三交河煤礦選煤廠尾煤泥回收系統改造研究

謝登峰

（煤炭科學研究總院唐山研究院，河北省唐山市，063012）

三交河煤礦選煤廠尾煤泥回收系統改造研究

謝登峰

（煤炭科學研究總院唐山研究院，河北省唐山市，063012）

通過對煤泥量、煤泥特性和煤泥回收工藝設備的分析，本文提出了在保留原有煤泥離心機設備的基礎上，增加沉降過濾離心機的改造方案。生產實踐表明，新工藝大大降低了煤泥回收粒度下限，在保證煤泥水分小于20%的同時，大大增加了煤泥回收量，改造取得了預期效果。

煤泥回收 煤泥離心機 沉降過濾離心機

三交河煤礦選煤廠隸屬于霍州煤電集團有限公司，屬礦井型煉焦煤選煤廠，處理能力為300萬t／a，采用塊煤有壓三產品重介質旋流器＋煤泥直接浮選聯合分選工藝。選煤廠有4種入洗原煤，煤種分別為1＃、2＃、10＃和11＃（其中1＃、2＃為上組煤，10＃、11＃為下組煤），目前主要入洗上組煤，將來還要入洗下組煤。隨著煤礦采煤機械化程度的提高和煤層賦存條件的變化，原煤中細粒煤含量越來越大，目前入洗的上組煤中小于0.5 mm的原生煤泥已經達到15%～20%。原煤泥水處理系統已不能適應原煤煤質的變化，大大影響了原煤的入洗量和分選精度，直接影響到公司的經濟效益。為了改善選煤廠的運行現狀，提高市場競爭力，選煤廠計劃對現有的煤泥水系統尾煤泥回收部分進行優化改造。

1 現有的煤泥水基本流程

目前選煤廠有3臺直徑為20m的高效濃縮機，1臺作為一段濃縮機使用，另外2臺并聯作為二段濃縮機使用。一段濃縮機底流采用2臺煤泥離心機回收，一段溢流和煤泥離心機離心液進入二段濃縮機，二段濃縮機底流采用板框壓濾機回收。

2 尾煤泥回收工藝改造研究

2.1 煤泥量分析

由于入洗原煤中煤泥量大幅增加，進入一段濃縮機和二段濃縮機的煤泥量也發生了較大變化。原設計和當前情況下，一段濃縮機底流煤泥的比例分別為2.32%和9.39%，二段濃縮機底流煤泥的比例分別為5.66%和7.69%。考慮到設備的不均衡系數后，一、二段濃縮機底流的煤泥量分別達到67.1t／h和54.9t／h。隨著煤泥量的增加，原設計的設備選型相對較小，尤其是板框壓濾機選型更是難以滿足目前的生產要求，技改設計需重點對該環節進行優化改造。

2.2 煤泥特性分析

分選上組煤時一段濃縮機底流和壓濾機入料的粒度組成情況見表1和表2。

表1 一段濃縮機底流小篩分試驗（入洗上組煤）

表2 壓濾機入料小篩分試驗（入洗上組煤）

由表1和表2可以看出，入洗上組煤時，一段濃縮機底流和壓濾機入料中大于0.125mm粒度級的累計產率分別為47.69%和15.13%，累計灰分分別為45.89%和16.19%；小于0.045mm粒度級累計產率分別為35.74%、63.95%，累計灰分分別為54.94%、54.31%，這說明尾煤系統中高灰細泥含量大且含有部分低灰煤泥。

分選下組煤時一段濃縮機底流和壓濾機入料的粒度組成情況見表3和表4。

由表3和表4可以看出，入洗下組煤時，濃縮機底流和壓濾機入料的灰分分別為35.76%和32.62%；小于0.045mm粒度級累計產率分別為8.42%和2.30%，累計灰分分別為48.81%和47.42%，這說明煤泥水系統中細泥含量較少，尾煤灰分相對較低，可以考慮脫水后摻入中煤產品的可能性。煤泥中含有部分低灰煤泥，可以考慮在保證精煤質量合格的前提下，盡量提高浮選精煤灰分，以便提高浮選尾礦的灰分。

表3 濃縮機底流小篩分試驗（入洗下組煤）

表4 壓濾機入料小篩分試驗（入洗下組煤）

2.3 尾煤泥回收工藝改造

目前，國內對高灰尾煤泥處理的設備主要有煤泥離心機、沉降過濾離心機及板框壓濾機。煤泥離心機和沉降過濾離心機的優點是產品水分較低，可直接摻入中煤作為電煤入倉存儲。但缺點也很明顯，煤泥離心機處理超細粒煤泥時，處理量會比處理粗煤泥時大大降低，而且脫水粒度下限較高，一般都在0.35mm以上，這樣勢必會有大量的煤泥隨離心液進入后續作業，增加后續煤泥水的負荷。沉降過濾離心機在脫水粒度下限上較煤泥離心機有優勢，可以處理0.045mm以上的煤泥，但對入料性質要求比較苛刻。一般情況下，入料中小于0.045mm粒級含量不能太高，否則其處理能力和脫水性能將大大下降。板框壓濾機的特點是煤泥回收比較徹底，其濾液可直接作為循環水使用，其缺點是處理能力相對較小，產品水分較高，若煤泥量較高則不能直接摻入中煤，需單獨堆放晾干處理。

現有的工藝系統采用煤泥離心機與板框壓濾機聯合工藝流程，結合了兩種設備各自的性能特點，離心機回收的粗粒煤泥直接摻入中煤產品，細粒煤泥采用板框壓濾機回收。目前存在的問題是煤泥離心機回收下限較高，僅能達到0.35mm，使得進入二段濃縮機的煤泥量增加，加大了二段濃縮機和板框壓濾機的處理量。隨著煤質的惡化和煤泥量的大幅增加，大量超細粒煤泥的加入導致二段濃縮機的煤泥沉降非常困難，循環水濃度較高，嚴重影響了重介系統的脫介效果和浮選機的浮選效果。為了保證循環水質量的要求，只能降低原煤入洗量，若采用沉降過濾離心機取代現有的煤泥離心機，則可降低粗煤泥回收下限，減少進入后續作業的煤泥量。考慮到上組煤煤泥中超細粒含量較高，又考慮到現有的2臺煤泥離心機依舊用于處理一段濃縮機底流，另外新增1臺沉降過濾離心機與現有的煤泥離心機并聯運行一起處理一段濃縮機底流，脫水后的粗煤泥摻入中煤，離心液和濃縮機溢流進入二段濃縮機濃縮。同時，考慮到煤泥中超細粒煤泥含量較高，二段濃縮機煤泥沉降非常困難，很難保證重介系統對循環水濃度的要求，因此需根據循環水的質量情況不斷向濃縮機添加絮凝劑。目前，現場僅僅靠人工添加絮凝劑不僅增加了工人的勞動強度，而且大大提高了管理難度，因此，可以再增加1套凝聚劑和絮凝劑的自動添加系統，提高煤泥水系統絮凝劑與凝聚劑添加的準確性和靈活性。

3 工藝改造效果

沉降過濾離心機正式投入使用后，對脫水產品進行了檢測，平均產品水分為14.2%，脫水效果達到了截粗回收的尾煤煤泥水分小于24%的指標要求。沉降過濾離心機入料、排料小篩分資料見表5和表6。

表5 沉降過濾離心機入料小篩分資料

從上述數據可看出，沉降過濾離心機入料濃度相對較低，僅為97g／L；灰分為34.18%，小于0.045mm粒度級含量高達27.70%；入料特性相對較差，但經脫水后排料水分為13%，遠低于設備保證值（18%～20%）；灰分為24.8%，比脫水前下降了近10%；排料中大于0.045mm粒度級含量高達87.71%，可看出該設備對細粒煤泥回收比較徹底，相比原有的煤泥離心機，沉降過濾離心機在回收粗煤泥方面大大降低了回收粒度下限，從而將更多的細粒煤泥回收并摻入中煤產品，提高了選煤廠的經濟效益。

表6 沉降過濾離心機排料小篩分資料

4 結語

選煤廠通過增加沉降過濾離心機回收一段濃縮機底流，大大降低了煤泥回收粒度下限，在保證煤泥水分小于20%的同時大大增加了煤泥回收量，從而提高了中煤產率，一定程度上提高了選煤廠的經濟效益，改造達到了預期效果。

［1］ 徐明雷.兩種粗精煤泥回收工藝對比分析［J］.選煤技術，2012（1）

［2］ 劉億，吳玲，謝廣元.淺析弧形篩和煤泥離心機配合的粗煤泥回收工藝［J］.煤炭工程，2004（11）

［3］ 孟凡貞.影響煤泥離心機產品水分的因素［J］.煤炭工程，2004（1）

［4］ 孫華峰，牛福生，袁靜宜.選煤廠粗煤泥回收工藝中煤泥水開路與閉路工藝探討［J］.中國煤炭，2010（4）

Upgrading research on slime recovery system in Coal Preparation Plant of Sanjiaohe Mine

Xie Dengfeng
（Tangshan Research Institute，CCRI，Tangshan，Hebei 063012，China）

Based on the analysis of slime quantity，property and slime recovery equipment，the paper proposes the upgrading schedule of equipping the settling－filtering centrifuge besides reserving the original slime centrifuge.The production practice indicates that with the new process，the lower limit of recovered slime size is greatly reduced，and while the water in slime is kept less than 20%，the amount of recovered slime is greatly increased，so the reform has achieved the desired effect.

slime recovery，slime centrifuge，settling－filtering centrifuge

TD946.4

B

謝登峰（1979－），男，河南商水人，畢業于中國礦業大學化工學院礦物加工工程專業，現就職于天地科技股份有限公司唐山分公司設計工程中心，主要從事選煤廠設計及相關研究工作。

（責任編輯 王雅琴）