實施新舊動能轉換引領百年老礦洗煤廠跨入新時代

文/孔德宗

山東能源新礦集團華豐煤礦是一個特級質量標準化、現代化礦井，國家二級企業，華豐煤礦選煤廠1958年建廠，1960年投產，初期設計能力為30萬噸/年。1996年首創“雙八”品牌冶煉精煤。2012年由原來的主選跳汰工藝升級改造為重介工藝，現成為年設計生產能力為180萬噸的大型標準化選煤廠。

隨著礦井開采深度的不斷增加和井下機械化程度的不斷加強，上井原煤中煤泥含量不斷升高，致使原洗煤廠重介系統中次生煤泥含量大大增加，這部分粗煤泥未通過有效分選直接進入末煤，造成精煤回收率偏低、末煤發熱量和煤泥發熱量偏高。為有效解決這一難題，進一步提高精煤回收率，提升礦井經濟效益，華豐煤礦領導班子積極“走出去”對標先進，尋找破解這一難題的良方密鑰。經過不懈的努力，成功實施了“粗煤泥分選項目”，將百年老礦洗煤廠成功送上“新舊動能轉換”跨入新時代的班車。

一、轉變觀念，對標學習補短板

針對老區礦井存在的礦老、井深、上井原煤中煤泥含量不斷升高的實際情況，華豐煤礦立足生產實際，圍繞原洗煤廠的基礎設施，在實現原洗煤廠 “新舊動能轉換”上大做文章。徹底轉變“保守”“自大”“只當先生不當學生”的思想，組織人員赴省內外數十家同類型的洗煤廠進行實地對標學習，通過對標學習尋找解決從煤泥中再次提取精煤的方法。

目前國內常用的粗煤泥分選工藝大體可分為兩類，一類是以重介質為分選介質的煤泥重介質分選旋流器，一類是以水為介質的粗煤泥分選工藝，主要有水介質三錐旋流器、TBS等。煤泥重介分選工藝分選精度更高，分選粒級范圍寬，分選效果好，有很強的適應能力，礦井煤質發生變化幾乎不影響它的分選精度。然而煤泥重介分選工藝存在項目投資大，生產成本高，維修費用高等問題。

水介質三錐旋流器分選工藝以水作為分選介質，分選精度與煤泥重介分選工藝相對較低，但其分選工藝簡單，投資小、見效快，生產成本低，設備磨損小，維修量低。

二、科學論證，優化生產工藝

1.認清現狀，找準癥結

華豐煤礦選煤廠目前選煤工藝采用重介兩產品主選+細煤泥浮選+尾煤泥壓濾。原煤經0.63mm預先脫泥后進入主選重介旋流器，原生煤泥經分級濃縮旋流器FX500*4處理后進入TBS粗煤泥分選機分選，但因煤泥可選性較差，加之進入TBS分選機的細煤泥較多，致使TBS分選效果不理想，后來甩開未用。分級旋流器底流（1.0～0.35mm粗煤泥）不經有效分選直接經煤泥離心機脫水后摻入中煤產品。分級旋流器溢流（絕大部分小于0.35mm細煤泥）直接進入浮選系統，浮選精煤采用精煤壓濾機處理；浮選尾煤進入耙式濃縮機，濃縮機底流經壓濾機脫水回收，作為最終煤泥產品。此工藝存在的主要問題有：

（1）因粗煤泥量大且比較難選，使TBS分選效果差，不能正常投入使用，造成分選工藝不完善，粗煤泥（1.0～0.35mm）未經有效分選，粗精煤泥灰分偏高，無法摻到精煤產品內。實際生產中，現場要求綜合精煤灰分控制在8.0%以下，而粗精煤泥灰分卻居高不下，普遍在20%以上，無法直接摻入精煤。

（2）粗精煤泥摻入末煤，造成精煤資源的損失。為了保證綜合精煤灰分不超過8.0%，現場將這部分粗精煤泥摻入到中煤產品內，不僅造成部分合格精煤的損失以及資源的浪費，而且降低了選煤廠的綜合經濟效益。

（3）為了確保精煤回收率，避免大量的粗煤泥進入煤泥水系統，從而使重介脫泥篩篩板由原來的1.0mm更換為現在的0.63mm，這樣雖然避免了1.0～

0.63mm的粗煤泥進入煤泥水系統，但這部分煤泥在重介分選過程中導致次生煤泥含量增大，增加了重介質回收難度，造成洗煤介耗居高不下。同時這部分次生煤泥通過脫泥篩進入煤泥水系統，影響了煤泥水回收工藝。

表1 粗煤泥小篩分試驗結果

圖1 粗中煤泥累積粒度特性曲線

2.科學論證，工藝比對

（1）水介質三錐旋流器粗煤泥回收工藝。通過水介質三錐旋流器粗煤泥回收工藝的改造，在改善生產環境、提高系統穩定性及應變能力的基礎上，增加粗精煤泥回收量，可有效提高精煤回收率，降低末煤發熱量。同時采用水介質三錐旋流器進行粗煤泥分選，還可通過增大脫泥分級篩篩孔來提高原煤入洗量，相對降低洗煤成本。此外，可進一步改善煤泥浮選工藝條件，提高浮選入料質量，降低浮選油耗，提高浮選效果。

（2）工藝比對。華豐煤礦選煤廠為進一步確定新增粗煤泥分選工藝的可行性，特委托山東科技大學對現場原生煤泥取樣，并分別進行了篩分、浮沉試驗，通過試驗結果繪制粗煤泥可選性曲線，進一步論證水介質三錐旋流器分選工藝在華豐煤礦選煤廠的可行性。

粗煤泥粒度組成試驗分析。為了解該粗煤泥粒度組成，華豐煤礦選煤廠對該煤樣進行小篩分試驗，結果如表1所示。通過表1中數據可以繪制出累計粒度特性曲線，如圖1所示。

從表1、圖1可以看出，該粗煤泥中粒度較細，但+80目粒級含量較多，達到50.58%，從粒度上看適合采用旋流器分選。20-40目和40-60目兩個粒級含量較多，產率分別為24.49%和15.19%，120-325目三個粒級顆粒含量很低，均在5%左右，-325目含量適中，有利于旋流器分選；就灰分而言，該粗煤泥累計灰分為28.83%，+80目累計灰分為26.18%，灰分較高，仍需要進一步分選，各粒度級灰分比較接近，分布均勻。由此可見，對+80目實施有效分選可從中選出精煤，以提高精煤產率。

粗煤泥密度組成分析。為了解該粗煤泥煤樣密度組成情況，對該煤樣中+80目粒級煤樣進行小浮沉試驗，結果見表2。根據表2數據繪制出該粗中煤泥煤樣可選性曲線，如圖2所示。

由表2和圖2可以看出，該粗煤泥中低密度級含量較多，其中-1.4g/cm3密度級浮物累計產率高達68.39%，灰分僅為5.45%，說明該粗煤泥中精煤含量較多。從曲線上可查得，當要求灰分為8.00%時，鄰近密度物含量為2.59（去除高密度物），為易選煤，其精煤理論產率77.00%，占煤泥樣品38.95%。該粗煤泥非常適用三錐水介旋流器分選。

表2 粗煤泥+0.2mm小浮沉試驗結果

圖2 粗煤泥+0.2mm可選性曲線

三、項目實施，提升礦井效益

1.確定方案

原煤經脫泥篩（篩縫為1.0mm）預先脫泥后進入主選重介旋流器，原生煤泥經新增水介質三錐旋流器分選，水介質三錐旋流器溢流通過高效振動弧形篩進行脫水后，通過精煤泥離心機，弧形篩篩上物進一步脫水后得到粗精煤泥，弧形篩篩下物和精煤泥離心機離心液一同進入浮選系統進行浮選，得到浮選精煤。水介質三錐旋流器底流通過高效振動弧形篩進行脫水，弧形篩篩上物進入末煤泥離心機進一步脫水后得到末煤產品，弧形篩篩下物和末煤泥離心液一同進入尾煤泥耙式濃縮機，通過尾壓系統壓濾得到煤泥產品。該方案對系統中的粗煤泥進行了有效分選，得到了粗精煤泥產品，達到了提高精煤回收率，降低末煤發熱量的目的。

2.經濟效益

華豐煤礦選煤廠最終確定實施了水介質三錐旋流器粗煤泥分選工藝改造，2017年4月份完成項目改造。項目改造完成后對選煤廠煤泥水系統中粒度級在0.35～1.0mm的粗煤泥進行分選回收，得到粗精煤泥和粗中煤泥兩種產品，填補了選煤廠粗煤泥分選工藝空白。

2017年在產量同比下降的情況下，華豐煤礦選煤廠產出精煤同比提高18.6萬噸，精煤回收率達到71.37%，實現洗煤增收1.49億元，創歷史最好水平。