五溝選煤廠粗煤泥回收系統與分選工藝改造實踐

崔子翔，蔣夢云

(1.金星預應力工程技術有限公司，安徽 合肥 230000；2.煤炭工業合肥設計研究院，安徽 合肥 230000)

五溝選煤廠粗煤泥回收系統與分選工藝改造實踐

崔子翔1，蔣夢云2

(1.金星預應力工程技術有限公司，安徽 合肥 230000；2.煤炭工業合肥設計研究院，安徽 合肥 230000)

針對五溝選煤廠入選原煤可選性較差的現狀，分析了原有粗煤泥回收系統不能滿足生產要求的原因，并在綜合比較分析現有常用粗煤泥分選設備的基礎上，結合五溝選煤廠煤泥特性，提出了在粗煤泥分選系統增加TBS分選機的改造方案。現場應用結果表明：TBS分選機提高了五溝選煤廠分選效率，對高灰細泥的煤泥取得了滿意的分選效果。

五溝選煤廠；粗煤泥分選；選煤工藝；TBS分選機

近年來，粉煤在選煤廠入選原煤中的含量越來越高。隨著采煤機械化程度以及煤炭開采強度的加大，煤層開采深度越來越深，在地壓作用下，煤的破碎強度越來越大，造成粒度越來越細，與此同時為了提高精煤產率，將大塊物料破碎，增加煤與矸石的解離度，產生了大量粉煤[1]。為了提高分選效率，適應入選原煤可選性變差的現狀，近年來在選煤工藝方面，新建選煤廠末煤分選大多采用不脫泥入選和不分級入選的重介質分選，細粒煤泥浮選工藝，且分選設備逐漸趨向大型化。雖然簡化了工藝流程，但不利于提高全粒級煤炭的分選效率[2-5]。

目前，隨著重介質旋流器的大型化，末煤分選下限逐漸提高，<3 mm粒級物料的分選精度和分選效果均不理想。同時，煤泥浮選工藝不斷發展，煤泥選擇性和浮選速度均有所提高，但>0.3 mm粒級粗煤泥極易因氣泡的攜載能力不足，損失在浮選尾礦中[6-7]。因此小于重選有效分選下限并且大于浮選有效分選上限之間的煤粒得不到有限分選，分選效果最差，此粒度范圍內的煤粒即為粗煤泥，粒度近于煤泥，通常在0.3～0.5 mm以上，不宜用浮選處理[8-11]。

1 五溝選煤廠粗煤泥回收系統

1.1 粗煤泥回收系統

五溝選煤廠是一座礦井型煉焦煤選煤廠，設計生產能力為0.6 Mt/a，經過改造擴建后，生產能力提升為1.5 Mt/a，選煤廠生產采用末煤重介，煤泥浮選的工藝，粗煤泥僅簡單回收。該選煤廠前期入選原煤灰分較低，煤泥含量適中。粗煤泥采用濃縮旋流器+弧形篩+煤泥離心機的回收工藝，即精煤磁選尾礦經濃縮旋流器組濃縮分級，溢流細粒級進入浮選系統，底流粗煤泥進入弧形篩脫泥，篩上粗精煤經過煤泥離心機脫水后摻入精煤產品。

1.2 粗煤泥回收系統工藝效果

選煤廠前期入選煤質較好，弧形篩脫泥效果較好，系統生產比較穩定。弧形篩入料及篩上物粒度組成見表1，從表1可以看出：經過濃縮分級后，>0.5 mm粒級粗煤泥含量為42.82%，灰分為9.34%。弧形篩可以脫除粗煤泥中大部分高灰細泥粗煤泥，經過弧形篩脫泥后，灰分由18.07%降為9.86%，降灰程度較為明顯，粗煤泥產品的灰分滿足精煤產品質量要求。

表1 弧形篩入料及篩上物粒度組成

隨著開采深度的增加，五溝礦井下開采條件逐漸惡化，存在煤層薄、斷層多、開采工作面波動大、頂板易脫落等現狀。原煤灰分逐年變差，原煤灰分達到40%～50%，煤泥含量增大，矸石易泥化。此階段弧形篩入料及篩上物粒度組成見表2，從表2可以看出：<0.154 mm粒級煤泥含量為20.8%，灰分為52.35%，弧形篩的脫泥效果較差，雖然篩上物灰分比入料降低了9.43%，但篩上物中>0.5 mm和0.25～0.5 mm粒級物料灰分比入料有所增加，表明高灰細泥易錯配到篩上物中，污染粗精煤。由此可以看出，當煤泥中高灰細泥含量高時，弧形篩篩孔易堵塞，篩分效率和篩分效果均大幅度下降，降低了粗精煤的回收率，粗精煤產品的質量以及選煤廠經濟效益也受到一定影響。

表2 弧形篩入料及篩上物粒度組成

2 粗煤泥系統改造

目前，五溝選煤廠入洗原煤煤質較差，煤泥易泥化，<3 mm粒級煤泥含量高達50%～60%，且極細粒度級的含量高，在這種情況下，粗煤泥僅用脫泥篩脫水回收已不能滿足生產要求，需要對現有工藝進行改造，以解決粗煤泥中細泥逐漸增多的現狀。

目前常用的粗煤泥分選設備有四種設備，即煤泥重介質旋流器、水介質旋流器、螺旋分選機、干擾床分選機。

水介質旋流器和螺旋分選機在高密度分選時，分選效率較高；低密度分選時，數量效率會有不同程度的降低。在選煤廠生產中，水介質旋流器使用的情況極少；螺旋分選機基本只有在動力煤選煤廠中使用，并且都是在預先脫泥分選工藝流程中，配合其他粗煤泥分選設備使用，在煉焦煤選煤廠中，該設備基本不適合。

煤泥重介質旋流器與水介質旋流器、螺旋分選機相比，具有較高的分選效率和分選精度，對煤質的適應性也較強。煤泥重介旋流器可以和主選系統共同使用一套重介質系統，作為粗煤泥分選設備較為適宜，但煤泥重介質旋流器的入料來自精煤脫介篩篩下的分流部分，工作效率受旋流器的影響非常大，對于實現全廠介質平衡和自動控制非常困難。當入選原煤中細粒級含量增加時，主選設備由于受到高含量細泥的影響，分選效果會變差，且分流量要增加，煤泥重介質旋流器的分選效果也會受到影響，重介質的損失將大幅度增加，后續脫泥、磁選和浮選等工藝均會受到影響。對于主選系統不是重介質分選，選用煤泥重介質旋流器，則需單獨設置一套重介質的制備回收系統，但工藝流程復雜，生產成本較高。

干擾床分選機(TBS)是一種利用水流在槽體內上升過程中出現的紊流現象，從而產生干擾沉降的分選設備。根據顆粒的形狀、粒度和密度的不同，利用水中沉降末速的差別進行洗選。TBS分選機的分選效率和分選效果優于煤泥重介質旋流器，對煤質適應性較強，且不需要重介質。干擾床分選機的分選效果與水流速度和入料粒度比有直接關系，水流速度越大，分選密度越高，但水流速度也不宜太大，否則速度過大的水流易造成水流紊動，造成物料混雜，影響其分選效果。目前，我國擁有自主知識產權的CSS粗煤泥分選機的專家控制系統已經非常完善，對于水流等因素的自動控制可以滿足正常生產需要，實現無人看守。TBS分選機適用的入料粒度比為1∶4，滿足了粗煤泥的分選。

綜上分析，TBS分選機是五溝選煤廠粗煤泥分選設備的最佳選擇。為了確定干擾床分選機對五溝粗煤泥的適應性。采用五溝選煤廠粗煤泥煤樣進行TBS試驗，干擾床分選機分選產品粒度組成結果見表3所示。

表3 干擾床分選機分選產品粒度組成

從表3可以看出：溢流產品的灰分由入料的29.31%降到19.02%，降灰幅度達10.29%。溢流產品中>0.125 mm粒級煤泥灰分均比入料有明顯下降，表明TBS分選機的分選下限達到0.125 mm粒級，底流灰分為63.28%，分選效果較好，溢流產品脫除了<0.125 mm粒級高灰細泥，產品灰分可大幅度下降。

3 TBS分選機應用效果

TBS試驗結果表明，對于五溝選煤廠粗煤泥，TBS分選機有較好的分選效果。因此，五溝選煤廠在原有粗煤泥回收系統的基礎上增加了一臺TBS分選機，原濃縮旋流器底流進入TBS進行分選，分選出的溢流精礦再進入脫泥篩脫泥，提高了粗煤泥分選效果。TBS分選機安裝調試后，對溝選煤廠粗煤泥煤樣進行TBS分選試驗，結果見表4所示。

從表4可以看出：TBS分選機入料中，<0.125 mm粒級煤泥含量為18.81%，灰分為47.65%，經過TBS分選后，溢流精礦各粒級灰分均有明顯下降，精礦灰分完全滿足精煤質量要求，粗精煤回收率為72.67%，保證了粗精煤質量和粗精煤的回收率，TBS分選機在五溝選煤廠粗煤泥分選中取得較滿意的效果。

表4 TBS干擾床分選機粒度組成

4 結語

為了解決五溝選煤廠入選煤質變差的問題，對五溝選煤廠原有的粗煤泥回收系統進行優化改造，在粗煤泥分選系統增加了TBS分選機，經過改造后，粗煤泥分選效果良好，粗煤泥得到了有效分選，提高了精煤回收率，減輕了后續浮選系統的壓力。TBS分選機對>0.125 mm的煤泥可實現有效分選，對高灰細泥含量高的煤泥也取得很好的分選效果。粗煤泥分選設備在粗煤泥分選方面各有優勢，針對選煤廠入選煤質和工藝流程進行分選設備選擇，不僅可以優化選煤廠的工藝流程，也提高選煤廠經濟效益。

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Renovation of coarse slime recovery system and cleaning process at Wugou Coal Preparation Plant

CUI Zi-xiang1, JIANG Meng-yun2

(1. Jinxing Prestress Engineering Technology Co., Ltd., Hefei, Anhui 230000, China; 2. Coal Industry Hefei Design Research Institute, Hefei, Anhui 230000, China)

In consideration of the current situation that the plant is treating a raw coal feed with a relatively poor washability, an analysis is made of the causes of the failure of the existing coarse slime recovery to meet the required result. Through a comparative analysis of the equipment currently available for treating coarse slime, and based on the property of the slime treated at Wugou Coal Preparation Plant, it is proposed to add a Teetered-bed separator (TBS) to the sxisting coarse slime recovery system. Practice shows that through the use of TBS, the efficiency for treating coarse slime especially that containing a high proportion of high-ash fines has been noticeably increase.

Wugou Coal Preparation Plant; separation of coarse slime; coal cleaning process; TBS

1001-3571(2016)06-0056-03

TD94

B

2016-10-12

10.16447/j.cnki.cpt.2016.06.015

崔子翔(1987—)，男，安徽省蚌埠市人，助理工程師，碩士，從事運營管理以及質量體系方向研究。

E-mail：allen0899@163.com Tel:17755156334

崔子翔，蔣夢云.五溝選煤廠粗煤泥回收系統與分選工藝改造實踐[J]. 選煤技術，2016(6)：56-58,63.