渝新能源公司南桐洗選廠南桐廠區浮選精煤回收系統的改造

周正科

(重慶能投集團 渝新能源公司南桐洗選廠，重慶 400800)

渝新能源公司選煤廠南桐廠區是原南桐礦業有限責任公司南桐選煤廠，是一座設計能力為1.5 Mt/a的煉焦煤選煤廠。選煤工藝為：塊煤采用跳汰預排矸，末煤采用無壓給料三產品重介質旋流器分選，粗煤泥采用煤泥重介質旋流器分選，煤泥浮選的聯合流程。浮選精煤通過壓濾機回收，摻入總精煤供應重慶千信國際貿易有限公司(重慶鋼鐵廠)等鋼鐵廠。長期以來，由于使用老式隔膜壓濾機，導致浮選精煤系統存在設備多、回收能力不足、故障率高等問題，為此，洗選廠決定對工藝系統進行優化論證和改造。

1 存在問題

1.1 入浮煤泥細粒含量高

煤泥經粗煤泥重介質旋流器分選，溢流物料脫介后，通過φ300 mm的分級旋流器進行分級，φ300 mm分級旋流器的底流進入煤泥直線振動篩脫水，篩上物作為粗精煤泥產品，而φ300 mm分級旋流器的溢流和煤泥直線振動脫水篩篩下水進入φ250 mm旋流器進行分級、濃縮，底流物料進入煤泥直線振動篩，篩上物作為精煤泥產品，而φ250 mm旋流器溢流和篩下物料進入浮選，進入浮選系統的煤泥明顯變細，浮選入料和浮選精煤中<0.045 mm的含量達到80%以上。煤泥水中過多的細粒煤泥，使得煤泥脫水環節負荷過重。浮選入料、精煤、尾煤的粒度組成見表1。

表1 浮選入料、精煤、尾煤粒度組成表

1.2 原浮選精煤回收系統設備老化

浮選機分選出來的精礦進入精礦池，精礦池的物料分別流向各個儲料罐，再由高壓風把精礦壓入各臺壓濾機(編號為：551、552、553、554、555)，壓濾機卸料后，由刮板運輸機(編號為：561、562、563、564、565)輸送到566膠帶運輸機，由566膠帶輸送機轉入567刮板運輸機，再輸送到381精煤產品的刮板運輸機混合，最后進倉，濾液水返回系統進行使用。原浮選精煤回收系統設備聯系圖如圖1所示，設備配置見表2。

圖1 原浮選精煤回收系統設備聯系圖

表2 原浮選精煤回收系統設備配置情況表

注：空氣壓縮機OGD-210/7B和渣漿泵650V-SP各有一臺備用設備，生產時不計算備用設備功率，總消耗功率為443 kW。

因系統設備老化，設備數量多，造成運行成本高。精煤壓濾機已使用18年，主機結構已有所變形，導致運行過程中濾布易破損，造成精煤產品水分高。

根據2016年下半年統計，壓濾機每月平均壓濾次數可達3 300次，每天每班需人工卸料達110次。每月平均更換濾布100張，再加上機械故障每月高達15起，導致維修人員工作量特別大。由于設備故障多，浮選精煤回收系統無法與其它選煤系統同步生產，浮選精煤處理不及時，導致運行司機加班多，嚴重影響了選煤系統的正常生產。經生產統計每月生產延時達120 h，平均每天延時4 h左右。每年僅更換濾布的費用達66萬元(按濾布單價為550元/張，每月更換100張計算)，每年電費達181.81萬元(按0.57元/kW·h，每天運轉20 h，年生產360天計算)，噸煤泥加工成本達25.63元。

2 設備選型及工藝方案

2.1 浮選精煤回收設備的選擇

在選煤廠中，細顆粒物料采用的脫水設備主要有沉降式離心脫水機、真空過濾機、壓濾機等[1]，其各自特點分別如下：

沉降式離心脫水機在選煤廠主要用于含泥較多的原生煤泥、浮選尾煤和浮選精煤的脫水[2]，以及洗水的澄清，其入料粒度上限1～3 mm，有時可達13 mm[3-4]，其優點為：產品水分低，松散度高，當<0.045 mm粒級含量不超過20%時，所需離心強度在250～500就可實現固液分離，缺點為：當煤泥水中<0.045 mm含量大于50%時，固液分離困難[5-6]。

真空過濾機分為圓盤真空過濾機和圓筒型真空過濾機兩大類，圓盤真空過濾機濾布孔徑約為0.15～0.25 mm，設備體積大，操作過程復雜，檢修困難；而圓筒型真空過濾機體積大，過濾面積較小，單位處理能力低[7]。真空過濾機優點為：當煤漿濃度為25%～50%，粒度在1 mm以下時，濾餅水分在24%～28%之間，缺點是濾液濃度高，濾液的固體含量在5～50 g/L，不能實現清水洗煤[8]。

壓濾機分為帶式壓濾機、加壓過濾機和箱式壓濾機其各自的特點分別如下：帶式壓濾機在國內西南地區選煤廠的應用主要集中在貴州六盤水地區，適用于動力煤選煤廠，主要優點是能耗低，主要缺點是運行成本高，需要添加絮凝劑、清水用量大，操作維護相對復雜[9]。加壓過濾機在國內西南地區主要應用于南桐礦業公司干壩子洗選廠，其自動化程度高，密封性好，產品水分低，但加壓過濾機對細粒級煤泥回收效果不理想，尤其是對<0.045 mm占絕對多數的煤泥組成來說[10-11]。箱式壓濾機在國內選煤廠中應用廣泛占80%以上，主要優點是回收粒度細，能耗低，運行成本低、操作維護相對簡單，但產品水分稍高[12-13]。

結合南桐廠區浮選精煤粒度細的特點，確定使用箱式隔膜壓濾機[14]。

2.2 壓濾機選型及工藝方案

結合選煤廠實際，通過測試，進入浮選干煤泥量為19.74 t/h,浮選精煤產率按85%計算，干精煤泥為16.78 t/h,廂式壓濾機單位面積處理能力為0.02 t/(h·m2)，不均衡系數取1.15，則需要面積為[15]16.78 t/h×1.15÷0.02 t/(h·m2)=965 m2。因此選擇兩臺500 m2箱式隔膜壓濾機，型號：XAZG500/2000-U。精煤泥回收系統設備選型如表3所示。

表3 浮選精煤回收系統設備選型表

注：精煤壓濾機給料泵150ZJG-I-B45有一臺備用設備，生產時不計算備用設備功率，總消耗功率為297 kW。

浮選機分選出來的精礦流入精礦池，精礦池的物料用泵(541或542)給入壓濾機(551和552)進行壓濾，濾液水不成線狀流淌時，用壓榨泵(551-1或552-1)進行壓榨2～3分鐘后卸餅，由刮板運輸機(561和562)輸送到382刮板輸送機，最后進入381刮板輸送機與精煤產品進行混合后進倉。而濾液水返回系統進行循環使用。改造后精煤泥回收系統設備聯系圖如圖2所示。

3 經濟技術效果

2017年新系統改造并投入使用，生產運行效果顯著。

(1)產品水分由原來的28%下降到22%，比原系統水分降低6%，更好的滿足了用戶要求，減少了運輸成本。

(2)運行高效，噸浮選精煤加工成本明顯下降。由于材料、電力等成本的大幅下降，噸煤加工成本大幅下降到 11.58 元/t，比原系統下降了近55%。

(3)工藝更簡潔，設備大幅減少，機械故障大幅降低，崗位人員更加精簡。

(4) 此系統總投資435.1萬元，按表4可知，噸干煤加工成本每噸節約14.1元，每年干浮選精煤為16.78 t/h×16 h×360 d=9.67萬t。濾布費用每年節約51.60萬元，電耗成本每年節約84.30萬元。每年節約加工成本為135.90萬元(不包括減人提效)。預期1.6年收回成本。改造前后浮選精煤回收系統技術經濟指標見表4。

圖2 改造后浮選精煤回收系統設備聯系圖

表4 改造前后浮選精煤回收系統技術經濟指標對比表

注：1.壓濾次數指每天每臺壓濾一個循環的數量； 2.新壓濾機濾布2 000元/張；3.改造后，一年按360 d、一天16 h計算。

4 結語

從南桐廠區實施效果看，改造后設備大幅減少，管理和運行成本明顯下降，同時降低了浮選精煤產品水分，實現了浮選精煤回收系統和其它分選系統的同步運行。從改造經驗看，對使用老式壓濾機的選煤廠具有較高的參考價值。