粗煤泥回收系統改進

安弘毅

（冀中能源峰峰集團 馬頭洗選廠，河北 邯鄲 056045）

0 引 言

隨著煤礦機械化開采程度的不斷提高，入選原煤中煤粉含量隨之增加，選煤廠可以實現＜0.3 mm煤的有效分選，＞0.3 mm 粗煤泥在浮選過程中極易因氣泡的攜載能力不足而損失在尾礦中，因此解決粗煤泥分選回收問題日顯迫切，這也是困擾選煤界的重要問題。粗煤泥是指粒度介于重選有效分選粒度下限和浮選有效分選粒度上限之間的部分煤泥，根據國家標準GB/T7186-1998 中的定義，粗煤泥的粒度近于煤泥，通常在0.3～0.5 mm 以上，屬于不宜用浮選處理的顆粒。近幾年，隨著對粗煤泥分選技術的關注，選煤界更多的將粒度在0.3～2.0 mm 的煤泥定義為粗煤泥。浮選不能有效回收＞0.5 mm 級煤泥，原則上要求進入浮選系統的入料濃度＜0.5 mm，才能達到良好分選效果。

粗煤泥根據來源分為原生粗煤泥、破碎粗煤泥和次生粗煤泥3 種。根據選煤工藝中所分離出的途徑不同，可分為原煤脫泥產生的粗煤泥和重介或跳汰分選過的粗煤泥2 種。

粗煤泥的存在給選煤廠浮選系統增加了負荷，利用粗煤泥回收系統來給浮選系統減負，改善浮選效果，降低生產成本。因此，粗煤泥回收處理工藝是否完善、合理，對洗煤產品水分、浮選效果、以及洗煤成本都有較大的影響。

1 粗煤泥回收系統現狀

1.1 粗煤泥回收工藝現狀

我國的選煤工藝流程基本上是兩段（重介或跳汰+浮選）選煤模式。而我國細煤粒煤多，多采用三段選煤工藝，即在重介或跳汰和浮選之間增加粗煤泥分選環節。

目前峰峰集團馬頭洗選廠原煤浮選工藝為，原煤破碎至50 mm 以下粒度進入重介旋流器，分選出精煤經過弧形篩、直線振動篩分級。篩下煤泥水經過磁選機脫介，產生的精煤泥進入角錐池，角錐池溢流進浮選系統，角錐池底流經過1 號水池泵送至擊打弧形篩和電磁振網篩進行煤泥分級，篩下煤泥水進入角錐溢流，篩上粗精煤進入離心機進行脫水。

原煤浮選工藝流程示意如圖1 所示。

圖1 原煤浮選工藝流程Fig.1 Rawcoal flotation process

原粗煤泥回收工藝為，入角錐池的煤泥水先經過浮選系統，再通過角水池泵送至擊打弧形篩和電磁振網篩進行煤泥分級、離心機脫水回收精煤，由于洗選廠弧形篩和離心機處理能力偏小，煤泥回收效果不佳。

原粗煤泥回收工藝流程圖如圖2 所示。

圖2 粗煤泥回收原工藝流程Fig.2 Original process flowof coarse slime recovery

1.2 粗煤泥回收設備現狀

馬頭洗選廠粗煤泥系統有4 臺擊打弧形篩、2臺電磁振網篩、3 臺粗煤泥脫水離心機。原煤中粉煤含量增加后，粗煤泥弧形篩、脫水離心機均超出原設計處理能力，尤其是離心機脫水能力很不足，嚴重影響了精煤銷售水分含量指標。另外在生產停機前，必須打空角錐池物料，因擊打弧形篩數量少，停車等待時間較長，洗選系統能源消耗高，設備運行成本高。

2 粗煤泥回收系統改進措施

2.1 粗煤泥回收系統工藝改進

精煤磁選機產生的精磁尾礦通過角水池泵送至擊打弧形篩和電磁振網篩進行煤泥分級，產生的篩下煤泥水進浮選系統。改進后的粗煤泥回收工藝流程示意如圖3 所示。

圖3 粗煤泥回收新工藝流程Fig.3 Newprocess flowof coarse slime recovery

2.2 粗煤泥回收系統設備改進

2.2.1 優化粗煤泥篩

（1）篩體的選擇。粗煤泥分級常用設備有振網篩和擊打弧形篩，擊打弧形篩分級過程是精礦首先進入弧形篩的入料箱，然后利用自重落至篩網上并沿弧形篩網下流，精礦中的水分透過篩網實現分離。配置的篩面是不銹鋼材質，篩面切角大、透篩分級效果好、泄水效率高。采用擊打器振動方式，擊打器不僅結構簡單、占地面積小、便于維修。

（2）弧形篩安裝傾角的確定。篩面傾角的大小對弧形篩的生產效率和篩分效率有著密切關系，生產能力取決于物料沿篩面的運動速度，但運動速度過大對弧形篩的篩分和泄水效率是不利的，因此安裝傾角范圍的確定需結合泵揚程、入料量、篩面橫截面積等參數，保證弧形篩篩分和泄水效率同時，使生產率最大化。經過計算及實際試用情況，安裝傾角確定為60°。

（3）弧形篩入料管道直徑確定。弧形篩入料管道直徑大小直接關系著弧形篩的工作效率大小，太大容易造成弧形篩超負荷工作，甚至造成弧形篩運行癱瘓；太小使粗煤泥入料速度低，弧形篩設備工作效率低，經計算、觀察馬頭洗選廠弧形篩生產情況，分析確定該洗選廠弧形篩入料管道直徑偏小，因此加大弧形篩入料管道直徑，以解決原有粗煤泥弧形篩入料箱因容量低，入料速度高，造成的煤泥向篩邦外濺、泄水透篩效果差的問題。

2.2.2 提高泥漿泵流量

馬頭洗選廠角錐池泥漿泵為潛水渣漿泵，型號為150ZJ-I-A50，額定流量為150 m3/h，電機功率為50 kW，該潛水渣漿泵為水泵與電機同軸一體，工作時通過電機軸帶動水泵葉輪旋轉，將能量傳遞給漿體介質，使之產生一定的流速，帶動固體物流動，實現漿體的輸送。由于該洗選廠粗煤泥漿濃度較大，在實際應用時，發現泵抽水電機功率不足，抽水能力偏小，因此采取將1 號水池2 臺上料泵原有的50 kW 6 級電機更換成75 kW 4 級電機，將泥漿泵抽水能力進行了提高，渣漿泵流量提升為200 m3/h 左右。

2.2.3 提高離心機設備脫水能力

為解決該洗選廠離心機脫水能力不足問題，粗煤泥回收系統增加了1 臺新離心機，該離心機型號為LLL720*400BⅡ；性能參數為，回收煤泥水粒度大于0.15 mm，入料濃度大于50%（按入料計），處理能力10～15 t/h（按入料計），產品外在水分12%～16%。

離心機為LLL 系列立式螺旋卸料離心機，是一種新型高效的粗煤泥脫水回收設備。該離心機利用機械旋轉產生的離心力，實現固液混合物分離，具體工作原理為煤泥通過離心機入料口，經布料盤進入篩籃與螺旋轉子之間的空間。在離心力的作用下，水和小的顆粒（離心液）透過物料層，穿過篩網，沿上蓋流入機座上部的集水槽內，然后通過設在機座兩側的排液管排出機外；煤粒則保持在篩籃內側，因螺旋卸料轉子與篩籃之間有一轉速差，螺旋卸料轉子就將煤粒從篩網上刮下，并將其推送至篩籃底部，從而把脫水后的煤泥（脫水產品）卸到機器下邊的收料漏斗里。

2.2.4 提高系統篩分處理能力

浮選截粗效果，該洗選廠增加了2 臺自制弧形篩。

3 改進效果

3.1 離心機設備脫水能力改進

離心機設備脫水能力改進，使該洗選廠洗精煤水分含量由粗煤泥回收系統改進前的日平均17.18%降為14.42%。設備改進前的精煤水分含量統計表見表1，設備改進后的精煤水分含量統計表見表2。

表1 設備改進前的精煤水分含量統計Table 1 Moisture content statistics of clean coal before equipment improvement

表2 設備改進后的精煤水分含量統計Table 2 Moisture content statistics of clean coal after equipment improvement

3.2 浮選效率

增大1 號水池2 臺上料泵流量，使工廠浮選系統效率提高了15%。

3.3 洗煤成本

增加2 臺弧形篩，浮選截粗效果明顯，浮選入料濃度下降，噸煤浮選藥劑使用量減少了11%左右。浮選產量提高，噸煤電耗降低6.5%，設備機物料消耗噸煤降低8%。洗噸煤綜合成本降低12%左右。

4 結 語

機械化開采程度提高后，原煤中粉煤含量增加，洗選廠原粗煤泥脫水回收系統弧形篩、離心機往往能力不足，需進行設備生產能力技術改造。