馬頭選煤廠九龍生產部提高精煤回收率的工藝優化

姜紅波

(冀中能源峰峰集團有限公司 馬頭洗選廠，河北 邯鄲 056045)

1 概 述

馬頭選煤廠九龍生產部原為九龍礦配套選煤廠，入洗九龍礦優質焦煤，設計能力為1.20 Mt/a。1991年12月投產，原設計采用跳汰粗選+粗精煤重介再選+煤泥直接浮選的工藝流程。2006年7月，集團公司實行專業化管理，將九龍礦選煤廠劃歸馬頭選煤廠，成立馬頭選煤廠九龍生產部(以下簡稱“九龍生產部”)。2009年9月，九龍生產部進行了無壓三產品全重介工藝擴能技改，2010年2月正式投產。技術改造后的選煤工藝為不脫泥不分級無壓三產品重介分選+煤泥直接浮選，原煤入洗能力達到2.10 Mt/a。自投產以來，各項生產技術指標均達到了設計值。但由于浮選精煤灰分高，需要降低重介精煤灰分才能保證最終精煤灰分合格，這種重介精煤背灰現象長期存在，違背了最大回收率原則，同時造成了日益匱乏的優質焦煤資源的浪費。九龍生產部為充分回收焦煤資源，提高效益，自我加壓，對整個選煤工藝流程進行分析研究，致力于解決重介背灰現象，力求按最大回收率原則，爭取企業利益最大化。

2 問題分析

九龍生產部最終精煤由重介精煤、浮選精煤和粗精煤3部分組成，其中重介精煤約占最終精煤量的65%～70%，浮選精煤約占最終精煤量的25%～30%，粗精煤量占最終精煤量約為4%～6%。各自灰分不一，原灰分控制區間為，重介精煤灰分(10.80%～11.50%)，浮選精煤灰分(11.80%～12.50%)，粗精煤灰分受重介精煤灰分影響，一般情況下比重介精煤灰分高0.2%～0.3%。根據最大回收率原則，提高重介精煤灰分是提高精煤回收率的有效途徑。要提高重介精煤灰分，就必須將浮選精煤灰分控制下來。

為了提高精煤回收率，九龍生產部嘗試將浮選精煤灰分控制在12.00%以下，但是生產系統出現浮選尾礦灰分低，浮選抽出率由原來的76.02%降低到69.50%。壓濾尾煤灰分低，尾煤脫水系統壓力急劇增加，循環水水質變差，影響浮選效率，形成惡性循環。

對此現象，九龍生產部對整個選煤工藝系統進行分析(工藝流程見圖1)，發現浮選入料灰分高時可達到30%以上，低時也在22%～24%之間；從圖1可以看出，精煤磁選機尾礦和中煤磁選機尾礦合到一起經截粗后進入浮選原料池，成為浮選入料。

圖1 九龍生產部工藝流程

對此情況，九龍生產部對中磁尾礦和浮選入料進行連續采樣分析，通過對中磁尾礦進行小浮沉檢查，發現中磁尾灰分變化幅度較大，高時可達53%以上，低時可達22%左右，中磁尾小浮沉結果見表1、表2。

表1 2018-12-18夜班中磁尾礦小浮沉

表2 2019-01-26采中磁尾礦小浮沉

從表1可以看出，中磁尾中低灰分煤含量較多，小于1.4 kg/L密度級上浮量達到68.78%，而灰分只有11.97%，完全可以進入浮選，由浮選回收到精煤中去。

從表2可以看出，中磁尾中小于1.4 kg/L密度級上浮量達到31.63%，而灰分只有10.58%，這部分完全可以進入浮選，由浮選回收到精煤中去。但中磁尾灰分高達45.45%，直接摻入精磁尾礦經截粗后成為浮選入料，嚴重影響浮選入料灰分，進而影響浮選效果。

2018年12月份和2019年1月份對中磁尾礦和浮選入料小浮沉試驗結果匯總，見表3。分析表3發現，中磁尾礦灰分變動大，與浮選入料灰分變動成線性關系，說明中磁尾對浮選入料灰分影響較大，如何排出中磁尾中的高灰部分，是解決浮選入料灰分高的關鍵因素。

表3 中磁尾礦和浮選入料小浮沉試驗結果匯總

3 改造方案

經過對洗煤工藝流程分析，九龍生產部決定從兩方面入手解決浮選精煤灰分難以控制的問題：一方面是對中煤磁選尾礦處理工藝進行改造，安裝FBS分選機對中煤磁選尾礦進行分選，輕產物進入浮選入料，重產物進入一段濃縮機；另一方面是新安裝1臺24 m3浮選機，擴大浮選能力，減小浮選通過量，延長浮選時間，提高浮選精度。具體方案如下：

(1)中煤磁選尾礦處理工藝改造，工藝流程見圖2。

圖2 中煤磁選尾礦改造流程

中煤磁選尾礦經水力旋流器分級濃縮后，溢流直接摻入浮選入料，底流進入FBS干擾床分選機進行分選。FBS干擾床分選機溢流灰分在19.00%～21.00%，進入擊打振動弧形篩分級，篩下水摻入浮選入料，篩上物料經過離心脫水后摻入精煤產品；FBS干擾床底流灰分在60%以上，直接進入一段濃縮機。中煤磁選尾礦經過FBS干擾床分選降灰后，排出大部分高灰細泥，然后再摻入浮選入料，浮選入料灰分穩定在20.00%～22.00%。由于FBS干擾床分選需要頂水量25 m3/h左右，又起到降低浮選入料濃度的作用。

(2)增大浮選處理能力，新安裝1臺XJM-24機械攪拌式浮選機，浮選能力大大提升，可有效降低浮選通過量，延長浮選時間，改善浮選效果。新安裝浮選機投入使用后，調試時開3臺浮選機，2臺XJM-16加1臺XJM-24，浮選指標良好，浮選精煤灰分平均每班控制在11.50%～11.80%，浮選尾礦均在65%以上，達到了改造的效果。經過一周時間調整，停開了1臺XJM-16浮選機，浮選精煤灰分和浮選尾礦灰分均控制在理想狀態。單機快速灰分檢查結果見表4。

表4 單機快速灰分檢查結果

4 效果分析

經過對中磁尾礦進行FBS干擾床分選降灰和浮選系統擴能后，取得了預期的效果，一是浮選入料灰分得到有效控制；二是浮選精煤灰分得到有效控制；三是重介精煤灰分得到提高。從2020年6月份月綜合看，浮選入料灰分控制在22.10%，浮選精煤灰分控制在11.82%，重介精煤灰分控制在11.66%，與改造前相比，浮選精煤灰分降低了0.33%，重介精煤灰分提高了0.51%。經測算，精煤回收率提高1.80%，按每年入洗原煤210萬t計算，可多回收精煤3.78萬t/a，按精煤單價1 350元/t計算，可多創效5 103萬元/a。

5 結 語

九龍生產部打破灰分重介精煤低、浮選精煤高的慣性思維，詳細分析選煤工藝流程，從制約降低浮選精煤灰分的關鍵點出發，開創性地選用FBS干擾床分選機降低中磁尾灰分，解決浮選入料灰分高的瓶頸，為降低浮選精煤灰分奠定了基礎，同時新增1臺XJM-24浮選機，為降低浮選精煤灰分提供了分選能力保證，進而為提供重介精煤灰分提供了條件，最大限度的追求精煤回收率提高，為企業創造了可觀的效益。