隆安煤業選煤廠選煤系統改造工藝實踐

王會英

（晉能控股煤業集團，山西 太原 030001）

1 工程概況

隆安煤業主要可采煤層為8、11上、11下和13號煤層，8 號煤為氣煤，11上和11下號煤均為氣煤及少量的 1/2 中粘煤和弱粘煤，13 號煤為弱粘、1/2中粘、氣煤。隆安煤業選煤廠年處理能力1.80 Mt，塊煤采用重介淺槽分選，末煤采用有壓兩產品重介旋流器分選，精煤產品為動力煤。2013 年以來，動力煤價格不斷下行，導致煤礦的效益隨之下降，甚至出現成本倒掛的情況。因此，改進洗選工藝，優化精煤產品，提升礦井經濟效益十分迫切。

2 可選性分析

2.1 煤質特征

8 號煤原煤灰分36.62%，全硫0.37%，揮發分40.50%；浮煤灰分9.27%，全硫0.64%，揮發分39.05%，粘結79，Y 值12 mm，屬于氣煤。11 號煤原煤灰分17.40%，全硫2.68%，揮發分36.93%；浮煤灰分6.98%，全硫1.47%，揮發分35.04%，粘結66，Y 值10 mm，屬于氣煤。兩層煤相比，8 號煤灰分、粘結指數較高，有機硫含量較高，輕產品硫分高，重產品硫分較低；11 號煤相反，輕產品硫分較低，重產品硫分較高，兩層煤指標互補，從產品質量指標控制的角度來看適合配洗。

2.2 可選性分析

對礦井原煤浮沉[1-2]資料進行分析，可知：（1）-1.4 kg/l 密 度 級 產 率41.73%， 綜 合 灰 分10.27%，是主導密度級；（2）中間密度級（1.4～2.0 kg/l）含量少；（3）+2.0 kg/l 密度級為較純的矸石，灰分達到75.09%；（4）浮沉煤泥灰分較原煤灰分低，矸石泥化現象不嚴重。

由圖1（a）200～13 mm 粒度原煤可選性曲線分析可知：（1）分選密度1.7 kg/l 時，理論精煤產率為64.98%，精煤灰分15.65%；扣輕產物后，±0.1含量10.88%，可選性為中等可選；（2）分選密度1.8 kg/l 時，理論精煤產率為70.39%，精煤灰分17.76%；扣輕產物后，±0.1 含量 10.31%，可選性為中等可選。

由圖1（b）13～1.5 mm 粒度原煤可選性曲線分析可知：（1）分選密度1.7 kg/l 時，理論精煤產率為71.04%，精煤灰分14.33%；扣輕產物后，±0.1含量11.17%，可選性為中等可選；（2）分選密度1.8 kg/l 時，理論精煤產率為76.21%，精煤灰分16.21%；扣輕產物后，±0.1 含量 9.82%，可選性為易選。

圖1 可選性分析曲線

3 改造方案

3.1 產品結構

根據對8 號和11 號煤質特征的分析可知，經洗選排矸后不僅可作為優質的動力電煤銷售，同時可以配洗后作為煉焦配煤使用。具體方案如下：

（1）礦井生產8 號和11 號煤時，可經過配洗后生產煉焦配煤和動力煤。① 煉焦配煤為洗精煤和中煤兩種，洗精煤粒度50～0.25 mm，灰分Ad≤10.5%，全水Mt≤11%；中煤粒度 50～0.25 mm，灰分Ad≤28%，全水Mt≤10%；② 出動力煤：混煤，粒度50～0.25 mm，灰分Ad≤19%，全水Mt≤10%。

（2）礦井生產13 號煤時，出動力煤。為混煤，粒度50～0.25 mm，灰分Ad≤19%，全水Mt≤10%。

3.2 選煤工藝

隆安選煤廠現在的洗選系統如下：（1）通過重介淺槽對200～13 mm 塊煤進行分選；（2）通過脫泥有壓兩產品重介旋流器對13～1.0 mm 末煤進行分選；（3）采用粗煤泥弧形篩和煤泥離心機對1.0～0.25 mm 末煤進行脫水；（4）采用快開壓濾機對0.25～0 mm 煤泥進行脫水回收。本次改造需在現有洗選系統的基礎上，新增一套兩產品旋流器再選系統和一套粗煤泥分選系統。結合目前國內外相關洗選方法及設備，采用兩產品重介質旋流器[3-4]對50～1.5 mm 物料進行再選，采用TBS 對1.5～0.25 mm 物料進行分選。

改造后，將淺槽精煤及旋流器精煤破碎后再洗，出煉焦配煤精煤及中煤兩種產品，原有的淺槽及旋流器分選作為排矸作業，同時新增一套三產品TBS分選系統[5]，對粗煤泥進行分選。改造系統分為：精煤再洗系統、粗煤泥分選系統、裝車系統改造等。工藝流程詳細說明如下：

（1）50×1.5 mm 重介旋流器再選

重介淺槽分選及一段旋流器洗選出的精煤，首先要進行脫介，通過聯合精煤脫介篩進行脫介，脫介后的精煤再經過刮板輸送機輸送至新建的再洗車間；進入再洗車間后先進行破碎，之后通過二段再洗重介旋流器進行分選，形成精煤和中煤兩種產品；之后則需要對該兩種產品進行脫水和脫介，采用弧形篩和雙通道脫介篩；之后需對脫水和脫介的精煤和中煤進行進一步脫水，本次脫水采用離心機實現；再之后則可進入精煤和中煤皮帶。

為降低成本，提高介質的使用率，在精煤再選系統中，設置了介質循環系統。通過設置于精煤弧形篩下的分流系統，可將分流出的一部分合格介質與脫介篩的篩下的合介段物料返回旋流器混料桶，作為合格介質循環使用；另一部分合格介質則進入稀介質桶，之后泵送至磁選機進行回收。

（2）1.5×0.25 mm 級粗煤泥分選

經過精煤再選系統后，-1.5mm 粗煤泥首先進入分級旋流器進行分級，之后進入三產品TBS 分選機，通過分選形成精煤、中煤和矸石三種產品。分選后的精煤和中煤經脫水后分別摻入再洗旋流器精煤和洗混煤，采用弧形篩和離心脫水機對精煤進行脫水，采用高頻篩對中煤進行脫水，矸石則進入矸石皮帶。通過濃縮機處理煤泥弧形篩篩下水、煤泥離心液和分級旋流器溢流。

3.3 設備選型

本次改造主要包括以下設備：（1）篩分設備，精中煤雙通道聯合脫介篩選用1 臺3.6 m×6.1 m 單層香蕉振動篩，篩孔為1.5 mm，可實現精煤、中煤聯合脫介雙重功能，選型量富裕，可以有效應對煤質變差等情況；（2）分選設備，再選分選設備選用1 臺直徑為1.2 m 進口重介旋流器，入料粒度為50×1.5 mm；（3）破碎機，精煤破碎機選用1 臺2PGL 500X1500 國產雙齒輥破碎機；（4）離心脫水機，末精煤離心機選用國產直徑1400 mm 型離心機；（5）磁選機，介質回收選用1 臺48"×10'磁選機，確保磁選效率＞99.8%。

4 效果分析

對選煤廠進行改造后，選煤廠新增在籍人數17人，新增系統全員功效為332 t/日。礦井生產8 號和11 號煤時，可通過分選配煤生產出兩種煉焦配煤，分別為洗精煤和中煤，新增煉焦配煤占生產產品煤量約25%。隆安煤業年生產能力為1.2 Mt/a，動力煤按照綜合售價250 元，煉焦配煤按照綜合售價600 元計算，每年可新增收入1.05 億元，經濟效益顯著。

5 結語

結合隆安煤業煤種煤質情況，通過煤質特性及可選性分析，在現有洗選系統生產動力煤的基礎上，通過新增一套兩產品旋流器再選系統和一套粗煤泥分選系統，對原洗選系統進行改造，將原洗選系統生產精煤進行再洗，產品中含25%的煉焦配煤，可有效提升礦井經濟效益。