李雅莊選煤廠降低粗精煤泥灰分的可行性分析

孫友彬

(霍州煤電集團(tuán)公司 洗煤加工部， 山西 霍州 031400)

霍州煤電集團(tuán)李雅莊選煤廠設(shè)計(jì)入洗能力為330萬(wàn)t/年，共有2套生產(chǎn)系統(tǒng)，主要入洗李雅莊、干河等礦原煤。主要生產(chǎn)工藝為+50 mm塊煤重介淺槽分選預(yù)先排矸，50～0.5 mm末煤無(wú)壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選，-0.5 mm細(xì)煤泥直接浮選。

李雅莊選煤廠目前生產(chǎn)10級(jí)精煤產(chǎn)品，精煤產(chǎn)品要求灰分為9.51%～10.00%. 精煤產(chǎn)品由重介精煤(灰分9.1%～9.5%、質(zhì)量占比60%～70%)、粗精煤泥(灰分13%～17%、質(zhì)量占比10%)、浮選精煤(灰分11%～12%、質(zhì)量占比20%)3部分組成，粗精煤泥和浮選精煤灰分偏高，尤其是粗精煤泥灰分偏高且不穩(wěn)定。為保證銷(xiāo)售精煤產(chǎn)品質(zhì)量合格，現(xiàn)場(chǎng)只能采取降低重介精煤灰分的措施，由此導(dǎo)致重介系統(tǒng)精煤“背灰”，降低了總精煤產(chǎn)率，影響企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

1 粗煤泥灰分偏高原因

李雅莊選煤廠現(xiàn)粗精煤泥回收工藝見(jiàn)圖1. 精煤磁選機(jī)尾礦經(jīng)水力濃縮旋流器分級(jí)后，底流進(jìn)入高頻篩和離心機(jī)脫水摻入精煤；溢流及高頻篩下水和離心液進(jìn)入浮選回收。兩套系統(tǒng)各自使用一套粗精煤泥回收系統(tǒng)，每套系統(tǒng)分別使用2臺(tái)型號(hào)為GPS2041高頻篩。

圖1 粗精煤泥回收工藝流程圖

為了了解粗精煤泥灰分偏高的原因，依據(jù)GB/T 477—2008《煤炭篩分試驗(yàn)方法》對(duì)粗煤泥回收系統(tǒng)各物料進(jìn)行0.25 mm篩分試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表1.

由表1可知，精煤磁選機(jī)尾礦經(jīng)水力分級(jí)旋流器分級(jí)回收后，+0.25 mm粒級(jí)含量從25.87%降低到19.94%，粗煤泥得到較好回收；-0.25 mm粒級(jí)含量從74.13%降低為11.62%，絕大多數(shù)細(xì)泥被脫除，說(shuō)明水力分級(jí)旋流器分級(jí)效果較好。旋流器底流經(jīng)高頻篩脫泥后，篩上-0.25 mm粒級(jí)含量從11.62%降低為6.80%，此部分脫泥效果不明顯，細(xì)泥含量較高，同時(shí)灰分較高，影響最終粗精煤產(chǎn)品質(zhì)量。

表1 粗精煤泥回收系統(tǒng)數(shù)質(zhì)量指標(biāo)情況表

對(duì)高頻篩篩上物進(jìn)行篩分試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表2. 由表2可知，水力旋流器底流經(jīng)高頻篩脫泥后，高頻篩篩上物料總灰分為15.11%，其中+0.25 mm粒級(jí)占比73.47%，灰分為9.79%，符合銷(xiāo)售精煤灰分指標(biāo)；0.125～0.074 mm粒級(jí)和-0.074 mm粒級(jí)分別占比3.42%和7.57%，灰分分別為34.47%和63.18%，隨著粒度減小，灰分逐漸升高；-0.125 mm粒級(jí)占比10.99%，灰分達(dá)到54.25%，遠(yuǎn)高于最終精煤產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)要求。表明高頻篩的篩分效率較低，對(duì)物料中-0.125 mm粒級(jí)高灰細(xì)泥無(wú)法有效脫除，是導(dǎo)致粗精煤泥灰分超標(biāo)的主要原因。

表2 高頻篩篩上物篩分試驗(yàn)表

2 解決方案

由上述分析可知，粗精煤泥灰分偏高主要是高頻篩篩分效率較低導(dǎo)致的。將目前在用的高頻篩更換為更為高效的脫泥篩是切實(shí)可行的方案。通過(guò)調(diào)研[1-3]，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況，計(jì)劃選用FT-HVS-1520型疊層高頻篩代替現(xiàn)有高頻篩，實(shí)現(xiàn)脫泥降灰。

2.1 疊層高頻篩原理

疊層高頻篩是一種借助于篩面高頻振動(dòng)力和物料重力，實(shí)現(xiàn)按物料粒度進(jìn)行分級(jí)的高效篩分設(shè)備[1]. 主要由料漿分料器、喂料器、頂部篩箱、底部篩箱、高頻振動(dòng)電機(jī)、篩下產(chǎn)品收集槽、篩上產(chǎn)品收集料斗、框架等部分組成，疊層高頻篩的結(jié)構(gòu)組成見(jiàn)圖2.

圖2 疊層高頻篩結(jié)構(gòu)組成圖

其主要特點(diǎn)[2-6]有以下幾個(gè)方面：

1) 分級(jí)效率達(dá)到70%～80%，遠(yuǎn)高于高頻篩30%左右的篩分效率；篩孔采用錐形孔設(shè)計(jì)，不易堵孔，分級(jí)粒度為0.3～0.074 mm；篩機(jī)配置了低電耗的強(qiáng)力雙激振電機(jī)、浮動(dòng)式篩框和全封閉式振動(dòng)器，經(jīng)浮動(dòng)抗剪切橡膠彈簧傳遞給固定篩框的動(dòng)負(fù)荷僅為5%～10%，振動(dòng)力的90%以上全部轉(zhuǎn)化為篩分振動(dòng)力，因此可實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)粒級(jí)物料的高效分級(jí)。

2) 篩面采用高開(kāi)孔率聚氨酯精細(xì)篩網(wǎng)，開(kāi)孔率達(dá)到32%以上；篩網(wǎng)采用整體成型技術(shù)一次成型，并采用高強(qiáng)纖維增加強(qiáng)度，提高了篩網(wǎng)的使用壽命。

3) 設(shè)備可靠性高，篩機(jī)參振部件全部采用哈克釘拉鉚，高頻振動(dòng)電機(jī)采用原裝進(jìn)口italvibras電機(jī)，篩機(jī)所有金屬部件采用噴砂-聚脲工藝進(jìn)行防腐處理，保證了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。

2.2 疊層高頻篩篩分試驗(yàn)

利用疊層高頻篩試驗(yàn)機(jī)對(duì)該廠水力分級(jí)旋流器底流(即高頻篩入料)進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表3.

表3 疊層高頻篩篩分試驗(yàn)表

由表3可見(jiàn)，在入料煤泥灰分升高的前提下，疊篩篩上物料灰分降低至10.59%，比使用高頻篩篩上物料灰分降低了4.52%，其中-0.125 mm粒級(jí)占比由10.99%降低到2.95%，高灰細(xì)泥脫除效果明顯；篩上物料經(jīng)離心機(jī)脫水后，灰分能夠達(dá)到10%左右，基本實(shí)現(xiàn)與重介系統(tǒng)同級(jí)別生產(chǎn)。篩下物料灰分由原來(lái)的28.86%提高到51.61%.篩下物料中+0.25 mm粒級(jí)占比由原來(lái)的19.43%減少到4.5%，粗精煤泥損失減少。根據(jù)GB/T15716-2005《煤用篩分設(shè)備工藝性能評(píng)定辦法》，計(jì)算疊層高頻篩篩分效率為79.78%.

3 經(jīng)濟(jì)效益分析

根據(jù)李雅莊選煤廠工藝實(shí)際，采用2臺(tái)FT-HVS-1520型疊層高頻篩代替現(xiàn)有4臺(tái)高頻篩，預(yù)計(jì)設(shè)備購(gòu)置費(fèi)160萬(wàn)元，原有設(shè)備拆除、土建、安裝費(fèi)用約30萬(wàn)元，附屬溜槽、管路等費(fèi)用約20萬(wàn)元，項(xiàng)目總成本預(yù)計(jì)210萬(wàn)元。

項(xiàng)目完成后，可使粗精煤泥灰分降低至10%左右，減輕重介精煤“背灰”問(wèn)題帶來(lái)的影響，提高精煤產(chǎn)率。根據(jù)入洗原煤的可選性曲線資料計(jì)算，預(yù)計(jì)改造完成后精煤產(chǎn)率約提高0.2%，中煤產(chǎn)率降低0.2%.

年入洗原煤按300萬(wàn)t計(jì)算，精煤價(jià)格按1 500元/t，中煤價(jià)格按500元/t，年增加收入約為300×0.2%×(1 500-500)=600萬(wàn)元，運(yùn)行成本與現(xiàn)有工藝情況基本相同，當(dāng)年增加經(jīng)濟(jì)效益600-210=390萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益可觀。

4 結(jié) 語(yǔ)

粗精煤泥回收系統(tǒng)精煤灰分偏高、高頻篩篩分效率偏低是選煤廠粗精煤泥回收系統(tǒng)存在的常見(jiàn)問(wèn)題。分析表明，李雅莊選煤廠采用疊層高頻篩代替現(xiàn)有高頻篩，能夠進(jìn)一步優(yōu)化現(xiàn)有工藝系統(tǒng)，明顯降低粗精煤泥灰分，有效解決重介系統(tǒng)“背灰”問(wèn)題，提高選煤廠總體分選效率，預(yù)計(jì)改造完成后可提高精煤產(chǎn)率0.2%，增加經(jīng)濟(jì)效益600萬(wàn)元/年，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。