選煤廠煤泥減量化途徑分析

孫天虎，辛得祥

(兗州煤業股份有限公司選煤管理中心，山東 鄒城 278500)

隨著人們對保護不可再生資源的意識逐漸加強，選煤廠在煤礦企業中的地位不斷提高，各煤炭企業陸續提出消除臟雜煤、減少劣質煤等洗選要求。兗州煤業股份有限公司選煤管理中心在2019年“解放思想、發展提質、聚力攻堅、爭先晉位”十六字工作思路中明確要求徹底取消低熱值煤、臟雜次煤和煤泥等劣質煤銷售，實現效益最大化。煤泥減量化是其中的重要環節之一。

1 存在問題

1.1 預先脫粉過程缺失或效果不佳

兗州煤業本部礦井選煤廠多數已投入使用多年，經過多次擴能工藝改造，選煤工藝較原設計發生較大變化。在進行工藝改造時，由于廠房空間受限，部分廠未增加預先脫粉系統，或預先脫粉系統處理能力不足，提升量大時無法實現對全部原煤的預先脫粉處理，篩分效率較低，篩分效果不理想，存在篩下末煤產率高，入洗原煤煤泥含量高等現象。預先脫粉工藝缺失或效果不佳直接導致選煤系統中煤泥含量大，煤泥水處理壓力巨大，煤泥產出量大，摻配困難，影響產品質量。

1.2 生產組織管理較粗放

1.2.1 跑粗現象嚴重

在日常生產組織中，對脫水篩、脫介篩、離心機等設備篩縫檢查維護不及時，分級旋流器堵塞，入料壓力不穩定等都會造成跑粗，大顆粒進入到下一個環節，會堵塞泵及管道，造成濃縮機壓耙事故，脫介效果變差，煤泥分選效率降低，直接影響煤泥系統的穩定性。

1.2.2 系統用水量大

跳汰機司機大多為以老帶新，憑經驗操作，對跳汰機操作上存在一知半解現象，在生產過程中采用大風大水來實現選煤操作，導致洗煤系統用水量大，混合入洗噸煤用水量2.9～3.2 m3，煤泥水處理系統壓力較大，浮選入料濃度低，循環快，降低了浮選效果。

1.2.3 忽視次生煤泥的影響

部分礦井煤炭賦存條件較差，煤層含泥質夾矸多，且進入深部開采，煤質變差、易碎程度增加。在進行破碎時未進行預先分級，直接采用通過式破碎機，導致細粒度煤炭過破碎，產生次生煤泥。井下煤倉高度大、地面圓筒倉落差高，煤炭在轉載過程中因高差影響再次摔碎，導致洗選加工時煤泥量增加，不利于煤泥減量化生產。

1.3 多因素制約浮選生產

浮選精煤采用壓濾機脫水，水分較高，一般在28%～30%，商品煤水分指標制約浮選精煤摻入量，同時還受銷售市場壓力、客戶挑剔等因素制約。由于系統用水量大，浮選入料濃度低，循環快，降低浮選效果。入浮煤泥灰分較低(一般17%～22%)，壓濾尾煤綜合灰分偏低，浮選生產存在不均衡性，導致尾煤灰分呈規律性波動。

1.4 尾煤泥壓濾系統能力不足

部分選煤廠經過多次擴能，壓濾系統存在多種壓濾機，材料配件庫存壓力大，部分壓濾機投入年限較早，老化嚴重，維修工作量較大。多種因素造成尾煤壓濾系統處理能力不足，導致系統中煤泥存量較高。

1.5 干燥系統運行不正常

在新增設煤泥干燥系統的選煤廠中，存在蒸汽溫度、壓力不足，達不到設計要求，干燥機內煤泥堆積過多，干燥管漏氣，干燥產品銷售困難等現象，最終導致干燥系統運行不正常。

2 煤泥減量化途徑

2.1 加強生產組織管理

2.1.1 減少跑粗

脫水篩、脫介篩、離心機篩籃損壞或更換不及時是發生跑粗的首要原因，要想預防跑粗必須從源頭抓起。但是，在篩籃、篩板接近使用周期時，為發揮其最大使用價值，并不會提前更換，這時的使用狀態變差且不易控制，難免會發生跑粗現象。為了避免粗顆粒進入到下一環節，可以在篩下漏斗處增加截粗裝置進行過濾，或利用科學的方法在漏斗處增加跑粗檢測裝置，當發生跑粗現象時及時報警，同時安裝旋流器堵塞檢測裝置，對旋流器堵塞進行報警[1]。通過多種手段，減少跑粗，減輕下部煤泥水處理負擔。

2.1.2 降低用水量

跳汰選煤廠可加強對跳汰司機培訓，增強跳汰司機責任心，激發跳汰司機探索熱情，不斷摸索先進操作方法，逐步降低用水量，廠內可根據原煤可選性，加強對用水量的考核，從而減少系統用水，減輕因用水量大對煤泥水處理系統和浮選系統造成的壓力。

2.1.3 減少次生煤泥

在選煤廠轉載中重視溜槽緩沖，降低落差，同時盡量減少煤泥水泵打循環次數，減少泥化時間。盡量減少進入通過式破碎機的煤量，以免不需要破碎的煤炭進入破碎機，增加煤炭的過粉碎，保證預排矸系統正常運行。

2.2 發揮預先脫粉系統性能

利用弛張篩等脫粉設備將原煤進行分級，小于6 mm的粉狀煤炭直接作為最終產品進行銷售，不再進行分選[2]。通過預先脫粉避免了煤粉進入到煤泥水系統中，從源頭上達到了煤泥減量的目的。已經增加脫粉設備的選煤廠應對處理量、篩縫進行準確計算，可以通過增加脫粉設備或更換不同篩縫篩板的手段，增加脫粉處理能力，哈拉溝選煤廠脫粉前后數量對比見表1[3]。

表1 脫粉前后數量對比

2.3 構建煤泥三級回收系統

優化煤泥回收工藝，提高煤泥摻配率，構建煤泥三級回收系統。我國目前煤泥回收的工藝流程大致分為兩類：一是濃縮—壓濾；二是兩段濃縮、兩段回收，即一段濃縮底流沉降離心機回收粗粒，散狀物料直接摻入中煤或末煤，二段底流壓濾回收。一般選煤廠設計采用分級旋流器—弧形篩(高頻篩)—煤泥離心機回收大于0.25 mm的粗煤泥后，直接摻入洗混煤中。實際生產中，由于分級旋流器溢流跑粗，弧形篩、離心機篩孔磨損等問題，導致部分粗煤泥進入細煤泥系統，煤泥量必然增加。為了減少壓濾煤泥量，結合公司各選煤廠的實際情況，建議構建煤泥三級回收系統，即分級旋流器—弧形篩(高頻篩)—煤泥離心機回收大于0.35 mm的粗煤泥后，直接摻入精煤中(公司各選煤廠以生產灰分8%～9%的2號精煤為主，粗煤泥灰分9%～11%，可以在不影響精煤質量前提下全部摻入精煤，某選煤廠旋流器底流小篩分試驗結果見表2)或利用TCS分選粗煤泥。細煤泥經過浮選系統回收浮選精煤，尾礦進濃縮機濃縮分級，濃縮機底流經沉降離心機回收煤泥，最終進二段濃縮機分級后，壓濾機回收尾煤泥。某礦煤泥水處理系統流程見圖1。

2.4 保證浮選效果

通過增加補水或濃縮機濃縮，控制浮選入料濃度在90～120 g/L，選擇適合的浮選藥劑，增加壓濾機脫水效果，加強生產組織，保證浮選系統生產均衡。在浮選精煤輸送過程中增加圓盤給料機、破碎機、混摻機等設備，破碎浮選精煤，使其與主洗精煤充分混合，提高市場適應能力。

表2 旋流器底流小篩分試驗結果

圖1 某礦煤泥水處理系統流程

2.5 加強煤泥干燥系統運行穩定性

公司于2017年在4個選煤廠增加煤泥干燥系統，干燥系統運行不穩定主要受蒸汽、設備、產品銷路三方面影響。針對這三方面制定相應措施，首先可以通過單敷蒸汽管路、增加分配閥等方法解決蒸汽壓力、溫度不穩定的問題。其次聯系廠家共同對設備運行環境進行分析，確定科學的生產方式，加強設備檢修維護，降低直至消除設備故障對干燥系統的開機時長影響。最后，在干燥煤球輸送過程中增加破碎設備，將煤球破碎后摻入混煤，以提高其市場適應能力。某礦煤泥干燥系統產品見圖2。

圖2 某礦煤泥干燥系統產品

2.6 增加破碎、混摻工藝

通過前期跨領域廣泛調研，已經尋找到適合的破碎機，可以對浮選精煤、干燥煤球進行單獨破碎，對于粘度較大，破碎困難的濕煤泥，可以采用與混煤摻混后再進行破碎。破碎產品通過摻混機摻配至精煤或混煤中，真正實現“吃干榨凈”，經濟效益最大化。

3 結 語

以兗州煤業某選煤廠為例，傳統選煤工藝壓濾尾煤泥產率在11%～13%，2014年增加浮選系統后，產率降低至8%～9%。通過合理減少次生煤泥，加強生產組織，構建煤泥三級回收系統后，可進一步降低壓濾尾煤泥產率，最終利用煤泥干燥系統或煤泥破碎系統將尾煤泥摻配至混煤中，且能夠得到用戶認可，實現資源全部利用，取消劣質煤銷售。

作為選煤廠副產品的煤泥，其量的大小可影響到選煤廠產品數質量、節水降耗、經濟效益、環境保護等方面，結合當前國家要求的綠色開采、煤炭清潔高效利用等有關規定，實施煤泥減量化，具有重要的現實意義。