新疆焦煤集團艾維爾溝選煤廠極難選煤洗選實踐

張常明

(新疆焦煤集團 艾維爾溝選煤廠 ，新疆 烏魯木齊 830025)

新疆焦煤集團艾維爾溝選煤廠是一座設計處理能力為2.7 Mt/a的群礦型煉焦煤選煤廠，于2006年2月投產。洗選工藝采用不脫泥無壓給料三產品重介質旋流器+煤泥重介質旋流器+浮選的聯合工藝。主要洗選艾維爾溝礦區三個礦井的4#、5#、6#和7#原煤，精煤產品主要供給八一鋼鐵有限公司。洗選礦區4#原煤時，由于其可選性為極難選煤，煤泥含量大，且含有易泥化的炭質頁巖，致使洗選過程難度加大，分選密度控制和浮選過程不易穩定，精煤灰分超標且不穩定，煤泥水處理十分困難。為此，艾維爾溝選煤廠采取一系列技術改造措施，以期穩定精煤灰分，保證洗選精煤的合格率。

1 原煤煤質分析

1.1 可選性分析

按照國家標準GB/T 16417—2011《煤炭可選性評定方法》[1]對艾維爾溝選煤廠4#原煤進行浮沉試驗，結果見表1，可選性曲線如圖1所示。由表1和圖1可知，原煤灰分為36.11%，屬于高灰煤；>1.8 g/cm3密度級產率為29.61%，灰分為74.71%，灰分偏高；<1.3 g/cm3密度級產率占15.20%，灰分為6.04%，<1.4 g/cm3密度級產率為42.12%，灰分為10.27%，表明低密度物含量較低，內在灰分偏高；當洗選灰分為8.5%的精煤時，理論分選密度為1.35 g/cm3，分選密度±0.1含量為41%，屬極難選煤，洗選難度大。

表1 原煤浮沉試驗結果

圖1 原煤可選性曲線

1.2 煤泥含量分析

按照國家標準GB/T 477—2008《煤炭篩分試驗方法》對艾維爾溝選煤廠4#原煤進行了0.5 mm篩分試驗，結果見表2。

表2 原煤粒度組成

由表2可知，原煤泥含量較高，<0.5 mm粒級原煤產率為25.03%，灰分為31.08%；由表1可知，浮沉煤泥產率為0.65%，灰分為51.42%，表明矸石易泥化，加上次生煤泥占10%，總煤泥達到35%左右，因此煤泥含量較高，后續煤泥水處理困難。

2 存在問題與分析

艾維爾溝選煤廠洗選煤泥含量大且易泥化的4#原煤時，存在洗選難度大，分選密度控制和浮選過程不易操作，煤泥水處理能力不足的問題[2]，易造成精煤灰分>8.5%，精煤灰分不穩定，循環水濃度偏高的問題。分析原因如下：

(1)分選密度實際為<1.4 g/cm3，且分選懸浮液不穩定，煤泥含量偏高，磁鐵礦粉很難加入，磁性物含量較少，懸浮液密度失真，精煤灰分波動大[3]。

(2)三產品重介質旋流器合格介質入口壓力過低，僅為0.22 MPa，造成旋流器分選精度低，精煤夾矸，精煤灰分過高等問題。

(3)低密度分選使三產品重介質旋流器分選下限提高，煤泥重介質旋流器設計偏小且使用不正常，造成粗精煤灰分偏高[4]。由于振動器、擊打器損壞后沒有及時修復，0.4 mm篩孔的弧形篩篩面跑水嚴重，脫泥效果較差[5]，造成高灰煤泥進入臥式沉降離心脫水機和精煤壓濾機，導致粗精煤灰分過高，臥式沉降離心脫水機精煤灰分為9%，精煤壓濾機精煤灰分為11%，遠高于用戶要求。

(4)由于煤泥含量多且易泥化，循環水濃度最高達到50 g/L，極細煤泥的累積導致脫介篩脫介脫水效果差，末精煤灰分升高了0.5個百分點[6-7]。

3 改造方案

(1)選煤廠的密度計出現數據漂移問題，無法準確測量懸浮液真實密度、磁性物含量和煤泥含量，需更新1套密度檢測系統。同時購進快速檢測密度計，用于檢測懸浮液密度，標定實際值與顯示值。

(2)由于高壓泵壓力偏低，選煤廠需更換1臺高壓泵，將入料壓力提高至0.31 MPa，提高分選精度，減少精煤夾矸。

(3)將SDMC350-Ⅰ煤泥重介質旋流器更換成SDMC450-Ⅰ煤泥重介質旋流器，加大煤泥重介質旋流器處理量，降低粗精煤泥灰分。

(4)密控司機實際操作中，采用大分流操作方法，即在最大限度滿足煤泥重介質旋流器處理量的情況下，使煤泥分流量最大，盡量將懸浮液中的煤泥分流出去。介質添加時，采用少加、勤加的方式，以穩定懸浮液密度，減少數據失真，提高懸浮液中磁性物含量，降低煤泥含量，進而提高分選精度。

(5)由于選煤廠煤泥含量大，浮選設備操作時需嚴格控制入料濃度[8]，以保證浮選精煤灰分穩定，控制在9%～10%。

(6)修復精煤泥振動擊打翻轉弧形篩的振動器，同時加裝氣動擊打器，并在出料口增設一道噴水，強化脫泥效果，降低粗精煤灰分[9]。

(7)改造精煤泥(粗精煤水+浮選精礦)脫水工藝[10]。原工藝為精煤泥水進入臥式沉降離心脫水機生產0.2～0.5 mm粒級精煤，臥式沉降離心脫水機離心液和濾液進入精煤壓濾機生產<0.2 mm粒級精煤，濾液返回循環水池。改造后工藝為粗精煤泥水由臥式沉降離心脫水機脫水，離心液和濾液返回浮選機進行浮選，浮選精礦進入壓濾機脫水[11]。改造后，臥式沉降離心脫水機精煤灰分可降低1個百分點，壓濾機精煤灰分降低2個百分點。改造前、后精煤泥脫水工藝如圖2和圖3所示。

圖2 改造前精煤泥脫水工藝流程

圖3 改造后精煤泥脫水工藝流程

(8)新增2臺直徑為30 m的耙式濃縮池、2臺KX300/2000(快開式)尾煤壓濾機，使洗水濃度降低到0.5 g/L以下，以保證清水洗煤，同時實現煤泥水處理與重介洗煤同步[12-13]。

(9)由于精煤產率偏低，分選密度的調整不再以綜合精煤灰分為準，而是以末精煤灰分為準。同時將采樣檢測時間間隔由60 min縮短到30 min[14]，并增加了塊精煤灰分、末精煤灰分、浮選精煤灰分和臥式沉降離心脫水機精煤灰分的檢測內容，不僅為生產提供全面可靠的數據，也為操作人員調整分選密度提供依據。

(10)加強原煤數據和懸浮液密度的檢測，及時計算實際分選密度、理論分選密度及懸浮液密度數據的差值，更加準確掌握懸浮液分選密度，減少精煤灰分的波動[15]。

4 改造效果

通過技術改造和加強操作管理，艾維爾溝選煤廠實現了精煤灰分<8.5%、循環水濃度低于0.5 g/L、精煤灰分穩定率達到95%的指標。按照每月減少精煤灰分超標10批次，每批次產量2 000 t，精煤灰分超1批次降價20元/t計算，可增加收入480萬元/a。通過對煤泥水處理系統增容，提高了原煤小時處理量，按照每小時提高50 t，每年洗選原煤200萬t計算，改造前處理量450 t/h，生產成本1.35萬元/h，可節約生產成本600萬元，全年經濟效益提高了1 080萬元。

5 結語

艾維爾溝選煤廠通過精煤泥脫水工藝的改造，以及采用大分流，強化難浮煤加藥，加強原煤數據和懸浮液密度檢測等技術方案后，生產指標得到了顯著提升，全年經濟效益增加了1 080萬元。此次技術改造對其他選煤廠洗選煤泥含量高的極難選煤具有一定的借鑒意義。

參考文獻：

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