選煤廠介質回收系統改造優化研究

賈寶龍

（山西焦煤西山煤電馬蘭礦選煤廠， 山西 古交 030200）

引言

山西某選煤廠經過技術改造現洗選能力已達到120 萬t/年，主要洗選焦煤，洗選工藝為手選排矸+重介旋流器分選+煤泥浮選，主要洗選設備為重介旋流器（型號3NWX900/700）。現階段選煤廠生產時介質消耗量平均在2.15 kg/t，在2019 年6 月介質消耗量曾達到2.45 kg/t，介質消耗過高從而直接增加選煤廠生產成本，因此應對介質回收系統進行針對性改造。

1 介質回收系統

具體選煤廠介質回收系統運行時涉及到的設備有重介質旋流器、弧形篩等，具體流程見圖1、設備規格見表1[1-3]。

弧形篩篩下物、直線篩合介段篩下物料為合格介質直接進入合介桶循環利用；直線篩下的稀介質通過磁選機將介質回收，其中精礦進入合介桶、尾礦進入中矸磁以及精磁尾桶；分流由精煤弧形篩下合介分流、精煤直線振動篩合介段以及中煤弧形篩下合介段分流組成，分別進入到1 號、2 號精煤磁選機及3 號中矸磁選機。

圖1 回收流程

表1 設備規格

2 介質回收系統存在的問題

2.1 矸石帶介量大

選煤廠洗選的焦煤具有含矸量、含泥高，精煤產率低等特點，原煤中矸石含量一般在40%～46%、精煤產率在22%～30%。在正常洗選時原煤洗選量穩定在240 t/h，洗選得到的精煤、中煤中介質量分別為0.28 kg/t、0.56 kg/t，在允許范圍內；由于脫介篩上矸石較厚、達到100 mm，矸石帶介量較高，達到2.53 kg/t，矸石帶介量率較高，約為50%，具體統計得到的各產品帶介情況見表2。

2.2 磁選機磁選效果不佳

選煤廠洗選的原煤較為破碎、末煤占比高，原煤中煤泥含量占比在20%～35%，煤泥含量較高。同時選煤廠精煤脫介弧形篩、直線篩篩縫在0.75 mm，部分煤泥通過篩縫進入到合介桶內。為了確保合介中磁性物含量，工作人員強化了介質分流，并增加磁選機入料濃度。當入料濃度大于30%時，磁選機分選效率有所降低，其中入料濃度為35%、40%時，磁選效率分別為99.88%、99.72%；入料濃度在20%～30%時，磁選效率可達99.9%。

表2 產品帶介情況 kg/t

2.3 跑介明顯

受合介桶空間限制分選系統采用人工加介，但存在加介效率低、勞動強度大等問題。后采用受煤坑加介，但受到磁鐵粉結塊、加介速度過快等因素影響，存在一定的跑介問題[4]。

3 介質回收系統的改進措施

3.1 優化配煤方式

原煤中矸石含量較大從而導致無法完全脫介，因此在原煤洗選時應依據產品指標需要，進行多種原煤配合入選[5]。在進行配煤時不僅需要考慮產品的指標同時還應考慮原煤矸石含量。通過合理配煤降低洗選原煤中矸石含量，降低脫介篩上矸石層厚度，從而使得矸石充分脫介，降低介質消耗。

3.2 增加矸石篩噴淋水

對矸石篩噴淋水系統進行改造，具體將原有的2 排噴淋水管路改成4 排，通過增加噴淋水量來達到降低介質消耗的目的。改造完成后，矸石帶介量由2.53 kg/t 下降至 1.15 kg/t，效果顯著。

3.3 改造介質分流系統

在介質分流系統中僅在精煤弧形篩下有一道合介分流進入到1 號精煤磁選機。合介桶內的煤泥含量相對較高磁性物含量低，為確保合介中磁性物含量在標準范圍內，分流閥開啟度達到90%，雖然合介中磁性物含量滿足要求，但是1 號磁選機入料濃度達到30%，從而在一定程度上降低磁選機回收率。因此，需要對介質分流系統進行升級改造。具體是在原煤分選系統中增加布置兩套分流系統將精煤直線振動脫介篩篩下合介分流至2 號精煤磁選機、一套將中煤弧形篩篩下合介介質分流至3 號中矸磁選機，通過增加分流系統從而降低1 號精煤磁選機壓力，提升介質回收效果。

此外將磁選機的偏角減小2°～3°，角度調整后磁系弧面向尾礦側偏移，從而使得筒體吸附更多的磁性顆粒，增加介質回收率。

3.4 改造脫介弧形篩板

由于洗選的原煤含泥量高，經脫介篩處理后合介桶內煤泥含量仍較大，分析主要是由于脫介篩篩縫過大（0.75 mm）?，F場試發現，將脫介篩篩縫由0.75 mm 縮小至 0.55 mm、0.40 mm 后，合介桶內煤泥含量由44.58%分別降低至32.62%、28.54%，其中脫介篩篩縫縮小至0.40 mm 時效果較為明顯。隨著合介桶內煤泥含量降低，合流閥開啟度由90%下降至40%～65%，精煤磁選機入料濃度也由30%下降至24%，磁選機磁選效率有所提升。

3.5 強化加介管理

3.5.1 介質入庫管理

由于選煤廠洗選的原煤中煤泥（含原生及次生）含量一般在25%以上，在確保浮選液密度穩定的前提下適當放寬介質粒度要求，增加粗粒度鐵磁粉使用量?，F場采用粗、細兩種鐵磁粉，細磁粉中粒徑在0.045 mm 以下的介質占比在90%以上、粗磁粉中粒徑在0.045 mm 以上的介質含量占比在75%以上[6-7]。

使用的介質水分應控制在8.5%～9.5%間，但實際采購的介質水分含量在10%～11%間、水分偏高，在后續采購時應對介質水分進行重點管控。

3.5.2 介質添加管理

1）適當增加合介桶容積，將合介桶高度由原本的4.5 m 增加至5.2 m，改造后合介桶容量提升8.8 m3，加介頻率也有原本的1～2 d/次縮小至2～3 d/次。

2）在冬季加介時，若發現磁鐵粉出現結塊現象時則應先進行破碎，確保粒度基礎上再添加。

3）在添加介質時將原本的煤、介質混合添加方式改為單加介質方式，介質添加速度由40 t/h 縮小至20 t/h，從而確保磁鐵粉可被介質回收系統有效回收。

4 改造效果分析

對選煤廠介質回收系統進行改造后，選煤廠介質消耗量降低至1.0 kg/t，介質回收率增加約45%。選煤廠按照120 萬t/年的洗選能力計算，對介質回收系統改造后每年可增加介質回收量約1 380 t，介質單價按照700 元/t 計算，年可降低生產成本約96.6 萬元。

5 結論

1）選煤廠分選系統中分選介質消耗量過大不僅會增加煤炭洗選成本，而且在一定程度上會降低選煤廠分選系統運行效率。在對選煤廠生產特點以及分選的原煤特點分析的基礎上，對分選系統介質消耗量過大原因進行分析，主要是由于分選原煤含泥量過高、磁選機運行效率偏低、加介方式不合理等原因造成。

2）對選煤廠介質回收系統進行改造，具體改造措施為：優化配煤降低洗選原煤含量量、矸石篩噴淋水降低矸石帶介量、增加分流系統、縮小脫介弧形篩板篩縫間距以及強化加介管理等。

3）改造完成后，介質消耗量由改造前的2.15 kg/t縮小至1.0 kg/t，介質消耗率降低幅度達到53.5%，可節省介質消耗約1 380 t/年、節省投入約96.6 萬元，改造取得顯著成果。