粗煤泥精細分級技術改造方案探討

仝戰偉

(西山煤電集團 鎮城底礦選煤廠， 山西 太原 030024)

鎮城底礦選煤廠位于山西省古交市鎮城底鎮，隸屬于山西焦煤西山煤電集團，為年設計產能150萬t的礦井型選煤廠，現有兩套全重介分選系統，系統工藝流程均為原煤不脫泥無壓三產品重介旋流器分選，-0.5 mm煤泥采用FJC16-6噴射式浮選機直接浮選。入洗原煤2#、3#及8#煤，產品為十級肥精煤。臺時處理量550 t/h左右，入浮煤泥量約占原煤量的25%，入浮礦漿濃度平均115 g/L，浮選精礦灰分10.5%左右，加藥方式為人工加藥。

1 現存問題分析

鎮城底礦選煤廠現精煤磁尾先經過弧形篩脫水脫泥(弧形篩篩縫為0.5 mm),篩上物進入煤泥離心機脫泥脫水，篩下物進入浮選系統，其工藝流程見圖1.

圖1 現用工藝流程圖

1) 精煤磁尾篩分資料及情況分析。

該廠原弧形篩入料(精煤磁尾水)粒度組成情況見表1. 由表1可以看出，煤泥中主導粒度級為0.25～0.125 mm，占比為33.82%，灰分為15.01%，+0.25 mm粒級的物料累積灰分為8.51%，累積產率為37.40%，高灰細泥占比為28.78%，累積灰分為38.75%，隨著粒度的逐漸降低，各粒度級的灰分逐漸升高，其中-0.045 mm粒度級的灰分達到56.99%，占比為8.56%.

表1 弧形篩入料(精煤磁尾)粒度組成表

由上述篩分實驗數據可以看出,目前重介旋流器分選下限基本為0.25 mm，若0.25～0.5 mm粒度級進入浮選系統，存在重復分選問題。

2) 弧形篩篩下水篩分資料及情況分析。

精煤磁尾弧形篩篩下水直接進入浮選，篩下水粒度組成見表2. 由表2可以看出，+0.5 mm粒度級的占比為3.83%，存在跑粗現象，不利于浮選操作，影響回收率，給洗水平衡增加了壓力。

表2 精煤磁尾弧形篩篩下水粒度組成表

2 解決問題思路

1) 選擇高效分級脫泥設備，實現高效脫泥分級。

2) 窄粒級入浮選，可充分發揮噴射式浮選機的細粒級分選優勢，提高浮選效果。

3) 減少入浮煤泥量，減少藥耗能耗。

4) 實現浮選自動加藥及尾礦灰分檢測，可提高加藥準確性及浮選操作的指導性，降低藥耗，提高浮選抽出率。

5) 減少細泥積聚及跑粗，改善煤泥水系統回收效果。

3 工藝對比

3.1 高效分級脫泥篩分設備對比選擇

1) 旋流器+高頻疊篩。

受精煤磁尾流量(約900 m3/h)的影響，需選擇疊層高頻篩數量較多，因此需增加旋流器濃縮，重介一系統1300/920重介系統選型為1套FX500×3旋流器組+1臺ZKJ1408- D5疊篩高頻振動細篩；重介二系統1100/780重介系統選型為1套FX500×2旋流器組+1臺ZKJ1208-D5疊篩高頻振動細篩。

受廠房空間限制，旋流器無法布置，為保證疊篩的分級效率，需增加約100 m3/h的噴水，進一步增加了洗水平衡壓力。

2) 電磁高頻細篩。

電磁高頻篩工藝布置簡潔，工藝適應性強，脫泥脫水效果優異，為后續設備創造良好的入料條件，分級粒度下限低，分級選擇范圍大,改造工作量小，不影響生產，設備可靠性高，日常維護量小。

3) 弧形篩。

現工藝，精煤磁尾精截粗弧形篩(篩縫0.5 mm)截粗，篩上物進立式煤泥離心機脫水，篩下物去浮選，弧形篩如出現倒角磨損情況，會導致分級粒度提高及分級效率降低，從而導致進入浮選的粒度范圍增加，影響浮選效果。

3.2 細泥脫水設備對比選擇

1) 立式煤泥離心機。

產品水分7%～11%，入料粒度要求<1.5 mm，需要一定空間高度。

2) 臥式振動煤泥離心機。

產品水分12%～16%，入料粒度要求>0.15 mm，入料濃度要求>60%，臥式振動煤泥離心機相較于立式煤泥離心機脫水效果好，需要高度空間低，在水平方向極易實現磨損件更換，維修方便。

3) 臥式沉降過濾離心機。

產品水分14%～24%，入料粒度要求<0.5 mm,入料濃度要求20%～40%，但篩網、螺旋體易磨損，且檢修更換不方便，維修難度較大。

綜上該廠粗煤泥分級選擇電磁高頻細篩+臥式振動煤泥離心機工藝。

4 方案設計

4.1 設計原則

依據該廠原煤資料及現場取樣的試驗結果；國家現行的有關標準和規范。 改造設計本著技術先進、安全可靠、布置合理、節約投資的原則。

4.2 工藝流程

對2臺30-60-20精煤泥弧形篩(316、317)和2臺32-60-20精煤泥弧形篩(316 A、317 A)進行改造，更換為篩縫為0.25 mm的高頻篩，降低浮選入料上限，+0.25 mm部分直接脫水后進入產品倉，-0.25 mm級進入浮選系統，工藝流程見圖2.

圖2 改造后工藝流程圖

5 設備選型計算

目前，在粗煤泥脫泥脫水工藝環節中，應用較好的有DZSN系列三質體智能高頻脫泥篩，具有設備可靠性高，日常維護量小，細粒透篩率高，不跑粗，不跑水，篩網使用壽命長等特點，因此建議選擇該設備。DZSN2833三質體智能高頻脫泥篩技術特征見表3.

表3 DZSN2833三質體智能高頻脫泥篩技術特征表

316、317精煤泥弧形篩入料煤泥水量500 m3/h，入料濃度150 g/L，入料煤泥量75 t/h，分級粒度0.25 mm.

316A、317A精煤泥弧形篩入料煤泥水量400 m3/h，入料濃度150 g/L，入料煤泥量60 t/h，分級粒度0.25 mm.

由DZSN2833三質體智能高頻泥篩技術特征可知，每臺處理量為40 t/h，所以316、317兩臺弧形篩改造需要2臺；316A、317A兩臺弧形篩改造需要2臺，共需4臺。

另需要配套的臥式振動煤泥離心機2臺。

6 投資概算

每臺DZSN2833三質體智能高頻脫泥篩價格21.85萬元，4臺合計87.4萬元，基建+安裝費共需6.8萬元；2臺臥式振動煤泥離心機共需104萬元(含安裝費)。

故改造共需投資:87.4+6.8+104=198.2萬元

7 經濟效益分析

現精煤磁尾中煤泥(-0.5 mm)占原煤23%，精煤磁尾進入浮選中+0.25 mm占33.77%，年入洗原煤按150萬t，精煤按1 500元/t，煤泥按50元/t計：

1) 增加粗煤泥分選后，回收率得到提高，精煤磁尾-0.5 mm和-0.25 mm粒級小浮選試驗結果對比見表4.

表4 小浮選試驗結果表

分級后篩分效率按90%計算，能減少浮選入料量33.77%×90%=30.39%，進入浮選的量69.61%. 由表4可知，-0.25 mm粒級浮選精煤回收率為73.66%，則分級后浮精回收率為51.27%. 綜合回收率為30.39%+73.66%×69.61%=81.66%，較分級前81.25%提高約0.4%.

可提高經濟效益：

150×23%×0.4%×(1 500-50)=200.1萬元

2) 增加粗煤泥分選后，浮選煤泥量減少150×23%×30.39%=10.48萬t，而仲辛醇及煤油按1∶4折合單價5 900元/t，干煤泥藥劑消耗0.9 kg/t，按減少煤泥量藥劑消耗的一半計算，則年節約藥劑費用27.82萬元。

3) 弧形篩篩板年更換32塊，單價6 325元，而每臺DZSN系列三質體智能高頻脫泥篩篩網每年約2.4萬元，因此節約配件費用為10.64萬元。合計年增收效益為238.56萬元。投資回收期為9個月。

8 結 論

采用電磁高頻細篩+臥式振動煤泥離心機對粗煤泥分選工藝進行優化：

1) 提高精煤磁尾的脫泥效率，避免粗煤泥重復分選。2) 減少浮選入料中粗粒級物料的含量，實現浮選減量化和窄粒級化，減少藥耗，優化浮選效果。3) 因高頻篩篩網使用壽命較長，在降低材料消耗的同時，有效降低檢修作業量。4) 減少細泥積聚及跑粗，改善煤泥水系統回收效果。5) 投資回收期僅為9個月，創造可觀經濟效益。