新鄭精煤公司選煤工藝及設備選型分析

鄭煤集團新鄭精煤有限責任公司 張宏權

新鄭精煤公司選煤工藝及設備選型分析

鄭煤集團新鄭精煤有限責任公司 張宏權

鄭煤集團新鄭精煤有限責任公司入洗原煤主要是貧瘦煤，具有低硫、特低磷、高發熱量等特點，選后精煤是良好的煉焦配煤和高爐噴吹用煤。因此，要本著合理利用資源和實現企業效益最大化的原則，以煉焦型選煤廠為建設目的來確定洗選工藝和設備。在參考梁北選煤廠的設計經驗的基礎上，對洗選工藝進行完善，選擇安全可靠的先進技術設備，力求工藝簡單、合理，系統靈活、可靠。

該公司從生產工藝到設備選購，一直按照一流洗選煤項目標準去規劃設計，使其洗選煤項目成為先進技術、頂尖設備的集成者。采用當今世界最先進的工藝和現代化洗選設備，對趙家寨礦井原煤進行分選，生產的精煤主要用于大型鋼廠高爐噴吹冶煉，中煤和煤泥用于電廠發電。

一、選煤工藝

根據確定的入洗上下限，參考梁北選煤廠工藝和實際情況，該公司主洗采用無壓給料三產品重介旋流器分選工藝，并對原煤進行選前脫泥。對粗煤采用TBS分選機，對細煤泥采用浮選。

1.混煤分選工藝。常用選煤方法有重介旋流器分選和跳汰分選，二者各有特點。由于入洗原煤屬于難選煤，且原煤粒度較小，只有重介分選才能達到最佳分選指標，并減少精煤損失。結合兩種選煤方法的技術分析，為了最大限度地回收精煤，擬定重介旋流器分選。無壓入料重介旋流器有分選精度高、次生煤泥量小、矸石泥化程度低、介質循環量大、分選下限高等特點。由于該公司原煤與梁北選煤廠同屬一個煤田，都特別易碎，為降低工程造價和生產成本，提高精煤產率，擬采用無壓入料重介分選工藝。

2.煤泥分選工藝。由于原煤中原生煤泥含量高達31.6%，且次生煤泥量大，實際生產中煤泥量超過50%。這么大量的煤泥不僅會影響三產品重介旋流器的分選效果，同時會增加脫介環節的設備負荷和脫介效果，增加介質消耗，提高生產成本，經綜合考慮采用選前脫泥工藝。綜合梁北選煤廠的生產經驗，從提高精煤產率的角度分析，對煤泥采用分級處理，粗煤泥可采用煤泥重介、螺旋分選機或TBS來處理，細煤泥采用浮選，以最大限度地提高精煤產率。

二、工藝流程的制定

根據擬定的選煤方法，確定工藝流程如下。

1.原煤準備。無壓重介旋流器分選入料上限為50mm，原煤需要分級破碎至50mm以下。礦井地面生產系統雖然設了篩分破碎車間，但選用的分級篩是滾軸篩，不能保證篩下物種不含大于50mm大塊煤和矸石，需要新增破碎機。

2.原煤脫泥。0～50mm的混原煤進入重介旋流器之前需要預先脫泥，篩縫為0.75mm。

3.原煤分選。原煤脫泥后進入無壓給料三產品重介旋流器分選，得到精煤、中煤和矸石3種產品。

4.產品脫水脫介。精煤、中煤、矸石分別處理，先采用弧形篩預先脫介，再用直線振動篩脫介脫水，弧形篩篩孔0.75mm，脫介篩篩孔0.5mm。精煤脫介篩采用國外技術國內組裝設備，中煤和矸石脫介篩采用國產設備。

5.產品最終脫水。精煤和中煤用脫介篩脫水后，再用離心脫水機進一步脫水。精煤離心機離心液自流入精煤離心液桶，由泵打入精煤磁尾桶。中煤離心機離心液自流入原生煤泥水桶。

6.介質回收。系統產生的稀介質中含有大量磁介質，需要回收使用。設計選用磁選機回收。

7.粗煤泥分選。脫泥篩篩下水經分級旋流器分級濃縮后進入TBS，分選出粗精煤和粗中煤。

8.粗精煤回收。粗精煤由粗煤泥分選精煤和精煤脫介篩稀介質段篩下物兩部分組成，兩部分合并后經過分級旋流器分級，粗粒級物料采用煤泥離心機脫水后作為精煤產品，細粒級物料去浮選。

9.粗中煤回收。粗中煤由中矸磁選機尾礦和TBS溢流兩部分組成，自流進入弧形篩脫水后，與中煤脫介篩篩上物共同進入中煤離心機回收。

10.煤泥分選。精煤、中矸粗煤泥回收系統的旋流器溢流、弧形篩篩下水及離心液進入浮選機中進一步分選，分選得到浮選精煤與浮選尾煤兩種產品。

11.浮選精煤脫水。浮選精煤采用加壓過濾機脫水。加壓過濾機濾餅作為最終精煤產品，濾液自流入浮選入料桶。

12.一段煤泥水系統。浮選尾煤通過一段濃縮機分級，濃縮機底流進沉降過濾離心機回收，產品作為中煤產品。浮選尾煤中含有少量介質，在一段濃縮中幾乎全部進入底流，其中部分隨濾液排出，為回收這部分介質，沉降過濾離心機溢流和離心液打入中矸稀介質桶。

13.二段煤泥水系統。一段濃縮機溢流進入二段濃縮機。二段濃縮機溢流作為循環水使用，底流則打入壓濾機脫水，壓濾煤泥作為最終煤泥產品。

14.介質添加。介質庫設介質添加裝置，合格磁鐵礦粉加水稀釋攪拌后，用泵打入合介桶進入介質循環系統。

根據推薦的選煤方法和各工藝環節，最終確定的工藝流程為：50～0mm原煤脫泥后，采用無壓重介三產品旋流器分選，粗煤泥用TBS分選，細煤泥浮選，尾煤濃縮壓濾的聯合洗選工藝。

三、工藝設備選型

設備選型以技術先進、運轉可靠、經濟合理為主要原則，優先選用國內外成熟可靠的先進設備，確保達到設計的工藝指標。為便于生產管理和設備維護，同類設備盡量采用統一品種和規格。

1.破碎機。選用1臺SSC600/2500型破碎機，防爆。

2.脫泥篩（進口組裝）。選用2臺3673型單層香蕉篩，入料粒度50～0mm。香蕉篩是目前先進的分級設備，單機處理量大，效率高，振動參數強，結構設計合理，運轉平穩，噪音小。

3.煤泥分級旋流器組。原煤煤泥分級旋流器選用2組FX350×6，截流粒度0.25mm。

4.TBS分選機。選用直徑為3m的進口TBS分選機2臺，入料粒度1～0.25mm。TBS分選機在梁北選煤廠分選效果較好，該公司原煤與梁北原煤性質和粒度組成相近，因此選用同一機型。

5.無壓三產品重介旋流器。選用WTMC1200/850型無壓三產品重介旋流器2臺，入料粒度50～0mm。國產的三產品重介旋流器在我國使用廣泛，技術和設備已經成熟，可優先選用。

6.精煤脫介篩（進口組裝）。選用3661型單層直線振動篩4臺，精煤脫介篩選用進口設備或引進技術合資產品。

7.精煤離心機。選用TLL1000型離心脫水機4臺。

8.中煤脫介篩。選用2052型單層直線振動篩2臺。

9.中煤離心機。選用TLL1000型離心脫水機2臺。

10.矸石脫介篩。選用3052型直線振動篩2臺。

11.精煤磁選機。選用HMDA-5914/2972型6臺。該機是高效的單滾筒磁選機，具有較高的梯形磁場強度，滾筒轉速低于一般滾筒轉速，有利于超細磁鐵礦粉的回收，能在較大的流量下分選出密度高的磁精礦，即使在非磁性含量較高的情況下也能達到極好的磁性物回收率。

12.粗精煤分級旋流器組。選用2組FX-5006分級旋流器。

13.煤泥離心脫水機選用LLL1200/650型4臺。

14.中矸磁選機（進口組裝），選用HMDA-5914×2972型4臺。

15.浮選機（進口）選用3臺160m3的WEMCO SMARTCELL 190型浮選機。該機具有良好的空氣擴散性，固體懸浮不沉槽，礦漿液面穩定。整機自動化程度高，液位和泡沫層控制精確，夾帶于水中的高灰細泥對精煤的污染可以降低到最低程度。

16.浮選精煤加壓過濾機。加壓過濾機脫水后產品是粉末狀，可以均勻摻入主洗精煤，因此浮選精煤采用加壓過濾機脫水。選用GPJ-120型加壓過濾機4臺。由于國產加壓過濾機的工藝性能已經接近國外設備，它的優勢是價格低，缺點是濾液濃度稍高。從性價比來看，優先采用國產設備。

17.一段濃縮機。選用YTN120型濃縮機4臺，兩臺1組對應1套重介分選系統。

18.沉降過濾離心機。選用沉降過濾離心機2臺，每個系統1臺。

19.二段濃縮機。二段濃縮劑處理一段濃縮機溢流，基本都是比較細的煤泥，沉淀效果是最重要的，設計采用耙式濃縮機，選用NT-45型耙式濃縮機2臺，其中1臺為事故濃縮機。

20.壓濾機。二段濃縮機底流采用充氣快開式壓濾機脫水，設計選用KZG300/1500×2000充氣快開式壓濾機4臺。充氣快開式壓濾機是目前脫水效果最好的細泥脫水設備，具有處理量大、產品水分低、濾液中固體含量少、濾餅容易脫落等優點，是目前洗水閉路循環最好的把關設備。

綜上，在參考梁北選煤廠設計和實際運行的基礎上，經過細致的工藝分析和周密的工藝參數計算，筆者完成了本公司洗選煤工藝流程分析和主要設備選型的工作。所有設備經安裝調試后，進入了正常生產階段。經施工建設和實際生產運行，該工藝過程和相關設備具有經濟合理、生產效果好和產品質量高的特點，為該公司帶來了良好的經濟效益和社會效益。