木瓜界選煤廠擴(kuò)建工程工藝特色

劉常春

（中煤平朔集團(tuán)有限公司煤炭洗選中心，山西朔州 036006）

1 木瓜界現(xiàn)有選煤廠簡(jiǎn)介

木瓜界現(xiàn)有選煤廠生產(chǎn)能力為8.0 Mt／a，洗選工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，僅對(duì)大于25 mm塊原煤進(jìn)行分選槽重介質(zhì)排矸，選后產(chǎn)品與小于25 mm篩下末原煤混合作為產(chǎn)品銷售。在遇到井工煤水分較大時(shí)，為了保證分級(jí)效率，連續(xù)生產(chǎn)，原煤分級(jí)篩需要更換成篩孔為50 mm的篩板，這樣就產(chǎn)生了大量小于50 mm粒級(jí)原煤（占比約為70%）。大于50 mm塊原煤雖然經(jīng)過(guò)分選槽重介質(zhì)排矸，但因精煤量少（占比約10%），混煤產(chǎn)品的質(zhì)量嚴(yán)重不達(dá)標(biāo)，難以銷售。發(fā)運(yùn)到港口的產(chǎn)品也是單堆單放，給公司的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)造成很大困難，浪費(fèi)了資源。

2 擴(kuò)建工程介紹

針對(duì)井工煤質(zhì)變差的情況，為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，打開(kāi)銷售路徑，滿足市場(chǎng)需求，對(duì)木瓜界選煤廠進(jìn)行了改擴(kuò)建。選煤廠擴(kuò)建工程位于木瓜界現(xiàn)有選煤廠工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)，服務(wù)于平朔集團(tuán)三號(hào)井工礦和井東礦，為礦井型選煤廠。三號(hào)井工礦和井東礦的生產(chǎn)能力均為10.0 Mt／a，兩個(gè)礦總生產(chǎn)能力為20.0 Mt／a。 木瓜界現(xiàn)有選煤廠［1-3]生產(chǎn)能力為 8.0 Mt／a，選煤廠擴(kuò)建工程的設(shè)計(jì)能力為17.0 Mt／a。

三號(hào)井工礦4號(hào)煤毛煤灰分36.37%，硫分0.55%；9號(hào)煤毛煤灰分30.66%，硫分1.27%。井東礦4號(hào)煤毛煤灰分36.42%，硫分0.55%；9號(hào)煤毛煤灰分29.21%，硫分1.49%。因9號(hào)煤的硫分較高，單獨(dú)入洗后的產(chǎn)品硫分依然不能滿足市場(chǎng)需求。根據(jù)原煤篩分浮沉實(shí)驗(yàn)測(cè)算，兩個(gè)煤層混合入洗比例為1∶1時(shí)，混合原煤硫分為0.99%，通過(guò)洗選加工排除其中大部分無(wú)機(jī)硫，可以降低產(chǎn)品硫分。木爪界選煤廠入廠原煤灰分較高，發(fā)熱量較低，煤種屬氣煤和長(zhǎng)焰煤，主要用作動(dòng)力煤。原煤可選性為極難選或難選，為了提高精煤回收率，獲取最大經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也為保證產(chǎn)品質(zhì)量，選煤廠擴(kuò)建工程采用原煤分級(jí)入洗，塊末煤重介質(zhì)主再洗的選煤工藝［4，5]。此工藝與安家?guī)X、安太堡選煤廠的選煤工藝一致。

選后產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及質(zhì)量要求如下：

塊精煤（三八塊）：粒度為30～80 mm，Ad不大于 14%，Qnet，ar大于 20929.2 kJ／kg；

精煤（優(yōu)質(zhì)動(dòng)力煤）：Ad不大于 14%，Qnet，ar大于 20929.2 kJ／kg；

洗混煤：Ad不大于37%，收到基低位發(fā)熱量Qnet，ar在 18836.3 kJ／kg 左右。

3 選煤廠擴(kuò)建工程洗選系統(tǒng)工藝特色

重介質(zhì)選煤工藝目前被大量應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外選煤廠，其主要優(yōu)點(diǎn)是分選效率高，入選粒度范圍寬，生產(chǎn)控制易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等［6-8]。木瓜界選煤廠擴(kuò)建工程洗選系統(tǒng)同樣采用了重介質(zhì)選煤工藝。三號(hào)井工礦和井東礦的毛煤經(jīng)礦內(nèi)一次破碎和選煤廠的二次破碎，將毛煤粒度控制在150 mm以下，然后進(jìn)行分級(jí)入洗。選煤工藝為：150～13 mm粒級(jí)塊原煤采用重介質(zhì)淺槽分選機(jī)主再選，13～1.0 mm粒級(jí)末原煤采用重介質(zhì)旋流器主再選，1.0～0.25 mm粒級(jí)粗煤泥采用TBS干擾床分選機(jī)分選，小于0.25 mm粒級(jí)細(xì)煤泥不分選，煤泥沉降濃縮后采用加壓過(guò)濾機(jī)回收。與同類動(dòng)力煤重介質(zhì)選煤廠選煤工藝相比，具有許多優(yōu)點(diǎn)和特色。選煤廠擴(kuò)建工程原則工藝流程如圖1所示。

圖1 選煤廠擴(kuò)建工程原則工藝流程示意

3.1 洗選工藝靈活性

選煤廠擴(kuò)建工程洗選系統(tǒng)的原煤入洗工藝靈活，主要有6種不同洗選組合，分別為：

（1）塊末煤全部入洗；

（2）塊煤主再洗、末煤主洗不再洗；

（3）塊煤主再洗、末煤不洗；

（4）塊煤主洗不再洗、末煤主再洗；

（5）塊煤主洗不再洗、末煤不洗；

（6）塊末煤主洗不再洗。

這6種不同洗選組合的優(yōu)缺點(diǎn)如下。

（1）塊末煤全部入洗。

優(yōu)點(diǎn)：正常情況下，所有原煤均需入洗。塊原煤和末原煤均主再洗，可穩(wěn)定三八塊和優(yōu)質(zhì)動(dòng)力煤產(chǎn)品質(zhì)量，提高洗混煤產(chǎn)品質(zhì)量。

缺點(diǎn)：全部設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)營(yíng)成本高，選煤廠潛在故障率高，生產(chǎn)所需的巡視人員多，煤泥水量大，煤泥水系統(tǒng)負(fù)荷重。

（2）塊煤主再洗、末煤主洗不再洗。

優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)塊原煤質(zhì)量較差，而末原煤質(zhì)量較好時(shí)，開(kāi)啟塊原煤主再洗系統(tǒng)和末原煤主洗系統(tǒng)。生產(chǎn)時(shí)，通過(guò)調(diào)控末煤主選系統(tǒng)的分選密度進(jìn)行排矸分選。此種生產(chǎn)方式下，三八塊質(zhì)量穩(wěn)定。因末煤再洗系統(tǒng)的設(shè)備不運(yùn)轉(zhuǎn)，噸煤能耗相對(duì)下降，次生煤泥量相對(duì)下降，煤泥水系統(tǒng)負(fù)荷相對(duì)降低。

缺點(diǎn)：設(shè)備幾乎全部運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)營(yíng)成本高，選煤廠潛在故障率高，生產(chǎn)所需的巡視人員多。

（3）塊煤主再洗、末煤不洗。

優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)塊原煤質(zhì)量較差，而末原煤質(zhì)量好時(shí)，僅開(kāi)啟塊原煤主再洗系統(tǒng)，而末原煤全部旁路，故原生煤泥進(jìn)入洗選系統(tǒng)的量較少，洗選產(chǎn)生的次生煤泥量也較少，煤泥水系統(tǒng)負(fù)荷低。由于末煤系統(tǒng)不運(yùn)轉(zhuǎn)，噸煤能耗低，運(yùn)營(yíng)成本低。

缺點(diǎn)：因末原煤旁路，洗混煤產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。

（4）塊煤主洗不再洗、末煤主再洗。

優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)塊原煤質(zhì)量較好、末原煤質(zhì)量相對(duì)較差時(shí)，開(kāi)啟塊煤主洗系統(tǒng)和末煤主再洗系統(tǒng)，塊煤再洗系統(tǒng)不開(kāi)。生產(chǎn)時(shí)，通過(guò)調(diào)控塊煤主洗系統(tǒng)的分選密度實(shí)現(xiàn)排矸分選。

缺點(diǎn)：僅塊煤再洗系統(tǒng)不運(yùn)轉(zhuǎn)，其余設(shè)備全部運(yùn)轉(zhuǎn)，故運(yùn)營(yíng)成本高，選煤廠潛在故障率高，生產(chǎn)所需的巡視人員多，煤泥水量大，煤泥水系統(tǒng)負(fù)荷重。

（5）塊煤主洗不再洗、末煤不洗。

優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)塊原煤和末原煤質(zhì)量較好時(shí)，僅開(kāi)啟塊煤主洗系統(tǒng)，塊煤再洗系統(tǒng)、末煤主再洗系統(tǒng)均不開(kāi)啟。此種生產(chǎn)方式下，主廠房中大部分設(shè)備均不運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，噸煤能耗低、選煤廠潛在故障率低，噸煤運(yùn)營(yíng)成本低。

缺點(diǎn)：對(duì)原煤質(zhì)量依賴高，當(dāng)原煤質(zhì)量不穩(wěn)定時(shí)，產(chǎn)品質(zhì)量隨之波動(dòng)。

（6）塊末煤主洗不再洗。

優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)原煤質(zhì)量較好時(shí)，可僅開(kāi)啟塊煤主洗系統(tǒng)和末煤主洗系統(tǒng)，塊煤再洗系統(tǒng)和末煤再洗系統(tǒng)不開(kāi)。生產(chǎn)時(shí)，通過(guò)調(diào)控塊煤主洗系統(tǒng)和末煤主洗系統(tǒng)的分選密度進(jìn)行排矸分選。此種生產(chǎn)方式下，主廠房中約一半設(shè)備不運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，噸煤能耗低，選煤廠潛在故障率低，噸煤運(yùn)營(yíng)成本低。

缺點(diǎn)：對(duì)原煤質(zhì)量依賴較高，當(dāng)原煤質(zhì)量不穩(wěn)定時(shí)，產(chǎn)品質(zhì)量隨之波動(dòng)。

3.2 煤泥處理方式

無(wú)論是哪種選煤工藝，煤泥水處理環(huán)節(jié)都是選煤廠建設(shè)中投資最大的工藝環(huán)節(jié)，也是選煤廠生產(chǎn)和管理中最重要的系統(tǒng)，幾乎涉及選煤廠生產(chǎn)系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，其建設(shè)、運(yùn)行和管理的好壞直接關(guān)系到選煤廠的經(jīng)濟(jì)效益［9-11]。

選煤廠擴(kuò)建工程在最初的設(shè)計(jì)階段就非常重視洗選系統(tǒng)的煤泥水處理環(huán)節(jié)，并在后期試運(yùn)行階段對(duì)此進(jìn)行了升級(jí)改造，使得該廠煤泥水處理環(huán)節(jié)相對(duì)容易、靈活。具體如下：

（1）在塊末煤全部入洗情況下，煤泥量大，煤泥水量也較大。通過(guò)增加1.0～0.25 mm粗煤泥TBS干擾床分選機(jī)分選工藝，降低了原煤洗選粒度下限，有利于穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，提高選煤廠經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)，減輕了濃縮機(jī)和細(xì)煤泥回收設(shè)備的負(fù)荷。

（2）當(dāng)煤泥質(zhì)量較好或者煤泥量較少時(shí)，TBS干擾分選機(jī)可以不開(kāi)啟。此時(shí)，分級(jí)旋流器的底流有三種走向：① 直接進(jìn)入高頻篩，脫水后進(jìn)入中煤膠帶；②進(jìn)入高頻篩脫水后進(jìn)入矸石膠帶（這種走向一般只在煤泥量相當(dāng)少時(shí)或矸石作為矸石電廠燃料煤熱值不夠需配一定比例的煤泥時(shí)選取）；③經(jīng)入弧形篩、離心機(jī)脫水后進(jìn)入精煤膠帶。

（3）加壓過(guò)濾車間處理的細(xì)煤泥也有3種走向：①進(jìn)入到精煤膠帶；② 進(jìn)入到中煤膠帶；③單獨(dú)落地就地銷售。細(xì)煤泥走向的靈活性為調(diào)節(jié)產(chǎn)品的質(zhì)量提供了不同選擇。

4 結(jié) 論

木瓜界選煤廠擴(kuò)建工程的洗選系統(tǒng)工藝靈活，根據(jù)煤質(zhì)變化情況及市場(chǎng)需求組織不同的生產(chǎn)方式。入廠原煤采用分級(jí)洗選方式，塊煤和末煤的洗選系統(tǒng)均為重介質(zhì)主再洗工藝。塊煤重介質(zhì)洗選系統(tǒng)既可開(kāi)啟主再選系統(tǒng)，也可僅開(kāi)啟主洗系統(tǒng)，末煤重介質(zhì)洗選系統(tǒng)同樣如此。粗煤泥TBS分選系統(tǒng)可與重介質(zhì)洗選系統(tǒng)任一生產(chǎn)方式配合，此外，粗煤泥還可不經(jīng)TBS分選直接旁路。細(xì)煤泥可摻入精煤、洗混煤或單獨(dú)落地就地銷售。各系統(tǒng)切換靈活、簡(jiǎn)單，具有分選精度高、經(jīng)濟(jì)效益好、系統(tǒng)可靠、自動(dòng)化程度高、對(duì)煤質(zhì)變化及產(chǎn)品質(zhì)量要求的適應(yīng)性強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，可為有類似洗選問(wèn)題的選煤廠改擴(kuò)建提供參考。