高效脫泥設(shè)備在陽城煤礦選煤廠的應(yīng)用

代現(xiàn)法，張光偉，賈存瑞，葛家君，夏亮亮，翟德平，郭利健

(1.濟(jì)寧礦業(yè)集團(tuán)有限公司 陽城煤礦選煤廠，山東 濟(jì)寧 272004；2.威海市海王旋流器有限公司，山東 威海 264203)

陽城煤礦選煤廠隸屬于濟(jì)寧礦業(yè)集團(tuán)有限公司，是設(shè)計(jì)年處理能力2.00 Mt的煉焦型選煤廠。設(shè)計(jì)采用跳汰主洗+粗煤泥FBS分選機(jī)分選+煤泥浮選的聯(lián)合分選流程。入洗原煤經(jīng)SKT型跳汰機(jī)分選后，中煤矸石經(jīng)斗提機(jī)預(yù)脫水后作為中煤和矸石產(chǎn)品，精煤經(jīng)高頻脫水篩+離心機(jī)脫水后作為精煤產(chǎn)品。

陽城煤電選煤廠的精煤產(chǎn)品由跳汰精煤、粗精煤泥和浮選精煤三部分組成。在現(xiàn)場生產(chǎn)過程中，粗精煤泥部分灰分在10%～13%的指標(biāo)范圍內(nèi)波動(dòng)，為保證總精煤灰分9.5%以內(nèi)的指標(biāo)，跳汰精煤需為粗精煤泥“背灰”，其灰分通常控制在8.8%以下。隨著入洗原煤的煤泥量日益增加，如何實(shí)現(xiàn)粗精煤泥部分的高效降灰成為現(xiàn)場選煤工作亟待解決的問題之一。

1 現(xiàn)狀分析

陽城煤礦選煤廠粗煤泥分選工藝為：精煤離心機(jī)離心液和跳汰精煤篩下水進(jìn)入角錐預(yù)濃縮后，角錐底流經(jīng)泵送至分級(jí)濃縮旋流器分級(jí)；分級(jí)濃縮旋流器底流經(jīng)FBS分選后，溢流經(jīng)煤泥弧形篩+煤泥離心機(jī)脫泥脫水后作為粗精煤產(chǎn)品，F(xiàn)BS底流經(jīng)高頻篩脫水后作為中煤產(chǎn)品；分級(jí)濃縮旋流器溢流、煤泥弧形篩篩下和煤泥離心機(jī)離心液給入浮選系統(tǒng)。

對(duì)原有弧形篩的入料及產(chǎn)品進(jìn)行粒度組成分析，分析數(shù)據(jù)見表1。

表1 弧形篩入料及產(chǎn)品粒度組成分析

通過表1數(shù)據(jù)可以看出，弧形篩入料(FBS溢流)中高灰細(xì)泥集中在小于0.15 mm粒級(jí)，小于0.15 mm粒級(jí)累計(jì)產(chǎn)率29.87%、累計(jì)灰分為55.04%；從弧形篩篩上數(shù)據(jù)可知，弧形篩篩上夾細(xì)情況嚴(yán)重，其中0.15～0.074 mm粒級(jí)約占7.66%，灰分為28.89%，小于0.074 mm部分灰分可達(dá)70.93%，為篩上精煤灰分超標(biāo)的主要因素；在粗精煤泥灰分難以保證的同時(shí)，篩下跑粗問題也將導(dǎo)致后續(xù)浮選環(huán)節(jié)回收困難的問題，大于0.5 mm部分占比8.48%，0.5～0.25 mm粒級(jí)占比31.79%，兩部分均為合格灰分粒級(jí)，若將該部分在截粗環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)有效回收，可有效避免其重復(fù)分選的問題，在保證粗精煤灰分的同時(shí)，可降低浮選環(huán)節(jié)的處理壓力，避免大于0.5 mm超限粒級(jí)在浮選尾煤中的損失，可大大降低現(xiàn)場生產(chǎn)成本，提高現(xiàn)場綜合經(jīng)濟(jì)效益。

2 高效脫泥設(shè)備選擇

針對(duì)弧形篩存在的問題，借鑒其他現(xiàn)場的成功改造案例，決定采用海王ZKJ系列疊層高頻細(xì)篩對(duì)原煤泥弧形篩進(jìn)行改造替換。

海王ZKJ系列疊層高頻細(xì)篩是借助雙振動(dòng)器同時(shí)工作產(chǎn)生的直線激振力，借助二次造漿作用，實(shí)現(xiàn)細(xì)顆粒高效透篩，完成粗細(xì)顆粒高效分級(jí)的機(jī)械設(shè)備。在現(xiàn)場運(yùn)行中具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊、單位占地面積處理能力大、分級(jí)效率高和運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)。

ZKJ系列疊層高頻細(xì)篩可實(shí)現(xiàn)三至五路并聯(lián)給礦，充分利用廠房地面空間的同時(shí)，可適應(yīng)不同廠房高度限制的問題。篩框采用橡膠彈簧懸掛支撐，運(yùn)行期間噪音低、功耗小，設(shè)備動(dòng)載荷小，因此對(duì)安裝基礎(chǔ)沒有過高要求，降低了廠房改造的安裝成本及基礎(chǔ)限制。

綜合陽城煤礦選煤廠現(xiàn)場廠房空間及工藝需求，經(jīng)研究討論后，決定將FBS溢流通過2臺(tái)3層ZKJ系列1408疊篩進(jìn)行高效脫泥降灰。設(shè)備安裝設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊，在保證原工藝流程的前提下，設(shè)備及管路改動(dòng)均控制在較低工程量范圍，降低了安裝難度，節(jié)約了改造時(shí)間。

3 運(yùn)行效果分析

安裝完成后，對(duì)疊層高頻振動(dòng)細(xì)篩的入料、篩上和篩下產(chǎn)品的粒度組成進(jìn)行了分析，數(shù)據(jù)分別如表2～表4所示。

表2 疊篩入料粒度組成分析

表3 疊篩篩上粒度組成分析

表4 疊篩篩下粒度組成分析

與原煤泥弧形篩數(shù)據(jù)(表1)對(duì)比可以看出，疊層高頻振動(dòng)細(xì)篩運(yùn)行期間，粗精煤泥中小于0.15 mm粒級(jí)高灰細(xì)泥含量由原來的18.67%降低至2.26%，篩下產(chǎn)品中大于0.5 mm粒級(jí)含量由8.48%降低至0.55%，大于0.25 mm粒級(jí)含量也由40.27%降低至13.41%，在有效保證粗精煤泥灰分小于9.5%的前提下，大大降低了浮選入料量，有效避免了浮選尾煤中粗粒精煤損失的問題。

根據(jù)表2～表4數(shù)據(jù)，結(jié)合《煤用篩分設(shè)備工藝性能評(píng)定方法》(GB/T 15716-2005)，對(duì)比原系統(tǒng)精煤泥弧形篩和ZKJ1408-D5疊層高頻振動(dòng)細(xì)篩的篩上篩下產(chǎn)品產(chǎn)率、分級(jí)效率等指標(biāo)(如表5所示)，繪制其分配曲線，見圖1。

表5 弧形篩及疊篩運(yùn)行指標(biāo)對(duì)比

圖1 弧形篩、疊篩分配曲線

從表5可以看出，疊篩的篩上產(chǎn)品灰分遠(yuǎn)低于弧形篩篩上產(chǎn)品灰分，篩上產(chǎn)率較之前提高了約15%，篩下跑粗情況也有了明顯的改善。當(dāng)分級(jí)粒度為0.25 mm時(shí)，分級(jí)效率可達(dá)78.15%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過弧形篩的分級(jí)效率。

從圖1可以看出，疊篩的分配粒度約為0.25 mm，弧形篩的分配粒度約為0.5 mm，疊篩具有更低的平均可能誤差，分選精度遠(yuǎn)高于弧形篩。

4 結(jié) 語

陽城煤礦選煤廠通過采用ZKJ1408-D3疊層高頻振動(dòng)細(xì)篩對(duì)粗煤泥回收系統(tǒng)進(jìn)行技改，解決了粗精煤泥灰分波動(dòng)問題，保證了粗精煤泥的灰分指標(biāo)，跳汰主洗系統(tǒng)不再為粗煤泥“背灰”，主洗部分可提高精煤灰分，大大提高主洗部分精煤產(chǎn)率；同時(shí)，浮選系統(tǒng)入料得到有效控制，避免了部分大于0.25 mm粒級(jí)粗煤泥的重復(fù)分選及大于0.5 mm粗粒精煤損失問題，降低了浮選成本，煤泥產(chǎn)品發(fā)熱量也從10.46 MJ/kg降低至8.37 MJ/kg左右，大大提高了現(xiàn)場的精煤產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益。

經(jīng)現(xiàn)場統(tǒng)計(jì)，設(shè)備投用后每天可多回收精煤約40 t，年可增效約1 200余萬元。