綠水洞煤礦選煤廠粗煤泥回收系統改造實踐

殷紹林，周忠國，陳勝明，廖小明，袁文春，劉 斌

(四川省華鎣山煤業股份有限公司 綠水洞煤礦，四川 華鎣638601)

綠水洞煤礦選煤廠于2006年4月建成投產，經過多次工藝改造后，處理能力達到1.20 Mt/a。目前的選煤工藝為:50～1 mm粒級原煤由三產品重介質旋流器分選，1～0.25 mm粒級粗煤泥由TBS分選，0.25～0 mm粒級細煤泥由壓濾機回收。入選原煤為優質主焦煤和焦肥煤，主要產品為洗精煤、洗混煤、烘干煤等，產品具有低灰、高發熱量、高粘結指數等特點。

受煤炭市場下行影響，傳統高硫冶煉精煤市場需求減少，動力煤市場需求存在一定缺口。由于該選煤廠生產系統使用時間較長，部分設備老化，生產系統處理能力不能滿足礦井生產要求。為了適應市場變化，在滿足冶煉精煤市場要求的前提下，需要對現有生產系統進行改造，從而滿足動力煤市場需求。為此，結合粗煤泥分選現狀，對該選煤廠粗煤泥回收系統進行改造。

1 改造方案

(1)方案A。在冶煉精煤市場需求極低的情況下，為了簡化生產工藝，降低濃縮、壓濾系統負荷，在所有煤泥水進入濃縮池前先用深錐濃縮桶截粗，深錐濃縮桶底流經旋流器濃縮后采用高頻篩回收，其回收的粗煤泥摻入混煤，深錐濃縮桶溢流和旋流器溢流自流進入濃縮池。在冶煉精煤市場需求相對較高的情況下，為了回收粗煤泥系統中的精煤，脫泥篩篩下水和精煤磁選尾礦經旋流器濃縮后采用TBS分選，TBS溢流經旋流器濃縮后采用弧形篩、精煤離心機脫泥、脫水，TBS底流和中矸磁選尾礦經旋流器濃縮后，采用高頻篩回收，然后進入煤泥干燥系統干燥[1-3]。根據煤炭市場需求情況，這兩種生產工藝可以靈活切換。

(2)方案B。利用原有生產系統，原煤脫泥篩篩下水(含精煤磁選尾礦)經分級旋流器濃縮后底流進入高頻篩，取消TBS分選系統，取消3030中煤弧形篩系統；中矸磁選尾礦、離心脫水機濾液經3033旋流器組濃縮后進入高頻篩，取消3035沉降離心脫水機。所有高頻篩篩下水回到3031煤泥水桶，從而形成小循環[4-6]。在該方案產生效果后，在條件允許的情況下，可將脫泥篩篩下水、磁選尾礦等引入濃縮漏斗內，濃縮漏斗溢流自流進入耙式濃縮機，其底流被泵送到分級旋流器(利用原有兩個φ450的分級旋流器)，旋流器底流經高頻篩脫水后摻入中煤。

(3)對比分析。對于方案A而言，需將原煤脫泥篩的篩孔尺寸由0.5 mm擴大至1 mm，以提高脫泥篩的篩分效率；采用深錐濃縮桶對部分1～0 mm粒級煤泥分級，僅濃縮桶溢流內的細煤泥進入耙式濃縮機，可避免耙式濃縮機和煤泥壓濾機負荷過大的問題；采用高頻篩代替沉降離心脫水機回收濃縮桶底流內的粗煤泥，可有效降低材料費用和人工費用；高灰高硫TBS尾礦、中矸磁選尾礦采用高灰高頻篩處理，煤泥不再進入混煤，可有效降低混煤硫分。但該方案所需的管道、閘門較多，浮選車間還需要增加高頻篩及其設備基礎，系統較復雜，資金投入較多。

對于方案B而言，取消TBS和沉降離心脫水機系統后，生產系統得到簡化，粗煤泥能夠得到有效回收，甚至>0.3 mm粒級原生煤泥也能得到大量回收，可在一定程度上減少運行費用。同時，中煤離心脫水機的運轉狀況也能得到一定改善，所回收的產品水分也能降低。但該方案中高頻篩回收的粗煤泥全部進入混煤，篩上物水分在20%～25%之間(比沉降離心脫水機的產品水分高)，導致混煤水分增加1.00%～1.50%；同時，生產系統內的高灰高硫煤泥未被分開回收，致使混煤灰分增高。此外，由于TBS系統被取消，在冶煉精煤市場好轉的情況下，無法有效回收煤泥水內的精煤。

綜合分析，采用方案A比較合理，生產工藝可以根據市場需求靈活切換，能夠滿足多種情況下的生產需要。

2 設備選型

(1)低灰高頻篩選型。TBS溢流、3020分級旋流器溢流內回收的煤泥約占全樣的3%，按生產系統處理能力300 t/h計算，低灰粗煤泥產量約為9 t/h。為了節省投資，低灰粗煤泥回收系統使用原沉降離心脫水機和弧形篩的基礎，選用2臺ZD1236型高頻篩，篩面(鋪設耐磨復合篩網)面積為4.323 m2，篩孔尺寸為0.5 mm，處理能力為2 t/(m2·h)，不均衡系數為1.25。

(2)高灰高頻篩選型。高灰粗煤泥回收系統選用2臺ZD1236型高頻篩(1用1備)，篩面(鋪設耐磨復合篩網)面積為4.323 m2，篩孔尺寸為0.5 mm，處理能力為2 t/(m2·h)，不均衡系數為1.25。

(3)煤泥分級旋流器選型。該選煤廠的低灰粗煤泥產量約為9 t/h，且物料為細粒物料，故分級旋流器選用標準型(α=20°)，選用1臺φ500 mm的分級旋流器即可；高灰粗煤泥產量約為5.40 t/h，且物料為細粒物料，分級旋流器也選用標準型(α=20°)，選用1臺φ500 mm的分級旋流器就能滿足要求。

(4)渣漿泵選型。對于深錐濃縮桶底流，選用1臺流量為50 m3、揚程為60 m的渣漿泵向分級旋流器供料。

(5)振動弧形篩選型。在原生粗煤泥進入TBS過程中，弧形篩的面積關系到TBS精礦灰分是否合格。為提高預脫泥效果，增加1臺ZHSK30/20/60振動弧形篩(篩孔尺寸為0.75 mm)，以適應生產系統變化。

3 改造效果

3.1 煤泥回收效果

在對粗煤泥回收系統改造后，粗煤泥回收量增大，將其摻入中煤后中煤水分增加2%左右；但中煤有二次脫水環節，且篩孔尺寸的調節對脫水效果也一定影響，因此運到用戶的產品水分增加量有限，基本可以滿足用戶要求。粗煤泥回收系統改造后的篩上物和混煤水分統計結果見表1，產品質量統計結果見表2。

表1 篩上物和混煤水分統計結果

表2 產品質量統計結果

此外，在粗煤泥回收系統改造后，在原煤處理量多11 565 t的情況下，快開壓濾機少運行291次；按每次排料12 t計算，回收粗煤泥3 492 t，總共排料19 704 t，粗煤泥回收比例達到17.72%。

3.2 經濟效益

原沉降離心脫水機每年需要電費43.82萬元，高頻篩每年需要電費1.52萬元，耙式濃縮機、壓濾機等設備每天的運轉時間減少2 h，故改造后粗煤泥回收系統每年可以節省電費39.21萬元；同時，煤泥干燥費用可以節省108萬元，沉降離心脫水機的維修維護費用可以節省25萬元。

在相同質量下，混煤的銷售價格比干燥煤泥高0.48元/MJ，按煤泥發熱量19.25 MJ/kg計算，每年混煤產量增加3.60萬t，可以創收33.12萬元。高頻篩復合篩網采購成本為5.46萬元，電費為1.52萬元，每年可以創收198.35萬元，經濟效益比較顯著。

4 結語

根據礦井實際和市場情況，制定出適合該選煤廠粗煤泥回收的方案。通過采用高灰高頻篩、低灰高頻篩、煤泥分級旋流器、渣漿泵、振動弧形篩等設備實施改造，使煤泥水處理系統得到合理簡化，粗煤泥能夠得到有效回收，粗煤泥回收比例達到17.72%，生產成本降低。在煤泥水處理系統改造后，實現了重選生產與煤泥回收同步作業，對該選煤廠發展起到了積極的促進作用。