朱家峁選煤廠工藝設(shè)計研究

呂進(jìn)云

（中煤科工集團(tuán)北京華宇工程有限公司，陜西 西安 710001）

朱家峁選煤廠位于橫山縣波羅鎮(zhèn)，由陜西中太能源投資有限公司2016年建成投產(chǎn)，該選煤廠屬礦井型動力煤選煤廠，建設(shè)規(guī)模3.0Mt/a。洗選工藝為150～6mm塊煤采用淺槽分選，-6mm末煤不洗選，預(yù)留末煤洗選的可能性。洗后塊煤供煤氣化項目，混煤做動力煤。

1 煤質(zhì)資料及產(chǎn)品分析

1.1 煤質(zhì)特征

朱家峁煤礦主要可采煤層為3煤層，煤層平均厚度2.17m。原煤屬低灰、中高硫、低磷、高發(fā)熱量、富油、中等軟化溫度灰、特高熱值的長焰煤，是良好的動力煤和化工用煤[1]。煤質(zhì)特征見表1。

本礦井已投產(chǎn)，選煤廠設(shè)計所用生產(chǎn)煤樣來源于本礦井3煤層。原煤篩分前灰分為13.56%，篩分后原煤灰分為13.76%，校正后篩分資料見表2。由表2可知，原煤可見矸含量為1.91%，可見矸石含量少。隨著粒度的減小，灰分呈逐漸減小趨勢，-0.5mm物料產(chǎn)率6.74%，灰分為13.09%，灰分比鄰近粒度級高，說明-0.5mm矸石含量較高，矸石易碎。設(shè)計以校正后篩分浮沉資料作為設(shè)計依據(jù)。

1.2 產(chǎn)品用戶及產(chǎn)品方案

本廠塊煤產(chǎn)品主要供給配套煤氣化綜合利用項目（0.6Mt/a 蘭炭、2 萬t/a 金屬鎂、0.3Mt/a 型煤和2萬t/a 副產(chǎn)焦油）。混煤（13～0mm）作為優(yōu)質(zhì)動力煤外銷。根據(jù)目標(biāo)用戶對產(chǎn)品要求制定產(chǎn)品結(jié)構(gòu)見表3。

表2 校正后原煤篩分試驗報告表

表3 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)表

2 洗選工藝設(shè)計

2.1 煤的可選性

根據(jù)篩分、浮沉試驗結(jié)果繪制朱家峁選煤廠150～6mm級原煤可行性曲線見圖1。由圖1可知，當(dāng)要求精煤灰分小于11%，理論分選密度為1.86kg/l，原煤可選性為中等可選煤。

2.2 分選工藝制定

選煤工藝取決于原煤煤質(zhì)，目標(biāo)用戶對產(chǎn)品粒度、數(shù)量、質(zhì)量的要求及分選設(shè)備的特性。國內(nèi)常見動力煤選煤廠采用塊煤入洗，末煤旁路工藝。重介淺槽、跳汰是塊煤洗選常用工藝，適用范圍不同[2,3]。朱家峁選煤廠工藝設(shè)計綜合考慮最終推薦采用150～6mm淺槽分選，-6mm篩下旁路作為混煤產(chǎn)品。設(shè)計采用脫粉入洗以提高分選系統(tǒng)分選精度，減少煤泥水系統(tǒng)負(fù)荷，降低煤泥產(chǎn)品對動力煤產(chǎn)品質(zhì)量影響。

圖1 150～6mm原煤可選性曲線

2.3 設(shè)備選型

設(shè)備選型是選煤廠工藝設(shè)計的關(guān)鍵，將影響到選煤廠正常運(yùn)營及產(chǎn)品質(zhì)量。設(shè)備類型應(yīng)適于本礦井煤質(zhì)特征，可實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量要求。設(shè)備選型、臺數(shù)應(yīng)與選煤廠廠型相匹配，優(yōu)先選用性能可靠、處理量大、高效低耗、技術(shù)先進(jìn)的大型設(shè)備，使系統(tǒng)簡潔，管理方便。設(shè)備選型計算按設(shè)計規(guī)范選取不均衡系數(shù)，生產(chǎn)實際中煤泥水系統(tǒng)的不確定因素較多，在設(shè)計中對朱家峁選煤廠煤泥水系統(tǒng)的處理能力留有一定的富裕能力。具體選煤廠工藝設(shè)備選型見表4。

表4 主要工藝設(shè)備選型表

2.4 工藝布置

礦井原煤由帶式輸送機(jī)向東運(yùn)至2個Φ18m圓筒倉緩存，單倉容量5500t。倉下帶式輸送機(jī)將物料轉(zhuǎn)載后向東運(yùn)至主廠房。脫粉、塊煤洗選、煤泥回收、介質(zhì)配制均在主廠房完成。洗后塊精煤及矸石分別向南運(yùn)至塊煤矸石倉，塊精煤在倉上實現(xiàn)“三八塊”分級。塊煤矸石倉為10個7×7m的方倉，其中5個用于存儲13～30mm小塊煤，3個用于存儲30～80mm中塊煤，1個倉用于80～150mm大塊煤，剩余一個倉用于存儲矸石，各倉容與產(chǎn)品數(shù)量相匹配。塊煤配倉采用可逆移動帶式輸送機(jī)，大塊煤及中塊煤采用螺旋溜槽防碎。末煤在塊煤矸石倉上轉(zhuǎn)載后向西運(yùn)至3個Φ18m圓筒倉存儲，單倉容量5500t。濃縮車間就近布置于主廠房西北角，選煤廠化驗辦公樓布置在主廠房西南側(cè)，管理方便。

3 設(shè)計特點(diǎn)

3.1 脫粉入洗

對于動力煤選煤廠來說，在產(chǎn)品質(zhì)量滿足用戶要求前提下，宜盡量減少末煤入洗量，減輕煤泥水負(fù)擔(dān)，降低生產(chǎn)成本[4,5]。據(jù)篩分資料，朱家峁選煤廠-6mm篩末煤低位發(fā)熱量為25.76MJ/kg，不經(jīng)洗選其發(fā)熱量滿足目標(biāo)電廠要求。最終確定朱家峁選煤廠洗選工藝為6mm脫粉，篩上150～6mm塊煤采用淺槽分選，篩下-6mm末煤不洗選。

3.2 工藝靈活

在主廠房北側(cè)預(yù)留有末煤洗選場地，當(dāng)煤質(zhì)出現(xiàn)較大幅度波動，現(xiàn)有塊煤洗選系統(tǒng)不能滿足用戶要求時可增加，與現(xiàn)有系統(tǒng)銜接方便。壓濾煤泥即可摻入末煤系統(tǒng)也可晾干后銷售，根據(jù)生產(chǎn)實際煤泥特性變化確定是否摻混，以保證末煤產(chǎn)品質(zhì)量。

3.3 布置緊湊、工藝設(shè)備可靠

洗選系統(tǒng)與礦井生產(chǎn)系統(tǒng)緊密結(jié)合，整個廠區(qū)占地較省，各生產(chǎn)系統(tǒng)功能劃分明確，布置緊湊，煤流順暢，產(chǎn)品運(yùn)輸方便。工藝設(shè)計采用目前最為常用的塊煤淺槽排矸工藝，工藝流程簡潔實用并且成熟可靠。設(shè)備選型技術(shù)先進(jìn)，性能可靠，高效低耗。

4 結(jié) 語

朱家峁選煤廠設(shè)計過程中對煤質(zhì)資料進(jìn)行了合理分析，制定了采用弛張篩進(jìn)行6mm脫粉，對150～6mm塊原煤重介淺槽排矸工藝。該工藝靈活可靠，適應(yīng)性強(qiáng)，符合原煤煤質(zhì)特性和目標(biāo)用戶對產(chǎn)品的質(zhì)量要求。重介分選系統(tǒng)自動化程度高，其精確的控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)全工藝的監(jiān)測、監(jiān)控，達(dá)到高效生產(chǎn)。脫粉工藝使淺槽的分選下限能力得以發(fā)揮，提高了入洗率，穩(wěn)定了混煤產(chǎn)品質(zhì)量，增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。