選煤廠粗煤泥系統(tǒng)優(yōu)化改造研究

武春磊

（晉能集團(tuán)泰山隆安煤業(yè)有限公司， 山西 保德 036600）

0 引言

山西某選煤廠洗選能力為150 萬(wàn)t/a，入選原煤煤質(zhì)以煤泥含量較高的貧瘦煤為主，現(xiàn)采用的洗選工藝為預(yù)先脫泥、重介旋流器分選、煤泥浮選兩段分選。隨著礦井采掘深度不斷增加以及開(kāi)采煤層地質(zhì)條件更趨復(fù)雜，選煤廠入選的原煤中細(xì)煤泥含量不斷增加，其中原煤中原生煤泥量、煤泥灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別可達(dá)到40%～50%、22%～26%。選煤廠入選原煤灰分高、煤泥含量大等不僅導(dǎo)致重介系統(tǒng)介質(zhì)消耗量大、處理能力降低，而且影響后續(xù)浮選效率及產(chǎn)品品質(zhì)。為此，選煤廠結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況對(duì)優(yōu)化改造煤泥回收系統(tǒng)，通過(guò)增添粗煤泥FBS2400 分選系統(tǒng)，將煤泥二次浮選兩段分選工藝改為三段分選工藝，達(dá)到增加精煤產(chǎn)品產(chǎn)率、提高選煤廠生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益目的。

1 選煤廠粗煤泥回收工藝分析

1.1 工藝分析

選煤廠入選的原煤篩分試驗(yàn)結(jié)果如表1 所示，從表1 中看出，選煤廠入選的原煤灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)、煤泥含量較高，分別可達(dá)到36.55%、41.20%。若考慮到次生煤泥影響，則入選原煤中煤泥含量可達(dá)到50%以上，原煤煤泥含量整體較高，在洗選期間應(yīng)強(qiáng)化煤泥回收系統(tǒng)管理。結(jié)合煤泥篩分試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，原始煤泥中0.5～0.25 mm、0.25～0.125 mm 粒級(jí)占比分別為37.50%、35.50%，處于主導(dǎo)地位，0.5～0.25 mm、0.25～0.125 mm 粒級(jí)灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為28.92%、26.37%。各粒級(jí)灰分隨粒度減小而不斷降低。同時(shí)結(jié)合煤生煤泥小沉浮試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，原煤煤泥占主導(dǎo)地位的密度級(jí)分別為＞1.8 g/cm3、＜1.4 g/cm3，浮選精煤灰分整體較低，有實(shí)現(xiàn)精煤有效回收。

表1 選煤廠入選原煤篩分試驗(yàn)結(jié)果

選煤廠原采用的煤泥回收工藝如圖1 所示。入選原煤首先采用脫泥篩處理，篩下物由煤泥水泵泵送至弧形篩處理；弧形篩篩上物與脫泥篩篩上物混合進(jìn)入主選系統(tǒng)；弧形篩篩下物先通過(guò)一次浮選處理，底流經(jīng)脫水后摻混入精煤，溢流進(jìn)入二次浮選處理；二次浮選底流經(jīng)煤濃縮機(jī)、壓濾機(jī)處理后回收精煤泥，溢流則參與閉水循環(huán)。

圖1 煤泥回收工藝流程

1.2 存在問(wèn)題分析

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況分析選煤廠現(xiàn)煤泥回收系統(tǒng)存在問(wèn)題主要為[1-3]：

1）入選原煤煤泥含量大，導(dǎo)致后續(xù)煤泥弧形篩脫水、脫泥效果不佳。弧形篩篩上物中細(xì)粒級(jí)煤泥含量占比較高，其中＜0.2 mm 粒級(jí)占比達(dá)到30%～40%，部分細(xì)粒級(jí)煤泥進(jìn)入重介旋流器，影響設(shè)備分選效率；同時(shí)細(xì)粒級(jí)煤泥混入會(huì)制約脫介篩、磁選機(jī)效率。

2）煤泥含量高，導(dǎo)致后續(xù)浮選系統(tǒng)負(fù)載較大，原生煤泥中粒級(jí)0.5～0.25 mm 占比為37.5%，給后續(xù)浮選帶來(lái)較大影響。

2 煤泥回收系統(tǒng)改造

在對(duì)現(xiàn)有的煤泥回收系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題分析基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)技術(shù)論證后，提出對(duì)原有的煤泥系統(tǒng)進(jìn)行改造，增設(shè)1 套粗煤泥分選系統(tǒng)提升煤泥系統(tǒng)運(yùn)行效果，具體改造后粗煤泥回收工藝如圖2 所示[4-8]。具體回收工藝流程為：預(yù)先脫泥煤泥水首先采用增設(shè)的FX610 水力旋流器進(jìn)行分選處理，底流采用FBS2400分選機(jī)進(jìn)行處理，溢流則進(jìn)入到一次浮選系統(tǒng)處理；FBS2400 分選機(jī)底流通過(guò)中煤回收篩處理，篩上物為中煤產(chǎn)品，篩下物通過(guò)濃縮機(jī)處理；FBS2400 分選機(jī)溢流首先通過(guò)疊層高頻篩脫泥處理，篩上物采用精煤泥離心機(jī)脫水后得到精煤泥產(chǎn)品，精煤泥離心機(jī)與疊層高頻篩篩下物混合進(jìn)入到一次浮選系統(tǒng)處理。在FBS2400 分選機(jī)應(yīng)用時(shí)，應(yīng)確保入選物料粒級(jí)在1.0～0.25 mm，避免分選期間出現(xiàn)錯(cuò)配，影響分選機(jī)分選效率及效果。

圖2 改造后粗煤泥回收工藝流程

改造后的煤泥系統(tǒng)、重介系統(tǒng)均處于相對(duì)獨(dú)立狀態(tài)，可有效避免預(yù)脫泥煤泥混入到主洗選重介系統(tǒng)中，從而主洗選系統(tǒng)懸浮液煤泥量、確保重介系統(tǒng)密度保持穩(wěn)定，提升重介旋流器分選處理效果以及效率。同時(shí)粒級(jí)0.5～0.25 mm 物料采用FBS 分選機(jī)處理后，可顯著降低后續(xù)浮選系統(tǒng)負(fù)荷，有助于提升浮選系統(tǒng)分選效率及效果。

3 優(yōu)化改造應(yīng)用及效果分析

3.1 優(yōu)化改造應(yīng)用情況

對(duì)煤泥系統(tǒng)優(yōu)化改造完成后，對(duì)增添的FBS2400 分選機(jī)入料及產(chǎn)品等進(jìn)行試驗(yàn)，F(xiàn)BS2400 分選機(jī)入料及產(chǎn)品參數(shù)如表2 所示。從表2 中看出：FBS2400 分選機(jī)入料灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為26.89%，而溢流及底流灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為20.42%、79.02%，粗煤泥回收率為88.96%，應(yīng)用表明FBS2400 分選機(jī)可對(duì)粒級(jí)0.50～0.25 mm 物料有較好分選效果，降灰作用顯著；FBS2400 分選機(jī)溢流分別通過(guò)疊層高頻細(xì)篩、離心機(jī)等處理之后，得到的粗煤泥灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.87%，產(chǎn)品品質(zhì)較為穩(wěn)定，可滿足選煤廠粗精煤灰分指標(biāo)要求。

表2 FBS2400 分選機(jī)入料及產(chǎn)品參數(shù)

3.2 優(yōu)化改造效果分析

1）預(yù)先脫除煤泥首先采用粗煤泥分選系統(tǒng)處理，從而明顯降低主選系統(tǒng)重介旋流器入料煤泥含量，有助于重介旋流器始終保持較好工作狀態(tài)，提升分選效率、降低介耗。

2）粗煤泥系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)0.5～0.25 mm 粒級(jí)粗煤泥處理后，可大幅降低后續(xù)浮選系統(tǒng)入選煤泥量，降低浮選系統(tǒng)負(fù)荷，提升浮選效果及產(chǎn)品質(zhì)量，避免得到的重介精煤產(chǎn)品“背灰”問(wèn)題。

3）浮選系統(tǒng)、重介系統(tǒng)分選精度、分選效率均得以提升，生產(chǎn)的精煤產(chǎn)品產(chǎn)率較高、灰分較為穩(wěn)定。

4）浮選系統(tǒng)負(fù)荷明顯降低，有助于提升入選量，降低洗選成本。選煤廠電能消耗降低為1.02 kW·h/t、介耗降幅為0.4 kg/t，若按照150 萬(wàn)t/a 的入選量、電能按照1 元/（kW·h）、介質(zhì)按照700 元/t 計(jì)算，則每年可直接降低電能、介質(zhì)消耗費(fèi)用約195 萬(wàn)元。

4 結(jié)語(yǔ)

結(jié)合選煤廠生產(chǎn)情況對(duì)粗煤泥系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造，具體提出增加FX610 水力旋流器、FBS2400 分選機(jī)實(shí)現(xiàn)粗煤泥獨(dú)立回收?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐表明：對(duì)選煤廠入選的原煤煤泥含量占比、特性等分析，在原有的粗煤泥回收工藝基礎(chǔ)之上，對(duì)粗煤泥分選系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造，明顯降低入選原煤煤泥含量大對(duì)后續(xù)主洗選系統(tǒng)影響，在提高重介旋流器、浮選系統(tǒng)效率、穩(wěn)定產(chǎn)品品質(zhì)等方面效果顯著；粗煤泥系統(tǒng)優(yōu)化改造后，選煤廠洗選電能消耗、介質(zhì)消耗等均有所降低，有助于降低選煤廠洗選系統(tǒng)運(yùn)行成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。