塊煤跳汰排矸簡化工藝的設計與應用

潘東明

(1．中煤科工集團唐山研究院有限公司，河北 唐山 063012；2.河北省煤炭洗選工程技術研究中心，河北 唐山 063012)

塊煤跳汰排矸是我國動力煤分選的主要方法之一。然而，目前大多塊煤跳汰排矸選煤廠在工藝上與混合跳汰工藝區別不大，這就造成了投資和運行成本的增加以及不必要產能浪費[1]。實際上，塊煤跳汰與混合跳汰是有區別的，這主要是由于塊煤跳汰入選原煤中的細粒級含量較少，因而在煤泥水處理和粗煤泥回收環節要比混合跳汰簡單得多；其次，塊煤跳汰排矸對于循環水濃度的要求不如混合跳汰(或末煤跳汰)那樣嚴格(混合跳汰循環水濃度通常在30～50 g/L)[2]。對于混合跳汰，循環水濃度過高會直接影響精煤的灰分，塊煤跳汰排矸則不然，循環水濃度對于精煤灰分的影響相對較小。因此尋求既能滿足生產需要，又能避免不必要的浪費的塊煤跳汰排矸簡化工藝是十分必要的。

1 常用粗煤泥回收工藝

針對前述塊煤跳汰排矸與混煤跳汰的不同，簡化設計主要是從粗煤泥回收和循環水處理兩個方面進行。

目前，跳汰選煤廠常用的粗煤泥回收工藝有弧形篩+煤泥離心機工藝和濃縮旋流器+高頻篩工藝，也有用數量較多的高頻篩直接回收粗煤泥的工藝，如圖1所示。至于循環水的處理，通常采用耙式濃縮機，將其溢流直接作為循環水使用。在三種工藝中，與多臺高頻篩工藝和濃縮旋流器+高頻篩工藝相比，弧形篩+煤泥離心機工藝優點在于小于篩縫0.5～0.7倍的高灰細泥可透過篩縫進入篩下水，進而能提高回收的粗煤泥產品質量；弧形篩+煤泥離心機工藝由于采用了煤泥離心機脫水，因而產品水分可以有一定的保證[3-9]；而多臺高頻篩工藝不僅占地面積較大，并且產品的水分不好保證。

以上三種回收工藝用于處理混煤跳汰過程中的煤泥水均比較成熟和可靠，但用于塊煤跳汰排矸工藝則均過于繁瑣。

圖1 跳汰選煤廠常用的粗煤泥回收工藝

2 塊煤跳汰排矸工藝簡化

為了簡化塊煤跳汰排矸工藝，可省去常規的粗煤泥回收工藝，用減小脫水篩篩縫的方法來回收粗煤泥。比如：正常脫水篩篩縫為0.5 mm，簡化工藝后使用0.3 mm篩縫，同時適當增大脫水篩的面積，并將耙式濃縮機省去，改用深錐濃縮機，通過選擇合適的藥劑和配比，來保證深錐濃縮機內煤泥水的沉淀效果。簡化后的工藝流程如圖2所示。

簡化后的工藝比常規工藝簡單很多，這就意味設備數量和相互間轉運環節的減少，進而節約投資和設備維護工作量，并且能達到同樣處理效果。以90萬t廠型為例，預計可節約設備投資約90萬元，節約土建投資210萬元左右。

圖2 簡化后的塊煤跳汰排矸工藝

3 工藝簡化后需注意的問題

由于工藝簡化，在實際生產中，需要在以下幾個方面進行嚴格控制：

(1)要嚴格控制入選原煤中<13 mm粒級末煤的含量。如果進入系統的末煤含量過多，會造成煤泥水濃度的持續上升，進而會影響分選效果，嚴重時可造成深錐濃縮機壓實等生產事故的發生。這就需要在入選前根據原煤的水分、粒度組成等情況進行綜合分析，選擇合適的分級設備，必要時在入選前進行二次篩分，以將入選原煤中細粒級含量控制在合理的范圍之內。

(2)在簡化工藝中，壓濾機是控制循環水濃度的關鍵設備，若壓濾機長時間不工作，循環水濃度會持續增加，因此在生產中要確保壓濾機的完好。

4 應用效果

簡化后的跳汰排矸工藝于2013年11月首次在北京木城澗選煤廠投產使用，至今已經正常運行兩年多，投產時跳汰面積為6 m2，后因產量需要擴大到9 m2。生產實踐表明，簡化后的工藝生產運行良好，日常生產各環節循環水濃度穩定(表1)。

表1 木城澗選煤廠各環節水質日常監測結果

從表1數據可以看出，循環水的濃度基本穩定在30 g/L，完全可以滿足選煤生產的需要，因此證明了該簡化工藝的可行性。

隨著煤炭價格的持續走低，煤炭行業的形勢日趨嚴峻，簡化生產工藝就意味著建廠投資與生產成本的降低，因此塊煤跳汰排矸工藝的簡化對于塊煤分選來說具有重要的現實意義。

[1] 劉伯榮，劉靜麗.動力煤塊煤跳汰工藝的簡化[J]. 煤礦設計，1990(11).

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[3] 劉 億，吳 玲.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).

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