選煤廠煤泥水處理工藝優(yōu)化改造研究

劉源源

（霍州煤電集團煤焦現代物流貿易分公司晉北銷售區(qū)，山西 臨汾 035100）

霍州煤電集團回坡底選煤廠為一座現代化煉焦煤重介選煤廠，設計入洗能力為150 萬t/a，主要生產9～11 級煉焦精煤、洗混煤、煤泥。選煤廠工藝系統完善，主要核心設備全部進口，工藝技術水平和自動化程度達到了國內國際先進水平。

回坡底選煤廠煤泥水在中煤和矸石系統中的分選比較粗放，大部分按0.35 mm 粒度分級后作為中煤和煤泥副產品，煤泥水沒有得到充分有效分選，嚴重影響到選煤廠的經濟效益。針對這一情況，必須對中煤和矸石煤泥水處理工藝進行優(yōu)化改造[1-6]，將中煤煤泥水中0.35 mm 粒度級以下物料進入浮選，進而提高浮選精煤和精煤產率，滿足企業(yè)生產要求。

1 煤泥水處理工藝中存在的問題分析

回坡底選煤廠原煤泥水處理工藝中中煤和矸石煤泥水進行混合處理，中煤和矸石混合稀介質經磁選機分選后，磁選精礦進入合格介質桶，磁選尾礦經渣漿泵輸送到水力分級旋流器組進行濃縮分級，溢流作為原煤脫泥篩沖水進行循環(huán)使用，底流進入弧形高頻篩脫水脫泥分級后，高頻篩上物摻入中煤產品，高頻篩下煤泥水自流進煤泥沉淀池送入煤泥濃縮機進行煤泥水濃縮，與浮選尾礦組成煤泥副產品。原煤泥水處理工藝流程如圖1。

圖1 選煤廠原中煤和矸石煤泥水處理工藝示意圖

從選煤廠原中煤和矸石煤泥水處理工藝示意圖可知，煤泥水在中煤和矸石系統中的分選比較粗放，大部分按0.35 mm 粒度分級后作為中煤和煤泥副產品，煤泥水沒有得到充分有效分選。該選煤廠煤泥副產品灰分僅為55%左右，熱值為8.4 MJ/kg 左右，嚴重制約了選煤廠的經濟效益。

對該選煤廠中煤和矸石磁選尾礦高頻篩篩下水進行分步釋放浮選試驗，試驗結果見表1。

表1 試驗結果 （單位：%）

從表1 數據可知，高頻篩下的1 號物料的產率為6.61%，灰分為9.81%，2 號物料的產率為11.78%，灰分為11.29%，產率較高，但灰分較低。如果將該部分物料作為尾煤泥副產品進行處置，給企業(yè)造成較大的經濟損失。

該部分物料精煤產率約為14%，通過浮選實踐應用發(fā)現，如直接將中煤和矸石磁選尾礦高頻篩篩下煤泥水進行浮選，可燃體回收率僅為20%～25%左右，該部分煤泥水浮選效果不佳，可浮性極差。分析原因可知：在煤泥水中有部分矸石煤泥水，而矸石細泥在浮選實踐中會惡化浮選過程。

2 中煤和矸石煤泥水處理工藝優(yōu)化改造方案

2. 1 處理工藝優(yōu)化改造思路

通過對煤泥副產品灰分指標檢測發(fā)現，煤泥副產品泥灰分僅為55%左右，熱值為8.4 MJ/kg，副產品泥灰值偏低，熱值偏高。分析原因：中煤和矸石煤泥水沒有進行充分有效分選，因此可以考慮中煤和矸石的煤泥水的處理工藝進行優(yōu)化改造，對中煤和矸石可回收的煤泥水進入浮選作業(yè)。

將中煤和矸石可回收的煤泥水進入浮選作業(yè)后，矸石細泥會惡化浮選過程，因此必須對中煤和矸石煤泥水進行分離，分別設置中煤稀介質桶和矸石稀介質桶，并將后續(xù)磁選、濃縮分級環(huán)節(jié)進行隔離，僅中煤泥進入浮選，矸石煤泥則進入尾煤泥濃縮機。改造后工藝流程如圖2。

圖2 優(yōu)化改造后的中煤和矸石煤泥水處理工藝流程圖

2.2 改造及設備調整

本次針對中煤和矸石煤泥水處理工藝的改造及設備調整，主要原則為利用選煤廠原有閑置設備，減少工藝環(huán)節(jié)，降低改造成本。改造及設備調整情況如下：

（1）對中煤和矸石煤泥水進行分別處理。利用選煤廠一層泵場閑置的三個煤泥水桶，將中煤稀介質和矸石稀介質進行分別處理。

（2）在選煤車間二層平臺增設矸石磁選尾礦濃縮分級工藝環(huán)節(jié)。配置設備主要有：矸石稀介質磁選機（原閑置的單雙號系統中滾筒精煤磁選機）；矸石磁選尾礦濃縮旋流器組（新增）；矸石磁選尾礦高頻篩（新增）；矸石稀介質桶（新增）；矸石磁選尾礦桶（新增）。

（3）調整中煤稀介質和矸石稀介質管路設置，中煤煤泥水中0.35 mm 粒度級以下物料再次進行浮選，而矸石煤泥水中0.35 mm 粒度級以下物料進入煤泥濃縮機，粗顆粒物料則分別摻入中煤和矸石。

3 改造效果分析

3.1 各產品煤質變化

對中煤和矸石煤泥水處理工藝改造前后運行穩(wěn)定的煤質數據進行統計，其對比分析情況見表2。從表2 數據可知，工藝改造后選煤廠浮選精煤產品產率上升了0.91%，但浮選精煤產品的灰分僅上升0.04%，幾乎無明顯變化；精煤產品產率上升了0.84%，精煤產品的灰分無變化；煤泥產品產率從5.22%下降到2.51%，下降率達50%以上；煤泥產品的平均灰分從55.33%提升至70%以上。

表2 煤質數據對比分析 （單位：%）

3.2 改造后的煤泥檢測情況

對中煤和矸石煤泥水處理工藝改造后尾煤泥進行分步釋放浮選試驗，試驗結果見表1。

從表3 尾煤泥分步釋放浮選試驗數據可知，精礦產率僅僅為0.41%，但精礦灰分已達到30.31%。此時，尾煤泥已無經濟價值，做矸石處置。

表3 尾煤泥分步釋放浮選試驗結果 （單位：%）

3.3 經濟效益評價

工藝改造完成后，選煤廠浮選精煤產品產率上升了0.91%，精煤產品產率上升了0.84%，為企業(yè)創(chuàng)造較好的經濟效益。改造后，煤泥已無利用價值，無法作為產品進行銷售，必須設置煤泥廢棄處置系統，增加煤泥廢棄處置相關費用。綜合評估，工藝改造后該選煤廠每年可增加經濟效益1100 多萬元。

4 結?語

對回坡底選煤廠中煤煤泥水和矸石煤泥水處理工藝進行了優(yōu)化改造研究，對中煤煤泥水和矸石煤泥水分別進行處理，將中煤煤泥水中0.35 mm 粒度級以下物料進入浮選，實現了優(yōu)質煉焦煤資源的最大化回收。工藝優(yōu)化改進后，選煤廠浮選精煤、精煤產率分別提高0.91%、0.81%。工藝改造后該選煤廠每年可增加經濟效益1100 多萬元，為企業(yè)創(chuàng)造了較好的經濟效益。