東曲礦選煤廠洗選工藝改造實(shí)踐

梁 宇

(1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué),江蘇省徐州市,221008; 2.西山煤電集團(tuán)東曲礦選煤廠,山西省古交市,030200)

★煤炭科技·加工轉(zhuǎn)化 ★

東曲礦選煤廠洗選工藝改造實(shí)踐

梁 宇1,2

(1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué),江蘇省徐州市,221008; 2.西山煤電集團(tuán)東曲礦選煤廠,山西省古交市,030200)

介紹了東曲礦選煤廠在技術(shù)改造中使用新技術(shù),創(chuàng)新發(fā)展選煤新工藝,解決影響選煤廠生產(chǎn)發(fā)展難題等方面的具體實(shí)踐。并且分析了新的選煤工藝特征、設(shè)備運(yùn)行效果和取得的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益。

選煤工藝 選煤技術(shù) 運(yùn)行效果 東曲選煤廠

AbstractFocusing on an introduction to the application of new technology and innovated coal preparation processes in the technical upgrading in Dongqu Coal Prep,this paper provides an account about the practice of this coal prep in addressing the major problems that hinder the production development.At the same time,this paper also gives an analysis of the characteristics of the new coal separation processes,the operation results of relevant equipment,the social and economic benefits obtained therefrom.

Key wordsnovel coal separation process,separation technology,operation result,Dongqu Coal Prep

西山煤電集團(tuán)東曲礦選煤廠屬礦井型選煤廠,原設(shè)計(jì)能力為年入洗原煤400萬(wàn)t,于1994年11月建成投產(chǎn),主要采用跳汰粗選-重介旋流精選-煤泥浮選的聯(lián)合工藝流程,洗選設(shè)備分別從德國(guó)、美國(guó)、澳大利亞引進(jìn)。系統(tǒng)經(jīng)過(guò)15年的運(yùn)行,設(shè)備老化、洗選效率低下,生產(chǎn)工藝明顯落后,已不適應(yīng)礦井煤質(zhì)的變化,無(wú)法滿足洗選的要求,給選煤生產(chǎn)及管理帶來(lái)了諸多問(wèn)題。為了從根本上解決影響選煤廠發(fā)展的難題,東曲礦選煤廠靠發(fā)展新工藝,使用新技術(shù),運(yùn)用新設(shè)備,實(shí)行工藝與設(shè)備的合理配置,將原來(lái)的生產(chǎn)工藝改造為:脫泥無(wú)壓三產(chǎn)品重介旋流器+粗煤泥 TBS分選+煤泥浮選+

快開(kāi)壓濾機(jī)浮精脫水的聯(lián)合流程。

1 新工藝新設(shè)備

1.1 工藝介紹

東曲礦選煤廠入洗原煤全部來(lái)自礦井 2#、4#、8#原煤,井下原煤經(jīng)準(zhǔn)備車間篩分、除雜和破碎至-50 mm后入倉(cāng)分貯備選。入洗原煤倉(cāng)下配煤后經(jīng)脫泥篩脫除-1 mm末煤,篩上物進(jìn)入?1400 mm的三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選,選后產(chǎn)品經(jīng)過(guò)脫介脫水后成為最終產(chǎn)品。脫泥篩篩下物收集至煤泥池,由泵送至?1000 mm單臺(tái)分級(jí)旋流器,分級(jí)后-0.25 mm級(jí)去浮選系統(tǒng),0.25～1 mm級(jí)進(jìn)入TBS干擾床分選機(jī)進(jìn)行粗煤泥分選,選出產(chǎn)品脫水后分別作為最終精煤和中煤入倉(cāng)。進(jìn)入浮選系統(tǒng)的煤泥由FCMC-4000Ι型旋流微泡浮選柱分選,分選出的浮選精煤,由快開(kāi)隔膜壓濾機(jī)壓濾脫水后作為最終精煤產(chǎn)品。浮選尾煤經(jīng)過(guò)濃縮沉淀后分別由沉降離心機(jī)、高頻篩、煤泥離心機(jī)及尾煤壓濾機(jī)回收,洗水實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)。東曲礦選煤廠改造前、后的工藝流程見(jiàn)圖1和圖2。新的生產(chǎn)工藝系統(tǒng)采用了脫泥、三產(chǎn)品重介、干擾床分選、旋流微泡浮選和快開(kāi)隔膜壓濾脫水等先進(jìn)的生產(chǎn)工藝,同時(shí)使用了目前最大直徑的三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器和煤泥分級(jí)旋流器及最新運(yùn)用于選煤生產(chǎn)的干擾床 TBS和最大直徑的旋流微泡浮選柱,先進(jìn)的選煤技術(shù)與新型的設(shè)備合理配合,將新技術(shù)新設(shè)備的優(yōu)勢(shì)在選煤行業(yè)發(fā)揮的淋漓盡致。對(duì)東曲礦選煤廠來(lái)說(shuō),由于原煤±0.1含量在40%以上,屬極難選煤,且煤質(zhì)泥化程度嚴(yán)重,選擇新的生產(chǎn)工藝和新裝備,對(duì)穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量,提高設(shè)備的洗選效率有著重要意義。

1.2 重點(diǎn)工藝環(huán)節(jié)特征

東曲礦選煤廠原煤不僅極難洗選,煤泥含量還很高,平均在20%以上,這部分細(xì)泥進(jìn)入重介系統(tǒng),不僅造成介質(zhì)消耗量大,需加大介質(zhì)回收設(shè)備的處理能力,而且細(xì)泥進(jìn)入三產(chǎn)品重介旋流器后,使得重介旋流器分選下限降低,分選效率下降,分選效果差。選前脫泥雖然增加了選煤環(huán)節(jié),但克服了上述弊端。大直徑三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的使用,能一次分選出3種產(chǎn)品,較改造前的生產(chǎn)工藝,減少了跳汰選煤環(huán)節(jié),降低了原煤因浸泡和系統(tǒng)循環(huán)產(chǎn)生的次生煤泥量,減輕了后續(xù)浮選環(huán)節(jié)的生產(chǎn)壓力。同時(shí)解決了原生產(chǎn)系統(tǒng)小旋流器組 (4臺(tái)?610 mm兩產(chǎn)品旋流器/組)易堵、壓力分配不均、分選精度不一、分選效率低、產(chǎn)品產(chǎn)率低的問(wèn)題。

大直徑?1000 mm分級(jí)旋流器取代了原?350 mm旋流器組 (15臺(tái)/組),解決了原旋流器組因堵塞而造成浮選系統(tǒng)跑粗的問(wèn)題,同時(shí)分級(jí)效果由原來(lái)的0.5 mm降低到了0.25 mm,進(jìn)入浮選系統(tǒng)的煤泥量減少,減輕了浮選系統(tǒng)的生產(chǎn)壓力,改善了浮選效果。

旋流器底流產(chǎn)品,由 TBS干擾床分選機(jī)進(jìn)行分選,TBS干擾床分選機(jī)于20世紀(jì)90年代初開(kāi)始應(yīng)用于選煤行業(yè),是一種利用上升水流在槽體內(nèi)產(chǎn)生紊流的干擾沉降分選設(shè)備。通過(guò)實(shí)踐應(yīng)用和不斷完善改進(jìn),TBS已發(fā)展到第4代產(chǎn)品,設(shè)備本身有一套密度控制系統(tǒng),能保證分選密度的精確性,且分選密度可調(diào),對(duì)煤質(zhì)變化的適應(yīng)性強(qiáng),在分選密度范圍內(nèi),精煤灰分穩(wěn)定。因其工藝簡(jiǎn)單,運(yùn)行成本費(fèi)用低,單位處理量大,分選效率高,其分選下限可降到0.15 mm,分選上限可達(dá)到2～3 mm,近幾年在選煤廠得到了廣泛應(yīng)用。它與煤泥重介分選相比產(chǎn)率高,細(xì)泥污染少,操作管理方便。

FCMC-4000Ι型旋流微泡浮選柱由中國(guó)礦業(yè)大學(xué)自主研發(fā),同一設(shè)備能實(shí)現(xiàn)浮選和重選 (旋流力場(chǎng))作業(yè),該浮選柱柱體高達(dá)6.8 m。這樣,從礦漿的入料到產(chǎn)品的分級(jí),分選時(shí)間長(zhǎng),分選的精度與分選效率較高。同時(shí)該浮選柱的微泡發(fā)生器結(jié)構(gòu)獨(dú)特,外配置的射流自吸式節(jié)能微泡發(fā)生器為國(guó)家實(shí)用新型專利產(chǎn)品,所產(chǎn)生的氣泡質(zhì)量好,工作壓力較低 (0.16～0.2 MPa),材質(zhì)耐磨,使用壽命長(zhǎng),且不堵塞,易調(diào)節(jié),工作穩(wěn)定,易維護(hù)和更換。與原來(lái)使用的XJ X-T12型浮選機(jī)比較,該浮選柱無(wú)攪拌機(jī)構(gòu),減少了煤泥的二次粉碎,設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單,維護(hù)檢修量少,而且該浮選柱動(dòng)力消耗小,配套電機(jī)最大功率為160 kW,比相同處理能力的常規(guī)浮選機(jī)節(jié)能1/3。需特別說(shuō)明的是,該浮選柱應(yīng)用后,通過(guò)提高尾礦箱、增加溢流堰長(zhǎng)度等措施,該機(jī)更加適合東曲礦選煤廠煤質(zhì)的特點(diǎn),且油耗有較好的改善。

快開(kāi)隔膜壓濾機(jī)因其自動(dòng)化程度高、處理量大、濾液濃度低,近幾年來(lái)逐步應(yīng)用于選煤廠浮選精煤的脫水。東曲礦選煤廠原使用的 GPY-200型圓盤真空過(guò)濾機(jī),處理能力低,濾餅水分高,濾液濃度高,易導(dǎo)致細(xì)泥在循環(huán)系統(tǒng)中惡化浮選效果、影響洗水平衡,特別是遇到井下工作面過(guò)地質(zhì)構(gòu)造,原煤泥化、煤質(zhì)變差時(shí),過(guò)濾機(jī)濾餅薄不脫落,細(xì)泥在系統(tǒng)中積聚,洗水濃度劇增,有時(shí)須停產(chǎn)換水?？扉_(kāi)隔膜壓濾機(jī)相對(duì)于過(guò)濾機(jī)和加壓濾機(jī)而言,對(duì)煤質(zhì)的適應(yīng)性強(qiáng),即使是細(xì)泥含量較大時(shí),只要延長(zhǎng)進(jìn)料時(shí)間,也可有效回收。使用快開(kāi)隔膜壓濾機(jī)后,濾餅水分由原來(lái)的28%降到了22%左右,濾液濃度由100 g/l降到了5 g/l,保證了生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

2 新工藝運(yùn)行效果

(1)三產(chǎn)品重介旋流器替代跳汰+兩產(chǎn)品重介旋流器效果見(jiàn)表1。

表1 三產(chǎn)品重介旋流器替代跳汰+兩產(chǎn)品重介旋流器

(2)FCMC-4000I型旋流微泡浮選柱替代XJ X-T12型機(jī)械攪拌式浮選機(jī)效果見(jiàn)表2。

表2 微泡浮選柱替代攪拌式浮選機(jī)后運(yùn)行效果

(3)KZG450/2000-U/XBK型快開(kāi)式隔膜壓濾機(jī)替代圓盤真空過(guò)濾機(jī)效果見(jiàn)表3。

表3 KZG450/2000-U/XBK型快開(kāi)式隔膜壓濾機(jī)替代圓盤真空過(guò)濾機(jī)效果

(4)TBS干擾床分選機(jī)各項(xiàng)指標(biāo)如下:入料粒度 1～0.25 mm;入料濃度 62.1%;Ep值0.08;分選密度1.17～1.24 g/l;上升水量80～85 m3/h;上升水壓0.07 MPa;入料灰分27.9%;精煤灰分10.79%;中煤灰分41.82%。

(5)大直徑分級(jí)旋流器替代分級(jí)旋流器組效果見(jiàn)表4。

表4 大直徑分級(jí)旋流器替代分級(jí)旋流器組效果

綜上所述,使用新技術(shù)新工藝后,在保證精煤灰分的同時(shí),精煤產(chǎn)率提高了3%,浮選精煤抽出率提高了10.7%,油耗降低了0.04 kg/t干煤泥,介耗降低了0.6 kg/t重介原煤。

3 經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益

3.1 計(jì)算依據(jù)

(1)按改造后精煤產(chǎn)率提高3%,2009年入洗241萬(wàn)t原煤計(jì),每年多生產(chǎn)精煤7.23萬(wàn)t。

(2)2009年精煤價(jià)格730元/t,動(dòng)力煤價(jià)格350元/t,每度電0.4元,每噸浮選藥劑4700元,磁鐵礦粉930元/t,工業(yè)用水1.87元/t。

(3)改造前入浮煤泥量為30%,改造后降為21%。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算

根據(jù)以上計(jì)算依據(jù)每年多產(chǎn)精煤創(chuàng)效益:7.23 × (730-350) =2747.4萬(wàn)元;每年節(jié)約藥劑費(fèi)用152.23萬(wàn)元;每年多用磁鐵礦粉費(fèi)用62.76萬(wàn)元;每年節(jié)約水費(fèi)2.34萬(wàn)元;每年節(jié)約電費(fèi)165.35萬(wàn)元;改造后共增經(jīng)濟(jì)效益2904.66萬(wàn)元。

3.3 社會(huì)效益

新工藝新技術(shù)的使用,提高了選煤廠生產(chǎn)系統(tǒng)的處理能力,縮短了生產(chǎn)時(shí)間,減輕了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度;實(shí)現(xiàn)了煤炭資源的合理利用和企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展;為今后選煤行業(yè)新廠的設(shè)計(jì)和舊廠的技術(shù)改造提供了成功案例及寶貴經(jīng)驗(yàn),也為探索新工藝與設(shè)備的優(yōu)化配置開(kāi)拓了視野。

(責(zé)任編輯 康淑云)

Practice of Dongqu Mine Coal Prep in its coal seperation process upgrading

Liang Yu1,2

(1.China University of Mining and Technology,Xuzhou,Jiangsu province 221008,China; 2.Dongqu Coal Prep,Xishan Coal&Electricity Group,Gujiao,Shanxi province 030200,China)

TD948

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梁宇 (1967-),男,山西靜樂(lè)縣人,選煤高級(jí)工程師,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)在讀研究生,1989年畢業(yè)于中國(guó)礦業(yè)大學(xué),現(xiàn)任山西焦煤集團(tuán)公司東曲礦選煤廠副廠長(zhǎng)兼總工程師。