新柳煤礦選煤一廠浮選系統的工藝改造探討

侯毓昆

（陽泉煤業集團有限責任公司， 山西 陽泉 045000）

1 新柳煤礦選煤一廠概況

新柳煤礦選煤一廠隸屬于汾西礦業集團公司，主要建設目的是與新柳礦井的生產工作相配合，屬于礦井型煉焦煤選煤廠。該廠建成于2003年，其設計能力在180萬t/年，新柳礦井的生產能力經擴建后能夠達到400萬t/年，因此，集團公司于2007年增設選煤二廠，以滿足礦井生產對原煤洗選的生產需求，并于2009年建成投產。

2 新柳煤礦選煤一廠浮選系統存在的問題

新柳煤礦選煤一廠最初采用脫泥有壓三產品重介旋流器進行相關分選作業，濃縮旋流器組被用于回收粗煤泥，而細煤泥的回收采用微泡浮選柱，直徑為5 m。浮選系統中采用的加壓過濾機1臺，規格為96 m2，用于原煤脫水操作。對尾煤的浮選操作，選用了2臺型號為F150的普通壓濾機、2臺型號為F250的普通隔膜壓濾機。新柳選煤一廠浮選系統的實際應用過程中發現以下問題：

1）處理能力差。在浮選系統投入使用之后，無法適應洗原煤煤質變化以及原生煤泥量增加的生產環境，煤泥水系統的生產能力致使系統無法達到滿負荷運行的狀態，難以滿足相應生產要求。

2）精煤損失大。在實際生產過程中，浮選尾煤灰分約為35%，直接說明現有浮選系統存在分選不充分、精煤損失嚴重的問題，與之相對比，選煤二廠所用機械攪拌式浮選機來進行細煤泥分選，尾煤灰分約為50%。

3）脫水設備能力不足。在選煤一廠的浮選系統中，采用了1臺規格為96 m2的加壓過濾機在浮選精煤的過程中進行脫水回收，系統運行時該設備的處理效率在40～50 t/h之間。若主洗系統能夠達到滿負荷運行狀態，則浮選精煤的產量能夠達到約90 t/h，與預期生產目標相差甚遠，而脫水設備的能力缺陷問題，正是造成主洗系統難以達到滿負荷運行狀態的重要影響原因之一。

在洗原煤煤質變化、原生煤泥量增加的環境下，現有浮選系統中的浮選設備難以滿足相關生產需求，精煤損失率過高，煤泥水系統嚴重制約選煤廠的生產效率。因此，為使選煤廠能夠達到滿負荷運行的狀態，同時提高選煤廠煤產率以及經濟效益，急需對浮選系統進行有效的工藝改造。

3 新柳煤礦選煤一廠浮選系統工藝改造與布置方案

新柳選煤廠目前采用的浮選系統中包含的浮選設備如下：1臺渣漿泵組與1臺直徑為3 m的浮選柱對煤泥水進行分選操作；1臺規格為96 m2的加壓過濾機在浮選精煤過程進行脫水處理；1臺30 m直徑的高效濃縮機進行浮選尾礦過程的濃縮處理，濃縮機產生的溢流可以作為循環水重復使用；2臺型號為F150的普通壓濾機與2臺型號為F250的普通隔膜壓濾機，共同對底流進行相關處理操作，整體浮選工藝流程如圖1所示[1]。

圖1 選煤廠浮選工藝流程示意圖

3.1 工藝改造

新柳選煤一廠對浮選系統進行的工藝改造是在原有系統的基礎上進行相應的改建和擴建，主要改造內容包括更換浮選設備、強化浮選精煤的脫水設備能力。以現場資料為基礎，生產需求浮選入料礦漿的最大量為1 500 m3/h，而干煤泥的最大量為110 t/h，經過細致的選型計算之后，對浮選設備進行更新改造，新的浮選系統中，改用2臺20 m3×4室的機械攪拌式浮選機，在單臺礦漿通過能力達到560～960 m3/h之間時，2臺設備能夠充分滿足相應生產需求。當選煤廠達到滿負荷運行時，以浮選精煤抽出率達到75%為目標進行相關計算，得出浮選精煤的最大產量要達到90 t/h。1臺規格為96 m2的加壓過濾機，處理能力僅為45 t/h左右，在此基礎上增設2臺350 m2的高效隔膜壓濾機在浮選精煤過程進行脫水處理，能夠很好地實現選煤廠滿負荷運行目標[2]。

在工藝改造之后，新的浮選系統中采用機械攪拌式浮選機代替了原系統中的浮選柱，進而對選煤一廠的細煤泥進行相關分選操作，得到的浮選精煤再通過原有加壓過濾機與新增高校隔膜壓濾機進行共同處理，經由濃縮機處理后的浮選尾煤，依舊由原有脫水設備進行相關處理。

3.2 工藝布置

在進行工藝改造的過程中，應遵循不影響正常生產的基本原則，充分利用原有生產設施，為使選煤廠的新舊車間需要得到有效配合的生產效果，采用并列布置的形式以現有主廠房為基礎進行浮選車間的擴建改造。改造之后，新柳選煤一廠浮選車間與原主廠房毗連，下部有主廠房矸石棧橋、煤泥、中煤以及精煤穿過。新建車間總長40 m，寬13 m，共3層，浮選機與壓濾機等重要浮選設備布置在最頂層位置，并在出入口位置設置了安裝門與檢修電動葫蘆。中間層的主要作用是利用輸送設備進行物料輸送。在最底層棧橋之間布置了壓路機入料泵以及浮選精煤池。

4 新柳煤礦選煤一廠浮選系統工藝改造經濟效益預測與分析

相關數據統計顯示，采用Jamesan浮選柱的浮選尾煤灰分約為35%，分選效果不充分，而采用機械攪拌式浮選機之后，能夠顯著提升灰分到45%～50%之間。新柳選煤一廠在對浮選系統進行工藝改造之后，對采用機械攪拌式浮選機的浮選效率與采用浮選柱的原系統浮選效率進行了對比分析，對比結果如表1所示。

表1 浮選系統改造前后分選效果比較 %

以表1數據進行分析，洗出同樣灰分的浮選精煤產品，機械攪拌式浮選機與浮選柱相比，產量要高出約1.85%，隨著入浮煤泥的灰分值越高，差值也會隨之增大。以表1中入浮煤泥灰分最低時的數據為基礎進行相關計算，發現在進行了系統改造之后，選煤廠通過煤泥分選這一環節能夠增加約19 800 t的精煤產品回收量，以800元/t的精煤售價、400元/t的電煤售價進行生產利潤計算，選煤廠浮選系統的改造直接增加選煤廠生產的經濟效益為19 800×（800-400）=792萬元。

[1] 朱光輝，袁靜怡，孫佳慧，等.煤礦選煤一廠浮選系統的工藝改造探討 [J].哈爾濱師范大學社會科學學報，2016（11）：263-264.

[2] 張錫侯，李高申，趙婷.煤礦選煤一廠浮選系統的工藝改造分析[J].太原城市職業技術學院學報，2016，23（3）：113-115.