淮北選煤廠粗煤泥設備與工藝優化實踐

2019-01-31 01:49:45孟祥民

選煤技術 2018年1期

孟祥民，趙晴

(淮北礦業集團公司淮北選煤廠，安徽淮北 235000)

淮北選煤廠是一座設計能力為4.50 Mt/a的中央型煉焦選煤廠，采用“重介—浮選”的聯合工藝，現有單號、雙號兩套生產系統，入選原煤主要來自閘河煤田。近年來隨著閘河煤田資源枯萎，產煤量減少，資源品位變差，入選原煤含泥量增大，煤炭泥化嚴重，直接導致重選分選效果變差，粗精煤灰分居高不下，造成重精、浮精為粗精煤背灰，影響產品質量穩定和精煤產率的提升，因此如何有效降低粗精煤灰分，保證產品質量，提升精煤產率成為該廠亟待解決的重要問題。

1 粗精煤灰分高的原因

1.1 粗煤泥回收工藝分析

選煤廠精煤產品由重介質旋流器精煤、粗精煤、一次浮選精煤、二次浮選精煤四部分構成，四種產品的比例分別約為54%、12%、22%、12%，由此可見，粗精煤灰分對于總精煤灰分有很大的影響。粗精煤分選工藝流程見圖1。精煤弧形篩下分流出的部分合格介質和精煤脫介篩一段篩下合格介質經煤泥重介質旋流器分選，尾礦給入中煤磁選機，煤泥重介精煤與精煤脫介篩下稀介質一起進入精煤磁選機，磁選精礦一部分進入合格介質桶，一部分給入煤泥重介旋流器調整分選密度；精煤磁選尾礦與精煤離心液混合后經由振動弧形篩、煤泥離心機回收粗精煤，粗精煤脫水后摻入精煤產品。

近年來，受煤質及生產情況影響，粗精煤灰分長期偏高，為了滿足用戶需求，在生產中只能通過調整重介主選比例，使主選精煤灰分不斷降低，以致重介主選精煤背灰嚴重，大大降低了精煤產率，嚴重影響經濟效益。從圖1可以看出，煤泥離心機離心液又返回精煤磁選尾礦桶，造成大量高灰細泥無法正常排出，從而不斷積聚，勢必造成大量高灰細泥附著在粗精煤產品上，使粗精煤灰分升高[1-2]。

圖1 粗精煤分選工藝流程

1.2 工藝環節分析

為了更好地分析粗精煤灰分偏高的原因，對2017年2月雙號系統(原煤入選配比為楊莊礦∶岱河礦∶朱莊礦=1∶1∶2)的粗精煤弧形篩入料進行小篩分試驗，結果見表1。由表1可以看出，隨著粗精煤粒度的降低，灰分明顯增高，其中>0.25 mm粒級灰分為11.04%，產率僅為32.46%；而<0.25 mm粒級灰分高達22.38%，產率為67.54%；<0.125 mm粒級含量占44.59%，灰分為27.40%，這部分高灰細泥嚴重影響了粗精煤質量，若能降低或去除這一粒級物料，可以極大地降低粗精煤灰分。

粗精煤弧形篩篩上物及篩下物小篩分試驗結果見表2。由表2可知：①對精煤泥弧形篩的工藝要求，一是浮選入料上限控制為0.25 mm，二是從篩上物中脫除<0.03 mm細泥。但該廠入料中>0.5 mm粒級的累計灰分已接近銷售精煤灰分的上限，即使弧形篩能將篩上物中<0.045 mm粒級或<0.075 mm粒級脫凈，但因與煤質有關，粗精煤泥的灰分仍然偏高；②從篩分產物粒級組成上看：篩上物灰分為14.81%，說明粗精煤弧形篩脫泥效果欠佳，造成部分高灰細泥未能進入篩下，其中<0.075 mm的細泥產率為22.85%，累計灰分為27.21%，這部分高灰細泥嚴重影響了粗精煤灰分，而篩下物中>0.25 mm的粗粒級產率為12.37%，弧形篩跑粗控制效果較好，其中>0.50 mm粗精煤僅為2.24%，為后續的浮選系統創造了良好的作業環境[3-4]。

表1 粗精煤小篩分試驗結果Table 1 Result of sieve analysis of cleaned coarse slime %

表2 粗精煤弧形篩篩上物、篩下物小篩分試驗Table 2 Sieve analysis of sieve bend's undersize and oversize materials of cleaned coarse slime product %

1.3 設備分析

淮北選煤廠選擇煤泥重介質旋流器作為粗煤泥分選設備，從工作原理上看，煤泥重介質旋流器的分選下限可以達到0.045 mm，然而從表1小篩分試驗數據可知，進入粗精煤<0.045 mm的細煤泥含量為26.13%，累計灰分為35.09%，其實際分選效果受煤泥旋流器的結構參數、入料濃度、入料壓力、磁鐵礦粉含量、粒度等因素影響[5]。因此，當煤泥重介質旋流器的工作狀況不穩定以及磁鐵礦粉含量和粒度等達不到要求時，有效分選下限會有所提高。由表1可以看出，粗精煤中<0.25 mm粒級的灰分均偏高，可見煤泥重介質旋流器的分選效果存在一定問題[6-8]。

目前采用的粗精煤脫泥脫水設備為振動弧形篩和煤泥離心機，大量高灰細泥附著在粗精煤上，提高了粗精煤的灰分。由表2可以看出，篩上物中有22.85%的<0.075 mm粒級的細泥，其灰分為27.15%，因此脫泥效果有待提高。

2 改造措施

結合生產實際，在不更換設備的情況下，要降低粗精煤灰分，關鍵是降低粗精煤中<0.25 mm細粒級灰分及含量，可采取如下措施[9-11]：

(1)確保煤泥桶液位，保證煤泥重介質旋流器有穩定的入料量與入料壓力；調節分流量及補水大小，控制煤泥重介的分選密度，保證粗煤泥的分選效果。

(2)加強粗煤泥弧形篩的管理，在生產過程中，充分發揮擊打器的作用，敲打振動弧形篩篩板，保證細顆粒有效透篩；提高弧形篩的全寬入料，提高弧形篩的使用效率；增大脫泥篩篩上的噴水量和噴水壓力，增強脫泥力度，以達到降低粗精煤灰分的目的。

(3)向粗煤泥離心機中、離心機入料管道內補加清水，在離心力的作用下，通過沖洗粗煤泥，減少顆粒表面附著的高灰細泥，降低粗精煤灰分；加強粗煤泥離心機的管理，利用停車間隙，對離心機篩籃、濾液管進行徹底的清理。

(4)根據生產實際情況，適時將目前系統中存在的高灰細泥排入中矸磁選尾礦桶，避免高灰細泥不斷循環積聚。

3 效果分析

為了評價技術改造效果，淮北選煤廠于2017年5月分別對粗精煤和弧形篩上粗精煤泥灰分進行了統計。由表3和表4可以看出，雖然<0.25 mm粒級的灰分依然偏高，但含量較改造之前降低了10個百分點左右，篩上物中<0.075 mm的細泥產率僅為1.85%,并且粗精煤灰分也得到有效控制，表4中5月份粗精煤灰分為11.18%，表2中2月份的粗精煤灰分為14.81%，降灰效果明顯。由此可見，通過采取相應措施，大大降低了粗精煤中高灰細泥含量，有效提高了產品品質。