霍爾辛赫選煤廠降低重介淺槽分選的經濟技術分析

李 軍

（山煤集團煤業管理有限公司,山西 太原 030006）

霍爾辛赫選煤廠隸屬于霍爾辛赫煤業有限責任公司，設計處理量300 Mt/a，經 2013 年技術改造后產能擴建為500 Mt/a。洗煤廠位于霍爾辛赫礦井工業場地內，是一座礦井型動力煤選煤廠。霍爾辛赫礦井所產毛煤全部入洗該洗煤廠，服務年限與礦井同為61.5 年。霍爾辛赫選煤廠在長期的運營中發現，其主要存在的原煤入洗率和精煤產出率都較低的兩個問題是一直制約洗煤廠經濟效益的關鍵點。同樣影響選煤廠經濟效益的問題還包括由于混末煤灰分較高，導致發熱量不足。對此，本文以對霍爾辛赫選煤廠工藝改造為例，通過對該動力煤選煤廠的洗選工藝的分析研究，并在經濟效益方面進行了對比后，最終得到了提高末煤入洗比的準確研究，對類似洗煤廠的進一步提升有一定的借鑒意義。

1 霍爾辛赫洗煤廠生產概況

1.1 工藝流程

霍爾辛赫選煤廠設計洗選工藝流程為：重介淺槽分選機+有壓三產品重介旋流器（預先脫泥）+粗煤泥螺旋分選機+細煤泥濃縮壓濾。首先，原煤從礦井運輸皮帶運送進入固定分級篩（Φ200 mm）進行預篩分工作，無法通過分級篩上的原煤在手選后進入破碎機中破碎；其次，此部分原煤在破碎后與分級篩下（0～200 mm）原煤一起進入二級分級篩 （Φ13 mm）完成干濕分級環節；分級完成后的13～200 mm 粒級煤進入重介淺槽分選，50～200 mm洗大塊、13～50 mm 洗混塊，分別運至所匹配的塊倉；-13 mm 的末煤全部入洗，細煤泥經濃縮池沉淀后采用快開壓濾機脫水回收或進行浮選，最終成為混末煤產品。

1.2 最終產品

霍爾辛赫洗煤廠最終商品煤銷售包括精煤（末精煤、塊精煤）、混煤、煤泥及矸石等品種。其中，精煤發熱量介于 20.09 MJ/kg＜Qnet,ar＜20.93 MJ/kg 之間；混煤發熱量較低于精煤，15.9 MJ/kg＜ Qnet,ar＜16.7 MJ/kg；煤泥及矸石利用價值較低，通常情況下做棄用處理。

1.3 存在問題

霍爾辛赫洗煤廠投產至今，產品質量一直受到灰分、水分、原煤含矸量“三高”的影響，疊加原煤入洗率、精煤回收率“兩低”的原因，導致洗煤廠經濟效益欠佳。目前正值從國家到地方對環保管理力度不斷加大，對居民用煤進行限制，部分地方政府（長治市城區）通過補貼引導居民使用潔凈焦炭，主要塊煤終端用戶減少，洗煤廠的利潤進一步受到擠壓。

2 洗選方案的確定

根據選煤廠目前工藝條件，從生產過程、商品煤結構、商品煤市場信息等方面考慮，結合國家政策及環保對燃煤質量的要求，本文將針對提高原煤入洗率、精煤回收率和精煤熱量三方面來對本廠進行工藝升級與改造，并提出方案：將重介淺槽入料下限由原先的13 mm 降為6 mm，即固定分級篩尺寸調整為6～200 mm，將調整后的入洗方案與原工藝進行經濟效益比較，如圖1。

圖1 塊煤分選分析流程圖

3 洗選方案可行性研究論證

本文中對霍爾辛赫原煤可選性分析研究的資料以《山西霍爾辛赫煤業有限責任公司可采煤層可選性試驗報告》與《山西霍爾辛赫煤業有限責任公司選煤廠精煤產品結構優化技術改造項目可研報告》為主要數據來源。原煤篩分試驗表見表1。

3.1 霍爾辛赫洗煤廠原煤可選性曲線圖

本文將分別對粒級 200～13 mm、200～6 mm 的原煤進行入洗篩分，并繪制可選性試驗曲線圖，如圖2。

表1 霍爾辛赫洗煤廠原煤篩分試驗表

圖2 原煤可選性曲線圖

由圖2 對比可知：不論篩分粒級的大小，當分選密度小于1.5 g/mL 時，原煤可選性難度都較大，且差別很小；當分選密度達到或超過1.5 g/mL 時，原煤可選性難度將大幅降低。據此建議洗煤廠將重介淺槽的分選密度設定在1.5～1.9 g/mL 較為合理。

3.2 塊煤洗選可行性分析

分 別 對 6～200 mm 和 13～200 mm 的 浮 沉 資料進行分析可知，由于重介淺槽的分選粒級的降低，6～200 mm 中浮沉組成中低密度物含量相較于13～200 mm 粒級更高，對于精煤回收率的提升更加顯著，同時矸石含量也有所提升，這將對排矸效果有促進作用。最終產品結構成分比較見表2。

如表2 所示，霍爾辛赫洗煤廠終端產品共有四種，即精煤、混末煤、煤泥與矸石。經洗選后，無論產品粒度大小，各產品發熱量相差不大。兩種方案中，精煤發熱量最高，均在20 MJ/kg 以上；混末煤發熱量略高于原煤，在15 MJ/kg 以上；煤泥最小，低于10 MJ/kg，而且灰分、水分偏高；矸石基本上無發熱量，直接排棄。通過對比發現，相較于原方案，新方案的精煤洗出率顯著提高，混末煤洗出率則呈下降趨勢。

3.3 方案經濟效益論證

霍爾辛赫洗煤廠財務報表顯示，在原有系統工藝下，企業每年約虧損556.8 萬元，更新+6 mm 款煤重介淺槽后，精煤洗出率由原先的34.02%提高到45.87%，產量提高至0.6 MT/a，矸石與煤泥產出率幾乎沒有變化，混末煤洗出率則下降15.27%。精煤價格按215 元/t 計算，混末煤價格按115 元/t 進行計算，洗煤廠每年可實現3 153.6 萬元的利潤，此方案的改造成本約為3000 萬元。最終產品經濟效益對比見表3。

表2 最終產品結構成分比較

表3 最終產品經濟效益對比

4 結論及建議

原煤入洗率偏低、精煤回收率不高一直是目前動力煤洗煤廠普遍面臨的問題，疊加末煤灰分高、水分高、熱量不足的因素，一直制約著洗煤廠的經濟效益。本文在對霍爾辛赫洗煤廠進行充分研究后發現，在其洗煤工藝方面進行結構優化和設備改造，將有效地解決該問題，具體總結如下：

（1）對比兩種方案，精煤熱量均在20 MJ/kg以上；混末煤發熱量略高于原煤，在15 MJ/kg 以上；煤泥最小，低于10 MJ/kg，而且灰分、水分偏高；矸石基本上無發熱量，通常情況直接排棄。

（2）重介淺槽入料分選下限由13 mm 降低為6 mm 之后，塊精煤產出率提高了15.28%，產量提升0.6 Mt/a。

（3）在原有設備工藝下，該洗煤廠約虧損556.8 萬元/年，設備工藝更新后，洗煤廠每年可實現3 153.6 萬元的利潤。