煉焦煤選煤廠粗煤泥獨立分選改造實現低介耗的工藝分析

黃健華

(山西西山晉興能源有限責任公司 斜溝煤礦選煤廠，山西 呂梁 033602)

在傳統的煉焦煤選煤廠分選中，一般多用重介旋流器和浮選兩大工藝環節來實現50～0 mm原煤全粒級分選，以0.5 mm篩孔的脫泥篩分開兩個入選粒級，往往因脫泥效率較低，致使大量小于0.5 mm的煤泥在懸浮液系統中積累，使懸浮液粘度增加，進而惡化分選效果，增加介耗；受制于重介質旋流器分選下限的影響，粗粒煤泥往往得不到有效分選，導致了粗精煤泥灰分偏高，出現嚴重重介精煤背灰現象，難以實現精煤產率最大化。

隨著粗煤泥分選裝備不斷升級且相繼投入使用，比如螺旋分選機、水介質旋流器、干擾床分選機(TBS、CSS、TCS、TPS等)，越來越多的傳統煉焦煤選煤廠不斷探索粗煤泥分選設備用于粗煤泥環節的改造，紛紛選擇適合自身工藝及煤質特性的粗煤泥分選設備。通過對近年來國內外煉焦煤主流分選工藝的比較，通常將入洗原煤分為3個粒級范圍分別分選，一般為50～1.0 mm混煤、1～0.25 mm粗煤泥，0.25～0 mm細煤泥，全廠設置重介選+粗煤泥選+浮選三個分選環節與之對應，形成全粒級高精度分選的先進生產工藝。

對于傳統煉焦煤選煤廠，粗煤泥獨立分選改造不僅填補重介選和浮選兩大環節之間的粒級分選空白，而且改善了重介質旋流器的分選效果，提高了重介精煤產率和精煤質量，對降低介質消耗也起到了非常積極的作用。筆者對標考察了河北、山東等地三座先進標桿選煤廠，三廠均實現了0.6 kg/t以下的較低介耗，以下從工藝流程角度探討粗煤泥獨立分選改造對重介選煤廠介質單耗的影響。

1 應用粗煤泥獨立分選的三廠基本情況

1.1 邯鄲選煤廠

邯鄲選煤廠隸屬于河北冀中能源峰峰集團，是我國自行設計安裝的第一座大型煉焦煤選煤廠，屬礦區型煉焦煤選煤廠，入洗煤種以肥煤、焦煤和瘦煤為主，1959年12月建成投產。原設計入洗能力150萬t/a，90年代末選煤工藝為跳汰粗選+重介精選+煤泥浮選。2011年進行重介擴容改造，形成了三產品無壓重介選+CSS粗煤泥分選+二次分級浮選的四粒級工藝，核定生產能力為350萬t/a。

1.2 新巨龍選煤廠

新巨龍選煤廠隸屬于山東能源新汶礦業集團，屬礦井型煉焦煤選煤廠，入洗煤種以肥煤和1/3焦煤為主，2009年11月與礦井同時投產。設計入洗能力600萬t/a，設計工藝為毛煤動篩跳汰預排矸+原煤脫泥有壓重介旋流器主再選+煤泥浮選。2016年12月完成TCS智能粗煤泥分選改造工程，2017 年進行浮選系統改造，開辟了多槽大流量機械攪拌式浮選機二次浮選工藝，實現了一次浮選和二次浮選的靈活轉換，在行業內率先攻克了浮精背灰的難題，核定生產能力達到800萬t/a。

1.3 高莊選煤廠

高莊選煤廠隸屬于山東能源棗莊礦業集團，礦井型煉焦煤選煤廠，入洗煤種為1/3焦煤，2001年2月建成投產，原設計入洗能力為90萬t/a，原設計工藝為混合跳汰粗選+重介精選+煤泥浮選。2004年6月將末精煤重介升級改造為不脫泥無壓給料三產品重介質旋流器；2014年拆除原跳汰系統，改為預先脫泥三產品重介系統，增加TBS干擾床分選工藝，形成相互獨立的90萬t/a不脫泥重介系統和240萬t/a脫泥重介系統，核定生產能力增至330萬t/a。

1.4 三廠工藝方案

三座煉焦煤選煤廠工藝方案見表1。

表1 三座煉焦煤選煤廠工藝方案

2 選前脫泥與粗煤泥分選相結合工藝對介耗的影響

煉焦煤選煤廠選前脫泥環節中，本著對寶貴資源“吃干榨凈”、最大限度回收精煤的原則，不會將原煤脫泥篩篩下水簡單脫水回收摻入中煤，而一般都是先用小直徑旋流器分級后，底流經弧形篩脫水后再返回重介旋流器分選。在實際生產過程中，弧形篩存在喂料不均勻，篩縫堵塞等問題，粗顆粒煤泥夾帶細泥進入重介旋流器，破壞了重介懸浮液系統的穩定性，還降低了懸浮液分選密度，需依靠頻繁分流提密度，導致磁鐵礦粉大量損失；另一方面使部分小于0.25 mm的細粒級煤泥進入合格介質桶，既不能有效分選，又不能及時排出，在系統中循環浸泡，發生再泥化。由于細煤泥與介質的粘附，影響了透篩效果，導致產品帶介多，選煤廠介耗居高不下。

三廠現行粗煤泥分選工藝流程中共同點在于：脫泥篩下煤泥水經過分級旋流器分級后，底流直接進入干擾床分選機分選，脫泥篩篩孔尺寸從0.5 mm增至1.0 mm，可極大改善脫泥效果；杜絕了預先脫除的煤泥再次進入重介分選系統，隨著入選下限的提高，大直徑重介質旋流器的分選性能得到最好發揮，為實現精煤產率最大化創造了極有利條件；重介質系統低煤泥運轉，介質分流量減少，減少了介質在磁選尾礦中的損失，保證了磁選機入料穩定，入料濃度降低，磁選機回收凈化效果達到最佳，實現了低介耗。邯鄲選煤廠精煤磁選尾礦煤泥水經泵送至原煤脫泥篩，用于篩后沖水循環復用，對降低介質消耗也起了很好的作用。

對于邯鄲和高莊選煤廠，粗煤泥分選環節與脫泥重介分選環節同步投入生產，脫介篩在設備選型相對富余，直徑分別為1.2 m和1.4 m的三產品旋流器，后續使用4～5臺脫介篩脫介，平均單臺過煤量少，篩面料層薄，噴水易打透，表面脫介效果好，介質消耗可降至最低。邯鄲選煤廠于2011年以預先脫泥無壓三產品重介旋流器+CSS分選工藝代替原有的跳汰粗選+重介精選工藝，改造前介耗為1.30～1.50 kg/t，改造完成后降低到0.40 kg/t，降耗效果顯著；高莊選煤廠原有的0.90 Mt/a不脫泥三產品重介系統和2014年新建的2.40 Mt/a脫泥重介系統同步生產，前者介耗為0.80 kg/t，后者為0.50 kg/t，選前脫泥與粗煤泥獨立分選的工藝使高莊選煤廠介質單耗明顯降低。

新巨龍選煤廠于2016年增加了粗煤泥獨立分選環節，另外還采取了磁選機滾筒水淋、脫介篩分流箱改造以及固定篩 、脫介篩合格介質段篩板由原來的0.5 mm改為0.75 mm等有效對策，介耗由原先的1.35 kg/t降低到0.6 kg/t左右。

3 結 語

煉焦煤選煤廠粗煤泥單獨分選工藝改造的作用主要在于給重介系統減負，提高重介分選下限，降低重介懸浮液中的煤泥含量，減少分流量，提高磁選機回收性能，進而降低介耗。當然，工藝流程合理順暢，只是實現低介耗的基礎，關鍵在于加強現場管理，從降低技術介耗和管理介耗兩個方面著手，從設備管理 、磁鐵礦粉入廠質量和添加環節、崗位操作水平、脫介篩脫泥篩篩板管理、噴水布置方式和強度等處采取措施，方可達到降耗增效的目的。