新型TCS粗煤泥分選機(jī)在太原選煤廠的應(yīng)用研究

蔡晉龍

（西山煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司太原選煤廠， 山西 太原 030023）

1 選煤廠概況

太原選煤廠設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力450萬t/a，產(chǎn)品主要分為原煤、噴吹煤、電精煤三種，原煤灰分32%～39%，發(fā)熱量達(dá)25.89 MJ/kg的電精煤。現(xiàn)生產(chǎn)工藝采用無壓三產(chǎn)品重介旋流器—浮選聯(lián)合工藝流程，設(shè)置原煤準(zhǔn)備、重介分選、脫介脫水、介質(zhì)凈化回收、浮選、煤泥分級(jí)濃縮回收、產(chǎn)品運(yùn)輸裝倉等生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于采用傳統(tǒng)的粗煤泥分選機(jī)，導(dǎo)致對1～0.3 mm粒級(jí)的粗煤泥分選效果變差，部分粗精煤流失嚴(yán)重，影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)過技術(shù)論證和經(jīng)濟(jì)效益分析比較，在洗選車間增加一套TCS粗煤泥分選機(jī)，并對應(yīng)改造重介系統(tǒng)。設(shè)備投入使用后取得良好效果，設(shè)備自動(dòng)化程度高，減少人工操作；入料配給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，故障率低，降低后期維護(hù)量；分選密度可調(diào)控，最低可達(dá)1.4 kg/L；分選能力是傳統(tǒng)水力分級(jí)設(shè)備的2倍。

2 增加TCS粗煤泥分選機(jī)的必要性

太原選煤廠原煤洗選生產(chǎn)工藝：不脫泥有壓給料二產(chǎn)品重介旋流器—浮選聯(lián)合工藝流程，煤炭經(jīng)磁選和水力分級(jí)重介旋流器分離，溢流浮選。缺少對1～0.3 mm粒級(jí)的粗煤泥分選設(shè)備和工藝流程，導(dǎo)致顆粒度較大的精煤只能經(jīng)過高頻篩進(jìn)行脫水處理后混入中煤內(nèi)，致使部分精煤嚴(yán)重流失。同時(shí)，高頻篩在生產(chǎn)過程中磨損嚴(yán)重，擴(kuò)張篩孔，使經(jīng)過篩選后的部分精煤摻入精煤磁選尾礦中，增加了精煤的流失量。采用原有的螺旋分選機(jī)進(jìn)行粗煤泥分選，脫泥效率低，同時(shí)影響精煤質(zhì)量。隨著采掘深度和開采難度的不斷增加，生產(chǎn)中機(jī)械化程度的增加，致使開采的原煤內(nèi)煤泥含量增加，煤中灰分高，加大原煤可選性的難度。太原選煤廠只是對1～0.3 mm粒級(jí)粗煤泥進(jìn)行簡單地分級(jí)回收。在回收的粗煤泥中若混入精煤，則會(huì)增加精煤的灰分；如若混入中煤，又導(dǎo)致資源的浪費(fèi)，降低企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。為了滿足市場需求和適應(yīng)煤質(zhì)變化，提高精煤洗選率，必須對原有的精煤洗選生產(chǎn)工藝和設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造升級(jí)。TCS粗煤泥分選機(jī)的應(yīng)用有效解決了太原選煤廠洗選過程中精煤嚴(yán)重流失問題[1]。

3 TCS粗煤泥分選機(jī)

3.1 TCS分選機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理

智能TCS粗煤泥分選機(jī)主要由驅(qū)動(dòng)和干擾裝置、入料筒、分選筒、密度計(jì)、頂水噴嘴和底流箱等構(gòu)成。實(shí)現(xiàn)了對0.5～0.125 mm細(xì)煤泥進(jìn)行分選。

TCS智能粗煤泥分選機(jī)是根據(jù)不同物料在上升水流與智能干擾器作用下的干擾沉降速度存在的差異，從而達(dá)到物料的智能分選。TCS智能粗煤泥分選機(jī)生產(chǎn)流程為：物料經(jīng)中心入料桶進(jìn)入分選槽，與上升水流混合，形成“干擾床層”，低于分選密度（精煤）的物料向上運(yùn)動(dòng)，高于分選密度（尾礦）的物料向下運(yùn)動(dòng)并通過機(jī)械干擾裝置進(jìn)行二次干擾。精煤從分選槽頂部溢流排出，尾礦通過尾礦排料箱由排料泵排出。TCS智能粗煤泥分選機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 TCS粗煤泥分選機(jī)結(jié)構(gòu)圖

3.2 TCS粗煤泥分選機(jī)技術(shù)特點(diǎn)

1）TCS粗煤泥分選機(jī)生產(chǎn)過程智能化、數(shù)字化，可將顆粒度在0.5～0.125 mm內(nèi)的原煤分選出低灰精煤和高灰矸石；

2）洗選處理量大效率高，分選密度可調(diào)控，分選密度穩(wěn)定精度高；

3）對入料煤質(zhì)變化的適應(yīng)性強(qiáng)，動(dòng)力干擾沉降，減少錯(cuò)配，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，安全易操作，故障率低，減少后期維護(hù)成本；

4）TCS粗煤泥分選機(jī)，降低重介質(zhì)及浮選系統(tǒng)的入料量，使用循環(huán)水為分選介質(zhì)，無需重介質(zhì)和化學(xué)藥劑，有效降低生產(chǎn)運(yùn)營成本，精煤洗選率提升3%左右；

5）特有的切線入料方式，保證分選床的穩(wěn)定，分離效率高；增加的下噴式入水口，可預(yù)防入水口的堵塞；先進(jìn)的PID控制系統(tǒng)可結(jié)合實(shí)際自動(dòng)進(jìn)行加水流量，全程數(shù)字監(jiān)控減少人工操作[2]。

3.3 技術(shù)參數(shù)（如表1所示）

表1 TCS粗煤泥分選機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)表

4 工藝流程

太原選煤廠對現(xiàn)有的分選設(shè)備和工藝進(jìn)行技改進(jìn)，精煤水力分級(jí)旋流器底流會(huì)由高頻振動(dòng)篩直接脫水后混入中煤內(nèi)，致使精煤流失。在加裝TCS粗煤泥分選機(jī)后，精煤水力分級(jí)旋流器底流會(huì)直接由粗煤泥分選機(jī)進(jìn)行分選，高頻弧形振動(dòng)篩會(huì)將粗精礦脫泥后與浮選精礦直接由加壓過濾機(jī)進(jìn)行脫水，原有高頻振動(dòng)篩將粗尾精礦進(jìn)行脫水后混入中煤。技改后將粗精礦和浮選精礦混合后直接由加壓過濾機(jī)進(jìn)行脫水，改善單獨(dú)將浮選精礦過濾脫水時(shí)效果差的現(xiàn)象，同時(shí)節(jié)約了粗精礦過濾脫水設(shè)備的投入。TCS粗煤泥分選機(jī)生產(chǎn)工藝流程如圖2所示[3-4]。

5 效果分析

TCS粗煤泥分選機(jī)在太原選煤廠安裝調(diào)試完，在實(shí)際生產(chǎn)中對精礦和尾礦中物料灰分進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果如表2所示。

由表2可看出，TCS粗煤泥分選機(jī)洗選量大、效率高，密度穩(wěn)定精度高，TCS尾礦灰分＞60%。1.5～1.0 mm，分選精度指標(biāo) Ep≤0.085；1.0～0.5 mm，分選精度指標(biāo)Ep≤0.08；0.5～0.2 mm，分選精度指標(biāo)Ep≤0.06。尾礦灰分穩(wěn)定，分選精度高。該選煤廠使用TCS粗煤泥分選機(jī)后，減少精煤流失量，增加精煤產(chǎn)量0.6 Mt/a，按精煤價(jià)格430元/t計(jì)算，每年直接增加經(jīng)濟(jì)效益258萬元[5]。

圖2 TCS粗煤泥分選機(jī)生產(chǎn)工藝流程

表2 TCS精礦和尾礦產(chǎn)品檢驗(yàn)結(jié)果表

6 結(jié)論

太原選煤廠針對原煤洗選過程中粗精煤流失的嚴(yán)重問題，通過加裝TCS粗煤泥分選機(jī)對原有分選系統(tǒng)進(jìn)行改造升級(jí)，設(shè)備的成功安裝與應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了單機(jī)洗選量較以往提升2倍，實(shí)現(xiàn)對粒度在1.5～0.125 mm范圍內(nèi)精煤的分選，減少了重介質(zhì)系統(tǒng)和浮選系統(tǒng)的入料量，分選介質(zhì)采用循環(huán)水，無需重介質(zhì)和化學(xué)藥劑，降低浮選藥劑的使用量，運(yùn)營生產(chǎn)成本低，并可使精煤產(chǎn)率提高約5%，并有效改善浮選精礦單獨(dú)過濾脫水效果差的現(xiàn)象。在實(shí)際使用中，由于TCS粗煤泥分選機(jī)對入料精度和頂水壓力有嚴(yán)格的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，必須保證足夠的頂水壓力和流量，提高溢流粒度和脫泥效果。