淺析烏東選煤廠選煤工藝流程的確定

張千軍

(神華新疆公司洗選中心機電設備辦,新疆烏魯木齊 830019)

淺析烏東選煤廠選煤工藝流程的確定

張千軍

(神華新疆公司洗選中心機電設備辦,新疆烏魯木齊 830019)

對烏東煤礦原煤粒度進行分析，認入洗最佳粒度范圍應為200～13mm；在綜合對比各排矸設備利弊的基礎上，確定采用重介質淺槽分選機處理+13mm的原煤，進行排矸；針對采區原煤泥化現象，提出將煤泥分為粗煤泥和細煤泥，并采取相應的工藝進行回收。在此基礎上，確定了烏東煤礦選煤廠的分選工藝，并進行了簡要的闡述。生產實踐表明，該工藝流程在烏東煤礦選煤廠運行效果較好，能夠達到預期設計目的。

入選粒度 排矸 煤泥處理 分選工藝流程

1 入選原煤粒度分析

根據烏東煤礦原煤銷售可知,原煤經篩分后+200mm的塊煤可直接供給民用;-200mm的原煤則可入選煤廠進行分選,可確定入洗原煤粒度上限為200mm。將烏東煤礦原煤進行篩分浮沉試驗,實驗結果顯示,+13mm的原煤中含矸量較高,灰分可達為26．7～36．9%,故入選的塊煤需要進行排矸;-13mm的原煤中灰分偏高,可達22．9%,若直接作為電煤使用,則不能夠滿足灰分含量要求。有上述分析可確定烏東選煤廠的入洗粒度下限為13mm。為了提高-13mm原煤質量,可將25～13mm塊精煤進行摻配,這樣可以相對降低其灰分,在滿足一定摻配比的條件下可作為電煤銷售。對烏東煤礦煤炭主要銷售對象進行分析,可知周邊電廠、裝備集中供熱系統的大型企業或單位是烏東煤礦的烏東煤礦的主要銷售客戶,且這些客戶與烏東煤礦保持有較為穩定的供給關系,末煤使用單位極少。由此可知,若將混煤產品作為烏東煤礦的主要銷售產品則是最為合理的,因此可確定烏東選煤廠入洗粒度范圍為200～13mm是最為合理的,13～0mm末煤不入洗,預留末煤洗選的可能性。

2 選煤方法的確定

由烏東煤礦原煤篩分沉浮試驗可知,+13mm的原煤中含矸量較高,灰分可達為26．7～36．9%,故需要對該粒度級范圍的入洗原煤進行排矸。對烏東煤礦原煤特性進行分析,同時結合臨近礦井洗選經驗,確定+13mm的原煤排矸可采用跳汰或重介分選兩種方式[1-2]?，F對這兩種塊煤排矸方法利弊進行分析：(1)動篩跳汰排矸自動化程度高,工藝簡單易于操作,分選精度較高,且洗水可以實現循環,可節約大量的水資源,同時基建投資、生產、維護成本較低;但動篩跳汰排矸的缺點也較為明顯,即其入洗粒度下限較高,一般適合于+25mm的入洗原煤。(2)重介分選排矸的主要優點是對入洗原煤適應性較強,入洗能力大,分選下限較低,同時可獲得較高精度的產品,且可實現自動化控制,大型選煤廠多使用該工藝進行排矸或者處理塊煤;其缺點是洗選排矸工藝較復雜,投資和運營成本較高,需配套相關設備較多。綜上分析,滿足烏東煤礦原煤粒度分選要求,同時考慮到入洗原煤煤質的不穩定性,決定采用重介分選對+13mm的原煤進行排矸。

目前,我國選煤廠所用的重介分選設備主要有有重介斜(立)輪分選機和重介淺槽分選機兩種,前者優點是分選精度較高,分選粒度級較寬,浮液循環量較小,缺點是存在塊煤過破碎現象,同時設備易于磨損,維修工程量較大;重介淺槽分選機除了能夠滿足高分選精度外,其分選工藝較簡單,結構緊湊,占地空間較小,分選粒度范圍為300～13mm,處理能力可達500t/h,重介淺槽分選機有代替重介斜(立)輪分選機的趨勢[3-4]。綜合上述分析,鑒于重介淺槽分選機的諸多優點,認為烏東煤礦選煤廠選擇重介質淺槽分選機處理+13mm的原煤較適合,能夠滿足粒度要求和精度要求。

3 煤泥回收工藝

受煤層賦存條件和水文地質的影響,烏東煤礦部分采區原煤存在一定的泥化現象,煤炭泥化作用的結果便是細泥灰分較高,在原煤入洗過程中產生大量的煤泥,煤泥的增多直接影響到介質的回收率和精煤產率。這些煤泥若得不到回收和利用,不僅使大量的煤炭損失,還會增加煤泥水處理負擔,不利于提高選廠的綜合經濟效益。分析認為,烏東煤礦選煤廠應對粗、細煤泥分別回收,其中回收所得粗煤泥可以按照合理配比摻入混煤中作為電煤銷售,對于難以回收的細煤泥可根據其灰分值進行留或者棄。

3.1 粗煤泥回收

粗煤泥回收工藝和分選設備一直是我國選煤界研究的熱點,其研究成果有效地推動了粗煤泥回收水平的提高。目前,我國常見的粗煤泥分選設備有高頻篩、小直徑重介質旋流器、加壓過濾機、TBS干擾床、煤泥篩網沉降離心機等,這些設備有著不同的適應性[5-7]。高頻篩分選原生煤泥效果較好,適合于對粒度范圍要求較寬的單位;加壓過濾機具備單機處理大,產品水分低等優點,但對于泥化較嚴重的煤泥而言其處理能力和處理效果會相對較差;TBS干擾床分選機對于粗煤泥分選有著較好的效果,同時由于其占地小、易于維護、運營成本低、節省藥劑和重介質等優點應用范圍有增大趨勢,但該設備要求粒度范圍較窄,同時自動檢測和控制系統不夠完善,難以保證精煤質量和產率;煤泥篩網沉降離心機主要應用于粗煤泥回收和精煤、尾煤脫水,該設備處理能力大、占地面積小、工藝簡單,投資運營成本較低,分選效果較好。綜合考慮這幾種分選設備的利弊,同時結合烏東煤礦原煤自身特性,決定采用篩網沉降離心機進行粗煤泥回收。

3.2 細煤泥回收

以往煤泥回收多采用板框式壓濾機,這種壓濾機具有操作簡單,濾餅含固率高等特點,其缺點是連續性差,工作壓力較低,需要專人值守,濾布需定時人工清理。隨著壓濾機的快速發展,板框式壓濾機使用率已經呈降低趨勢,在其基礎上發展起來的快開式隔膜壓濾機使用率有增大趨勢?？扉_式壓隔膜壓濾機采用機、電、液一體化設計和制造,結構簡單合理,操作方便,安全可靠程度較高,能夠實現壓濾的自動化,且能夠使濾餅水分降低至20%以內。鑒于快開式隔膜壓濾機的諸多優點,決定采用其來回收烏東煤礦細煤泥。

4 分選工藝流程

根據烏東煤礦原煤分選粒度的分析和選煤方法的確定,結合設計的煤泥回收工藝,確定烏東煤礦選煤廠分選工藝流程。烏東煤礦選煤廠分選工藝可簡述為：原煤經篩分后,+200mm產品揀除矸石后直接銷售,-200mm產品進行分級,分級所得-13mm產品摻入混煤,所得200～13mm產品經脫泥篩后進入重介質淺槽分選機進行排矸和洗塊煤,其中洗塊煤分為200～100mm洗大塊煤和100～25mm洗混中塊煤,25～1mm洗末煤經離心脫水后摻入末原煤中,脫介后的矸石運至矸石場地儲放;重介質可經磁選機回收,所得磁選尾礦進入煤泥水處理系統,磁選精礦返回合格介質桶;煤泥水采用兩段濃縮、煤泥兩段回收的工藝流程,經脫泥篩處理后的煤泥水進入濃縮旋流器,底流經離心機脫水后所得產品摻入混煤中,溢流進入一段濃縮機,底流經篩網沉降離心機脫水可得粗煤泥;濃縮機濾液進入二段濃縮機,底流經快開式隔膜壓濾機壓濾脫水后可得細煤泥。

5 結語

自該選煤工藝應用到烏東煤礦選煤廠生產中后,達到了預期的設計目標,目前工藝運行良好。入洗原煤粒度的分析和分選方法的確定是實現煤炭有效分選的前提和關鍵,煤泥的有效回收不僅有助于提高選煤廠的綜合經濟效益,同時對于降低煤泥水處理壓力和環境保護也至關重要。實踐證明,設計的分選工藝適合于烏東煤礦煤質分選要求,系統運行穩定,分選精度較高,且可在原煤煤質出現波動的情況下保證分選精度。

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Considered that the best particle size range is 200 ～13mm by the coal granularity analysis of wudong coal mine,determined that shoud adopt Dense Medium Separator to deal with the +13mm original coal and waste stone exhaust system，put forward recover coarse slime and fine slime individually based on the sludging phenomenon of mining area coal.Based on all of above,determined the separation technology of wudong mine coal preparation plant,and described the separation technology in a nutshell.The production practice shows that this separation technology is appropriate，achieve the desired objectinv.

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