統處理能力104.12t/h，硫精砂及沸騰煤質量穩定，詳見表1～3。

表1 設計選硫系統產品平衡表

表2 產品檢測數質量表

表3 三產品旋流器參數與工藝性能評定表

原工藝脫硫率為50.90%，現重介工藝脫硫率為68.24%，提高了17.34%；硫鐵礦回收率提高6%，沸騰煤硫分下降1個百分點以上。

4.2 經濟技術對比

表4 隔膜跳汰與重介經濟技術對比表

4.3 重介選硫系統的特點

4.3.1 生產能力擴大

工程實施后，生產能力達105t/h，年入洗能力近600kt，與原生產系統比較，矸石小時處理量增加了50t。

4.3.2 分選精度高，產品質量穩定

主要分選設備為硫鐵礦專用旋流器，混料桶泵則采用高壓電機變頻驅動，保證了旋流器的分選壓力，分選精度明顯提高，旋流器一段可能偏差EP值0.08，旋流器二段可能偏差EP值0.05。

4.3.3 自動化程度高，操作簡便

集控操作人員可以對所有設備的自動啟車、停車、事故停車進行集中控制，對現場設備進行實時監控及數據采集，啟動時間大大縮短，降低了電耗，減少了14名操作人員。

4.4 經濟效益和社會效益

干壩子洗選廠600kt/a重介選硫系統每年可生產硫精砂約14萬t，按28%品位計算，每年可減少純SO2排放近8萬t，社會效益顯著；用于將沸騰煤的硫分降到了4%以下，通過摻配達到資源綜合利用電廠入爐燃料要求，每年減少了矸石上山20萬t，按20元/t的轉運費用計算，每年為企業節省400萬元，若加上低熱值煤發電、資源綜合利用增值稅退稅等收益，對煤炭企業的直接和間接經濟效益極為顯著。

5 結語

高硫煤矸石的綜合利用經濟效益和社會效益顯著，重慶能源投資集團已走在全國前列，干壩子洗選廠600kt/a重介選硫工藝屬國內首創，通過兩年來的生產實踐表明是成功的，對高硫煤矸石的綜合利用意義深遠。采用有壓重介旋流器分選9mm以下不脫泥高硫煤矸石，分選效果好，產品質量穩定，是高硫煤矸石脫硫、資源綜合利用的一個有效方法。

[1]國家發改委等八部委18號令《煤矸石綜合利用管理辦法》.2014.

[2]陳選，等.高碳硫鐵礦制酸工藝技術探討.硫酸工業，1998（5）：23～26.

TD94

A

1004-7344（2016）05-0333-02

2016-2-5