干擾床煤泥分選工藝優化改善粗煤泥回收率

陳 斌

（山西焦煤西山煤電西曲礦選煤廠，山西 太原 030200）

引言

選煤廠是對原煤進行分選、洗選的場所，能夠降低原煤中的矸石率，保證煤炭的精煤率，從而提高煤炭的銷售價格。在煤炭洗選過程中，煤泥不可避免的副產物。對煤泥的合理處理不僅能夠減小資源的浪費，而且能夠提高精煤的產量，緩解洗選環節中的重選和浮選系統的壓力，因此對煤泥進行回收是非常有必要的[1]。在對煤泥進行回收的工藝中，煤泥回收率低是當前的主要問題。因此，本文將重點結合實際情況對煤泥分選工藝進行優化，最終達到改善粗煤泥回收率的目的。

1 現狀分析

本文所研究選煤廠的生產能力為270 萬t/a，該選煤廠所采用的分選工藝以重介質分選與浮選相結合的方式，運輸至選煤廠的原煤經分級、手選和破碎處理后進入洗選系統中，在洗選過程中經歷了通過固定篩和脫泥篩的脫泥處理后，再通過分級旋流器對脫泥處理后的原煤進行分級處理；而后通過脫介、脫水的處理后對原煤進行分類，最終形成精煤、中煤和煤矸石。在洗選過程中所得浮選尾煤還需進行濃縮、壓濾和脫水處理，最終得到煤泥產品[2]。目前，上述洗選工藝流程中脫泥篩脫除的粗煤泥的回收率非常低。除此之外，上述分選模式還存在如下問題：

1）隨著入料煤炭粒度的減小，采用當前的洗選工藝導致分選精度降低，導致精煤中的灰分值較高，間接的降低了精煤的產率；

2）由于煤泥在三產品重介質旋流器中得不到有效的分選，導致煤泥的遺留量不斷增加，從而為其配套的磁選機的數量也增加，能耗增加；

3）當粗煤泥進入浮選裝置進行浮選操作時，為了保證最終精煤的產率，需要加大藥劑的用量，從而導致通過浮選工藝所得到精煤的灰分增加；

4）當前分選工藝中配套的脫泥篩孔的直徑較小，導致脫泥篩的效率降低，為了保證脫泥篩的效率，需要增加脫泥篩的數量，導致該分選工藝越發復雜[3]。

綜上所述，導致能耗增加、精煤中灰分增加且分選工藝復雜的根本原因為粗煤泥無法有效回收導致粗煤泥量增加。因此。急需對煤泥分選工藝進行優化，重點通過增加煤泥回收系統，提高粗煤泥的回收率解決上述問題。

2 分選工藝優化的核心設計

結合當前選煤廠所面臨的粗煤泥回收率低的問題，并為適應選煤廠當前的生產工藝，可通過采用干擾床的方式達到增加粗煤泥的回收率的效果。

因此，在原洗選工藝流程的基礎上為其配套基于干擾床的分選工藝流程是本次改造的關鍵。而對于干擾床而言，可以分為傳統干擾床和阻尼干擾床。阻尼干擾床在某種程度上是在傳統干擾床結構基礎上進行改造的成果，其主要改造方式為在傳統干擾床的內部增加配套的阻尼塊，從而增加傳統干擾床中流體速度的目的[4]。結合實踐應用和理論，傳統干擾床和阻尼干擾床的分選效果對比，如表1 所示。

表1 傳統干擾床和阻尼干擾床的分選效果對比

對比表1 中傳統干擾床和阻尼干擾床的分選效果，從精煤產率、精煤灰分比、尾煤產率以及分選精度等指標均呈現為阻尼干擾床優于傳統干擾床的狀態，而且兩種干擾床在尾煤灰分比參數相近。因此，最終確定采用阻尼干擾床實現對煤泥回收功能，最終達到改善煤泥回收率的目的。

3 干擾床粗煤泥分選工藝的改造

結合該選煤廠所洗選原煤的煤炭性質，主要表現為原煤中的細粒煤占比較高。雖然在原洗選工藝中增加了基于阻尼干擾的分選環節，但是如果仍然采用重介-浮選洗選工藝流程，會嚴重影響整個洗選工藝改造后脫泥、磁選以及分選的作業效率，而且對應的整體分選工藝也相對復雜[5]。

因此，為了保證分選工藝改造后的工藝在達到改善粗煤泥回收率目的的基礎上增加脫泥、磁選和分選的作業效率，簡化分選工藝，還需對原分選工藝進行改造。改造后的分選工藝流程，如圖1 所示。

圖1 基于阻尼干擾床改造后的粗煤泥分選工藝流程

如圖1 所示，基于阻尼干擾床的分選工藝減少了原分選工藝中涉及到的弧形脫水篩和變頻脫水篩改進為采用高頻篩進行脫水操作，將二級脫泥篩簡化為一級脫泥篩，達到了簡化分選工藝流程的目的。同時，將高頻篩的篩孔直徑增大，大大降低了脫水篩的工作負荷。

通過實踐表明，采用改造后的分選工藝粗煤泥的回收率由之前的30.45%提高到50.4%。同時，改造后的分選工藝還能夠減小介質的消耗，減小浮選藥劑的消耗，增加洗煤廠的處理能力，具體分析如下：

1）采用基于阻尼干擾床的分選工藝后選煤廠的處理能力從270 萬t/a 增加為300 萬t/a，按照每噸原煤600 元計算，直接帶來的經濟效益可達1 800 萬元；

2）采用基于阻尼干擾床的分選工藝在對原煤進行分選中所消耗的介質從2.6 kg/t 降低為1 kg/t；結合改造后選煤廠的處理能力為300 萬t/a，按照每噸介質1 000 元計算，則每年可節約介質的費用約為480萬元；

3）采用基于阻尼干擾床的分選工藝在對原煤進行分選中所消耗的藥劑從0.4 kg/t 降低為0.2 kg/t；結合改造后選煤廠的處理能力為300 萬t/a，按照每噸藥劑8 000 元計算，則每年可節約藥劑的費用約為480 萬元。

4 結語

選煤廠為對原煤進行洗選的場所，在實際洗選過程中煤泥為不可避免的產物，煤泥回收不及時且回收效率不高極易導致煤泥量增加，從而導致洗選效率降低對應的成本增加。本文采用阻尼干擾床對重介+浮選的洗選工藝流程進行改造，經改造后可知：基于阻尼干擾床的分選工藝可直接提升煤泥回收率，每年可節約介質的費用約480 萬元，可節約藥劑的費用為480 萬元，可直接帶來的經濟效益為1 800 萬元。