選煤廠次生煤泥量測定方法的探討

陳海峰，丁光耀，許紅娜，張國科，吳大為

(1.北京國華科技集團有限公司，北京 101300；2.中國煤炭加工利用協會，北京 100713)

選煤廠次生煤泥量測定方法的探討

陳海峰1，丁光耀1，許紅娜2，張國科1，吳大為1

(1.北京國華科技集團有限公司，北京 101300；2.中國煤炭加工利用協會，北京 100713)

利用選煤廠的月綜合試驗報表，結合產品計量統計數據，可以得到較準確的原生煤泥量、總煤泥量、次生煤泥量數據，但我國相當一部分選煤廠沒有開展月綜合試驗。為了快速準確地得到選煤廠的次生煤泥量，通過對原煤、產品計量與濕法篩分脫泥方法獲取次生煤泥量的可行性進行探索，并以梗陽選煤廠為例，簡要介紹該方法的測試內容和計算步驟、測試結果。

原生煤泥；次生煤泥；濕法脫泥篩分

選煤廠的煤泥是指粒度<0.5 mm的濕煤粉，煤泥量是選煤廠工程設計和生產技術管理中最需要掌握的基礎數據之一。由于該數據掌握不準確，致使選煤廠投產不久就需要改擴建的案例在我國時有發生。選煤廠煤泥可分為兩部分，一部分是由入選原煤所含的煤粉形成的原生煤泥，另一部分是選煤生產過程中因煤炭粉碎和泥化所產生的次生煤泥[1-3]。

原生煤泥量可以從具有代表性的煤炭試驗數據中獲得，即按照GB/T 477—2008《煤炭篩分試驗方法》[4]和GB/T 478—2008《煤炭浮沉試驗方法》[5]進行試驗所得到的數據，也就是說原生煤泥量是根據篩分煤泥量和浮沉煤泥量按比例計算出來的，并不僅僅是按照相關國標進行試驗得到的篩分煤泥量或者浮沉煤泥量[6]。次生煤泥量不僅與原煤的本身硬度、脆性等性質有關系，還與選煤廠的選煤工藝、洗選設備等因素有直接關聯[7-10]。

進入21世紀以來，三產品重介質選煤工藝得到了大面積的推廣與使用，但積累的次生煤泥量數據仍遠遠不能滿足選煤工程設計的需要。業內人士曾利用選煤廠的月綜合試驗報表，結合產品計量統計數據，獲得了較準確的原生煤泥量、總煤泥量、次生煤泥量數據。據了解，我國有相當一部分選煤廠沒有開展月綜合試驗。為此，對選煤廠次生煤泥量的測定方法進行探討，探索通過原煤、產品計量與濕法篩分脫泥方法獲取次生煤泥量的可行性。

1 測試內容

采用原煤、產品計量與濕法篩分脫泥方法的思路為：通過測試首先獲得原生煤泥量和總煤泥量，然后計算出總煤泥量與原生煤泥量的差值，即可得到次生煤泥量。

選煤廠的工藝流程不同，具體的測試內容也不同，此次測試在梗陽選煤廠開展。該選煤廠是一座處理能力為3.0 Mt/a的煉焦煤選煤廠，原煤以不脫泥、不分級方式入選，主選工藝為無壓給料三產品重介質旋流器選煤工藝；煤泥水選用兩次浮選兩段回收工藝處理，尾煤泥水采用兩段濃縮兩段回收工藝處理。梗陽選煤廠的采樣點和測試內容如圖1、表1所示。

圖1 原煤和產品的采樣點分布示意圖

試樣名稱采樣點測試內容計量工具原煤原煤入廠帶式輸送機全水分，<05mm、>05mm粒級產率皮帶秤精煤(不含濾餅)精煤帶式輸送機全水分，<05mm、>05mm粒級產率皮帶秤精煤濾餅濾餅輸送機全水分、體積密度、卸餅次數-中煤中煤帶式輸送機全水分，<05mm、>05mm粒級產率皮帶秤矸石矸石帶式輸送機全水分，<05mm、>05mm粒級產率-尾煤泥濾餅輸送機全水分、體積密度、卸餅次數-

原煤和產品的濕法篩分脫泥原則流程如圖2所示。將所采試樣縮分成兩部分，測定其中一部分試樣的全水分；另一部分試樣的質量約為15 kg，通過浮沉試驗所用網底桶(金屬編織孔徑為0.5 mm)進行濕法脫泥；將篩上物烘干、稱重，篩下水經沉降、澄清、虹吸、烘干后稱重，所得篩上物和篩下水中固體質量與試樣質量比即為試樣中>0.5 mm、<0.5 mm兩個粒級的產率。

圖2 濕法篩分脫泥原則流程

2 數據處理

2.1 產品產率的計算

對梗陽選煤廠18個生產班的產品進行測試，皮帶秤計量數據與精煤、尾煤壓濾機卸餅次數如表2所示。表中原煤和產品的質量均為含水質量，故稱為濕重。由于最終精煤中含有精煤壓濾機濾餅，而壓濾機屬于間斷性卸料設備，考慮到采樣的代表性和均勻性，測試時選擇不含濾餅的精煤，故先要計算出各個工作班的精煤濾餅質量。為計算出產品產率(占原煤產率)，首先需要將其中水分扣除，然后計算出干煤質量。

根據表2數據計算濾餅質量，具體計算步驟與操作過程如下：

(1)精煤濾餅體積密度。所謂濾餅體積密度，是指包括固體顆粒、水分、毛細孔在內的單位體積濾餅的質量。將所采試樣縮分為兩部分，測定其中一部分試樣的水分；測定另一部分試樣的濕重，再將其置于盛有清水的1 000 mL量筒內；觀察量筒內水位升高的刻度值，再通過計算即可得到濾餅體積密度。此次測出的精煤濾餅體積密度為1.21 t/m3。

(2)單次精煤濾餅濕重。梗陽選煤廠采用一臺濾室總容積為7.96 m3的快開式壓濾機對精煤進行脫水，故單次精煤濾餅體積為7.96 m3，結合其體積密度計算出的單次精煤濾餅濕重為9.63 t。

(3)每個生產班的精煤濾餅濕重。以此次測試的第18個生產班為例，全班精煤濾餅卸餅次數為35次，故全班的精煤濾餅產量為337.05 t。

表2 原煤與產品統計數據

注：表中水分值為加權平均值。

現場實測的尾煤濾餅體積密度為1.65 t/m3，尾煤壓濾機的濾室總容積為6.95 m3。以第18個生產班為例，該生產班的尾煤濾餅卸餅次數為 27次，故全班的尾煤濾餅產量為309.62 t(濕重)。根據皮帶秤的檢測數據，第18個工作班的精煤產量為2 855 t(含濾餅)，由此可以推測出不含濾餅的精煤產量為2 517.95 t。

依據干煤質量、濕煤質量與水分關系式可得，

式中：Q干為干煤質量，t；Md為濕煤水分，%；Q濕為濕煤質量，t。

由于該選煤廠未安裝矸石皮帶秤，故矸石產量(干重)為原煤入選量與產品質量之差。該選煤廠18個生產班累計原煤與產品質量及各產品的產率(占原煤)統計結果如表3所示，表中各數據均以干煤計算而得。

表3 原煤與產品質量平衡表

2.2 煤泥量計算

根據對梗陽選煤廠精煤和尾煤壓濾濾餅篩分分析，二者均不含>0.5 mm粒級，故將其作為煤泥。原煤、精煤(不含濾餅)、中煤、矸石的兩級濕法篩分脫泥試驗結果如表4所示，表中各產率均為占本級產率。

表4 原煤與產品的>0.5 mm和<0.5 mm粒級產率

根據表2、表4數據可計算出各生產班的煤泥量(干煤)，其累計值與根據表2數據計算出來的原煤量(干煤)累計值的百分比，即為各產品煤泥占原煤的產率(表5)，表中<0.5 mm粒級分布率為占選后產品煤泥總量的分布率。

表5 原煤與產品中<0.5 mm粒級產率和水分及分布率

注：煤泥產率通過干煤量加權平均計算得到，煤泥水分通過煤泥加權平均計算得到。

表5數據是18個生產班的累計值，故各產品的煤泥產率即為這些生產班產量的加權平均值。根據表5數據計算的原生煤泥產率為19.90%、煤泥總產率為24.46%、次生煤泥產率為5.46%。基于各數據繪制的梗陽選煤廠煤泥在各產品中的分布圖如圖3所示。

圖3 煤泥在各產品中的分布圖

如實掌握次生煤泥量與原煤煤質、選煤工藝、洗選設備的內在規律，有助于提高選煤廠生產技術管理水平和選煤工程設計水平。但次生煤泥數據資料的積累是一項系統工程，需要多方位的協作與配合才能完成[9-10]。積累類似表5、圖3的生產數據資料，無論對選煤廠生產技術管理，還是選煤廠工程設計都有益。

3 結語

次生煤泥量測定方法的規范和統一，對于選煤工業的發展和進步具有積極意義。就可操作性和測試結果來看，通過原煤、產品計量與濕法篩分脫泥獲取次生煤泥量的方法比較完善，關鍵在于其考慮到精煤濾餅在產品中分布的不均勻性。該方法的實施不需增加設備，簡便宜行，但需要在實踐中不斷加以改進和優化。建議在條件具備時，將《測定選煤廠次生煤泥量的方法》列入煤炭行業標準制定規劃之中。

[1] GB/T 7186—2008 選煤術語[S].

[2] 徐 駿.選煤廠設計中次生煤泥量的選擇[J].煤礦設計,1986(6):12.

[3] 陳開壽.選煤廠設計采用次生煤泥量的探討[J].煤礦設計,1991(4):42-44,5.

[4] GB/T 477—2008 煤炭篩分試驗方法[S].

[5] GB/T 478—2008 煤炭浮沉試驗方法[S].

[6] 朱艷芬,許紅娜.選煤廠次生煤泥量的統計和計算[J].煤炭加工與綜合利用，2012(1):38-40.

[7] 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.

[8] 戴少康.選煤工藝設計的思路與方法[M].北京：煤炭工藝出版社,2003.

[9] 朱子祺.神東礦區全入洗選煤廠減少次生煤泥量的工藝研究[C]//中國煤炭學會.第六屆全國煤炭工業生產一線青年技術創新文集.北京：煤炭工業出版社，2011:126-131.

[10] 陳 凡,朱子祺.神東煤制油選煤廠減少次生煤泥量的措施[J].煤炭加工與綜合利用,2014(11):17-21.

The method for the determination of the quantity of secondary slime generated in coal preparation plant

CHEN Hai-feng1,DING Guang-yao1,XU Hong-na2,ZHANG Guo-ke1,WU Da-wei1

(1.Beijing Guohua Technology Group Co., Ltd., Beijing 101300, China;2.China Coal Processing & Utilization Association, Beijing 100713,China)

Generally, a relatively accurate quantity data of primary slime and secondary slime as their aggregate figure can readily be made known by reference to the plant's monthly consolidated test report and the statistical data of quantities of products. However, quite a number of the plants in China has never conducted any monthly comprehensive test work. In order to determine the volume of secondary slimes generated in coal preparation plant in a rapid and accurate manner, test work is made on the feasibility to determine the volume of secondary slime through weighing raw coal, cleaned products and the products of desliming screen. A brief introduction is made in the paper to the testing items, calculation procedures and result obtained at Gengyang coal preparation plant which is cited by way of example.

primary slime; secondary slime; desliming-screening

1001-3571(2016)01-0072-04

TD946.3

A

2016-01-26

10.16447/j.cnki.cpt.2016.01.019

陳海峰(1983—)，男，江蘇省鹽城市人 ，工程師，從事選煤廠設計與工程管理工作。

E-mail：550457985@qq.com Tel：18031533802