重介質(zhì)旋流器替代跳汰選煤的可行性探析

王貝貝

（山西陽煤二礦選煤廠，山西 陽泉 045028）

陽煤二礦選煤廠屬礦井型選煤廠，目前生產(chǎn)規(guī)模為年處理原煤8.10Mt。現(xiàn)跳汰車間主要洗選2#精煤，年洗選精煤在200萬t左右，近幾年來，由于井下工作面條件限制造成原煤配采比例發(fā)生變化，跳汰入洗原料煤可選性由易選變?yōu)橹械瓤蛇x，導致跳汰洗選難度增加，不僅精煤產(chǎn)量任務(wù)完成受限，而且精煤質(zhì)量出現(xiàn)波動，不時出現(xiàn)灰分超標現(xiàn)象，嚴重影響陽優(yōu)品牌形象及陽煤二礦經(jīng)濟收入。因此，在對跳汰洗煤現(xiàn)狀和無壓三產(chǎn)品重介旋流器分選進行可行性分析比對的基礎(chǔ)上，提出技改建議，將跳汰分選更換為脫泥無壓三產(chǎn)品重介旋流器分選，提高選煤效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟效益。

1 跳汰選煤現(xiàn)狀及工藝存在弊端

跳汰選煤是指物料主要在垂直升降的變速水流中按密度分選的過程，利用的介質(zhì)是水，主要分選易選和中等可選煤。目前，二礦選煤廠就是采用跳汰洗選系統(tǒng)生產(chǎn)精煤，主要工藝為原料煤經(jīng)等候車間進行預(yù)篩分后進入跳汰機進行洗選，選出三種產(chǎn)品精煤、中煤、矸石，脫水設(shè)備有斗提機、脫水篩和離心脫水機。煤泥水處理設(shè)備主要有耙式濃縮機、旋流器、高頻篩、壓濾機、加壓過濾機等。近年來由于井下原煤質(zhì)量發(fā)生變化，跳汰入洗原料煤可選性由易選變?yōu)橹械瓤蛇x，加上等候系統(tǒng)篩分效率低，入洗原料煤中-1mm含量在22%以上，使得跳汰洗選的數(shù)量效率只有88%左右，明顯低于93%的選煤專業(yè)要求。

1.1 可選性分析

δ±0.1含量法

根據(jù)GB/T16417-2011《煤炭可選性評定方法》評定原煤的可選性：跳汰入料原煤+0.5mm的可選性，當以11.8%作為精煤灰分指標時，理論分選密度為1.58kg/l，δ±0.1含量為17%（扣除沉矸），原煤可選性等級為中等可選，理論回收率僅為54%。

1.2 跳汰數(shù)量效率

從上表可以看出，以跳汰各皮帶小時運輸量測算時，精煤占47.52%，中煤占17.16%，矸石占12.20%，煤泥占23.12%。以理論回收率54%計算可知，數(shù)量效率僅為88%。

1.3 總錯配物含量

經(jīng)對選后產(chǎn)品進行快浮試驗，得知：跳汰矸含精為6.8%，中煤含精為7.52%，精含矸為6.07%，按此計算，總錯配物含量高達20.39%，分選效果明顯達不到技術(shù)要求。

表1 跳汰各皮帶小時運輸量

表2 跳汰入料原煤浮沉試驗綜合表

圖1 二礦跳汰+0.5mm原煤可選性曲線

2 三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的應(yīng)用分析

2.1 重介質(zhì)選煤的主要優(yōu)點

重介質(zhì)選煤的分選效率高于其他選煤方法，分選效率可達99%以上，可以處理難選煤和極難選煤；分選粒度范圍和密度范圍寬，分選粒度下限0.5mm，上限可達500mm以上，分選密度可在1.3～2.0g/cm3范圍內(nèi)調(diào)整；工藝操作簡單，調(diào)節(jié)方面。

脫泥無壓三產(chǎn)品重介旋流器分選，可以提高精煤產(chǎn)量，提高分選效率，保證精煤灰分合格，降低煤質(zhì)罰款。而且陽煤二礦選煤廠有重介質(zhì)淺槽洗選工藝，在重介質(zhì)回收利用方面有成熟經(jīng)驗及相關(guān)設(shè)備。因此采用脫泥無壓三產(chǎn)品重介旋流器分選替代跳汰洗精煤有其可行性。

2.2 重介質(zhì)選煤工藝選煤方法

若使用脫泥無壓三產(chǎn)品重介旋流器分選精煤，工藝流程可確定為：脫泥無壓三產(chǎn)品重介旋流器分選+粗煤泥螺旋分選機+粗煤泥TBS +煤泥壓濾分選工藝。

2.3 選煤廠生產(chǎn)能力測算

選煤廠跳汰車間原設(shè)計生產(chǎn)能力為：年處理原煤 2.85～4.22Mt，每天處理末原煤 8636～12788t，小時處理能力為570～800t。

經(jīng)過脫泥無壓三產(chǎn)品重介旋流器生產(chǎn)能力為：年處理原煤5.80～739Mt，每天可處理原煤17600～22400t，小時處理能力為 1100～1400t。

3 選煤方法、分選粒級及工藝流程

3.1 選煤方法及分選粒級

3.1.1 選煤方法

將原有跳汰洗選改為脫泥無壓三產(chǎn)品重介旋流器分選。

將原來三臺跳汰機更換為兩臺3SNWX1500/1100三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器，3臺精煤脫介篩，1臺中煤脫介篩，1臺矸石脫介篩。減少了斗提，設(shè)備臺數(shù)減少也使維護量大減。改造后脫泥無壓三產(chǎn)品重介旋流器生產(chǎn)能力為：年處理原煤5.80～7.39Mt，小時處理能力可達 1100～1400t，可滿足精煤生產(chǎn)的需要。

3.1.2 分選粒級

更換為脫泥無壓三產(chǎn)品重介旋流器分選后，入洗原煤粒度要求為-13mm末原煤，完全可以實現(xiàn)全煤入洗，不再需要等候系統(tǒng)。這樣可以簡化流程及其相關(guān)的成本投入和人員投入。

3.2 工藝流程的說明

根據(jù)目前選煤行業(yè)使用情況分析和陽煤二礦選煤廠生產(chǎn)實際需求，改造后洗選工藝確定為：脫泥無壓三產(chǎn)品重介旋流器+螺旋分選機+TBS+一段濃縮+煤泥壓濾較為合理，既提高了洗選效率，又能保證精煤質(zhì)量的穩(wěn)定。

（1）-13mm末原煤經(jīng)1.5mm脫泥后，篩下物進入煤泥水池，脫泥篩篩上物（13～1.5mm）進入無壓三產(chǎn)品重介旋流器分選，產(chǎn)品經(jīng)脫介、脫水后出精煤、中煤、矸石三種產(chǎn)品；

（2） 脫泥篩篩下水經(jīng)分級濃縮旋流器分級后，溢流去濃縮機濃縮，底流進入螺旋分選機系統(tǒng)分選，分選后精煤直接脫水回收到精煤產(chǎn)品倉，中煤和矸石則進入TBS系統(tǒng)進行再次分選；分選后的精煤進入精磁尾礦桶經(jīng)濃縮后再次回收，尾煤則進入中矸磁尾桶濃縮回收。精磁選尾礦（和TBS精礦）及中矸磁選尾礦（和TBS尾礦）分別經(jīng)濃縮旋流器濃縮，底流進入沉降過濾式離心機回收，溢流進入濃縮機濃縮。

3.3 主要工藝設(shè)備簡述

（1）無壓三產(chǎn)品重介旋流器：選用目前國內(nèi)先進的3SNWX1500/1100重介質(zhì)旋流器雙給介無壓三產(chǎn)品旋流器作為末原煤主洗設(shè)備。一段Φ1200mm，二段Φ850mm；工作壓力：1#介質(zhì)0.13～0.20MPa，2#介 質(zhì) 0.16～0.20MPa； 處 理 能 力260～350t/h。該設(shè)備具有分選精度高、分選下限低、處理能力大、易調(diào)節(jié)等優(yōu)點。

（2）螺旋分選機：選用引進螺旋分選機，8臺一組，每臺3頭。該機分選效果好、性能穩(wěn)定、不需要動力、使用效果好。

（3） TBS：選用引進3600mm型，處理能力120～150t/h。該機在要求的入料寬度內(nèi)分選效果好，可以全自動化控制。

3.4 工藝流程

工藝流程圖如下圖2。

圖2 脫泥無壓三產(chǎn)品重介旋流器工藝設(shè)備流程圖

4 可行性效益分析

4.1 產(chǎn)量效益

經(jīng)技改后入洗原煤小時量將達到1100～1400t，理論回收率為54%，按95%洗選效率計算回收率為51.3%，洗精煤小時量可達564～718t，按564t/h計算年可洗精煤298萬t，比原年產(chǎn)208.8萬t，可增加89.2萬t，按精煤和末煤差價每噸190元，計算一年效益16948萬元。

4.2 質(zhì)量效益

精煤灰分合格率將達95%以上，煤質(zhì)罰款可減少50%，即1750萬元。

4.3 成本投入

經(jīng)計算技改費用為6000萬元，由于重介質(zhì)分選礦粉消耗是成本投入的重點，按照4kg/t原煤的最高礦粉消耗計算，每小時1100～1400t/h原煤需消耗礦粉 4.4～5.6t，則年消耗礦粉 23232～29568t，成本投入為2323.2～2956.8萬元。

通過上述的可行性效益分析可知，將跳汰洗精煤更換為脫泥無壓三產(chǎn)品重介旋流器分選后當年即可收回技改成本，并產(chǎn)生效益近億元。