CSS粗煤泥分選機在祁東煤礦選煤廠的應用

文/張金輝 張東妹

安徽恒源煤電股份有限公司祁東煤礦選煤廠屬礦井型選煤廠，設計入洗能力為2.0Mt/a，煤種為1/3焦煤和肥煤等。選煤工藝為原煤經分級脫泥后，采用有壓三產品重介旋流器分選，煤泥則進入水力分級旋流器分級濃縮，大于0.25mm的粗煤泥采用CSS粗煤泥分選機分選，小于0.25mm的細煤泥直接進入濃縮壓濾系統。主要產品作為煉焦精煤，灰分指標是Ad=10.00%～10.50%，δ±0.1含量為30%左右，屬難選煤。本文就CCS粗煤泥分選機在祁東煤礦選煤廠的應用及分選效果進行了闡述。

一、CSS粗煤泥分選機工作原理及結構圖

CSS粗煤泥分選機 （CoalSlurrySeparator）， 亦稱TBS干擾床分選機，分選下限可達0.15mm，上限為3mm，最佳入料粒度范圍是0.25～1mm，精煤灰分可無級可調，尾礦灰分隨入料性質從40%到81%變化，EP≤0.12，給定密度波動范圍±0.005g/cm3。具有以水為分選介質、結構簡單、對入料煤質變化的適應性強、分選效率高等優勢，是一種較好的粗煤泥分選設備。

分選機理。顆粒的密度和粒度不同，在同一流體（水）中的沉降速度也不同。高密度粗粒具有較大的沉降速度，低密度細粒的沉降速度則較小。如果提供一個上升流體速度，使其介于低密度細粒的沉降速度和高密度粗粒的沉降速度之間，高密度粗粒將在該上升流體中沉降，而低密度細粒則上浮，由此實現多組分粒群按密度和粒度的分離。同時，在粒度相近或很窄的粒級范圍內，顆粒的沉降速度取決于顆粒的密度，不同密度的顆粒在一定上升水速作用下將按密度進行分選。輕細顆粒從上部溢流而出，形成溢流產品。沉降快的顆粒從底部排料口排出，形成底流產品。

頂水控制系統。在循環水進入CSS粗煤泥分選機前的管道上安裝有智能電磁流量計用于測定頂水流量，通過電信號反饋到控制系統，自動調節頂水調節閥的開度或頂水專用泵變頻器的輸出，從而實現頂水流量的穩定。頂水通過三根頂水分配管進入桶體底部，在CSS桶體底部有均勻分布的噴嘴，形成向上流動的水流。

密度控制系統：密度探測裝置主要用來測量桶內懸浮液的密度，通過將電信號反饋到控制系統，控制排料執行機構的動作，從而保持桶內干擾床層的穩定。

CSS粗煤泥分選機結構見圖1。

圖1 CSS粗煤泥分選機結構圖

二、CSS粗煤泥分選機在祁東礦選煤廠的應用

1.改造前的CSS煤泥分選機入料流程及分選效果

工藝流程。入洗原煤經1mm原煤脫泥篩1mm脫泥，篩上進入重介混料桶；篩下水經水力旋流器分級后底流進入CSS粗煤泥分選機，溢流進入濃縮—壓濾煤泥處理系統，溢流和底流分別依次經振動弧形篩和煤泥離心機脫水；脫水后的溢流精礦摻入重介精煤，底流尾礦作為產品經皮帶運輸系統供給矸石煤泥電廠；CSS粗煤泥分選機溢流和底流的振動篩篩下水、煤泥離心機離心液進入煤泥水桶。見圖2CSS煤泥分選機工藝流程所示。

分選效果。祁東煤礦選煤廠在使用CCS粗煤泥分選機初期，預先脫除的煤泥經水力旋流器分級后，底流部分進入粗煤泥分選機，濃度在400g/L～600g/L，滿足入料條件。給定密度在(0.005g/cm3區間內，CSS粗煤泥分選機實現排料閥自動開閉，精煤灰分控制在10.00%～10.50%之間，尾礦灰分隨入料性質在40.00%～65.00%之間波動。

圖2 CSS煤泥分選機工藝流程

在煤泥水處理流程中，CSS粗煤泥分選機的溢流和底流，其弧形篩篩下水及煤泥離心機離心液又返回到煤泥水桶，存在著局部小循環，增加了次生煤泥量，造成CSS粗煤泥分選機入料中－0.25mm高灰細泥含量高達41.29%（見表1），部分高灰細泥隨CSS粗煤泥分選機的溢流進入精煤產品中，影響了精煤質量。在實際的生產過程中，精煤灰分只能短期控制在10.00%～10.50%之間，隨后精煤灰分逐漸上升，最終穩定在12.79%，不能作為精煤產品。

表1 CSS粗煤泥分選機入料小篩分試驗數據

2.改造后的CSS煤泥分選機入料流程及分選效果

為降低－0.25mm高灰細泥對CSS粗煤泥分選機分選效果的影響，針對煤泥水局部小循環，水力分級旋流器底流夾細高等問題，祁東煤礦選煤廠技術人員將尾礦弧形篩篩下水及煤泥離心機離心液改為返回到濃縮壓濾系統，調整水力分級旋流器底流口并增大壓力。CSS煤泥分選機優化改造后，入料中－0.25mm高灰細泥含量由41.29%下降到31.43%，+0.25mm煤泥分選效果良好，灰分僅為6.91%，精煤總體灰分是10.03%，滿足了精煤產品指標要求。

三、經濟效益及結論

祁東煤礦選煤廠脫泥后的原生煤泥，經水力分級旋流器分級和脫水后，粗煤泥進入中煤系統，產率為8.00%左右，灰分為30.87%，作為動力配煤銷售。但通過CSS煤泥分選機分選后，精礦回收率達41.71%，灰分10.00%～10.50%，其產品入進重介精煤作為精煤銷售，改造后經濟效益可增收1440萬元。

CSS粗煤泥分選機流程簡單，操作簡易，改變了原選煤系統中粗煤泥僅分級，而不分選的現狀，針對1～0.25mm的粗煤泥進行有效分選，提高了精煤產率，增加了企業的經濟效益，對采用原煤預先脫泥分選工藝，粗煤泥想得到有效分選的選煤廠具有借鑒意義。