選煤廠重介洗煤工藝技術(shù)的研究與應(yīng)用

周自強

摘 要：隨著時代的不斷進步，煤炭行業(yè)得到突飛猛進的發(fā)展，煤礦企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備和工藝技術(shù)也出現(xiàn)了較大變化，煤炭分選方法已經(jīng)從傳統(tǒng)的跳汰洗選發(fā)展為重介質(zhì)洗煤技術(shù)。作為選煤廠常用的一種選煤方法，重介洗煤技術(shù)因其特有優(yōu)勢得到廣泛應(yīng)用，其具有先進的工藝、較高的效率以及良好的性能等特點，能夠?qū)⒃褐械捻肥⒘蚍忠约半s物去除，并按照不同的規(guī)格對原煤進行洗選，從而提高煤炭質(zhì)量，滿足各類客戶的不同需求，并減少燃煤對大氣造成的污染。本文簡要介紹了重介洗煤的原理和優(yōu)勢，重點分析了重介洗煤技術(shù)的應(yīng)用以及工藝優(yōu)化措施，以期能為有關(guān)方面需要提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：選煤廠;重介洗煤;工藝技術(shù);優(yōu)化措施

隨著煤礦企業(yè)環(huán)保意識的不斷增加，選煤廠逐漸淘汰了對環(huán)境污染影響較大的跳汰洗選技術(shù)，開始向分選精度高、生產(chǎn)成本低、操作流程簡單的方向發(fā)展。重介洗煤技術(shù)能夠滿足眾多煤炭深加工企業(yè)的實際需求，該技術(shù)可以按照不同比重對原煤進行分選，并且除去原煤中的部分硫分，達到了節(jié)能減排、提質(zhì)增效的目的。但重介洗煤技術(shù)普遍存在介質(zhì)損耗嚴重的現(xiàn)象，因此降低介質(zhì)消耗已成為選煤廠控制生產(chǎn)成本的重要手段。

1 重介洗煤原理分析

原煤主要構(gòu)成包括煤、矸石、黃鐵礦等，密度在大于1.2g/L且小于2.6g/L的范圍內(nèi)，把不同密度的混合物放入具有中間密度的重介質(zhì)中，便可以分離出小于重介質(zhì)密度的浮物和大于重介質(zhì)密度的沉物兩種密度級差異明顯的產(chǎn)品。浮物在重介質(zhì)的表面漂浮，沉物在分選槽的底部沉淀，完成分選后將兩種不同密度的產(chǎn)品通過溢流或機械擾動的方式排出，這就是所謂的重介質(zhì)選煤。這主要是利用阿基米德原因，混合物密度大于重介質(zhì)密度時顆粒下沉，混合物密度等于重介質(zhì)密度時顆粒懸浮，混合物密度小于重介質(zhì)密度時顆粒上浮。由于顆粒的沉降速度與直徑存在正比例關(guān)系，如果粒度小于1mm，則沉降的速度過小，無法有效的開展分選作業(yè)。在重力場內(nèi)細粒級物料的分選工作無法有效開展，在離心力場中分選效果能夠取得良好的效果。重介質(zhì)旋流器作為當前常用的末煤分選設(shè)備，能夠在重介洗煤中發(fā)揮最高實效性。

2 重介洗煤工藝的應(yīng)用優(yōu)勢

通過長期實踐可以看出，在有利的條件下重介質(zhì)選煤可滿足較高的分選精度要求，能夠使分選效率大幅提升。通過對浮選法、重介選煤法、風力淘汰法等選煤工藝的分選精度進行對比，重介質(zhì)選煤精度多會利用偏差E值開展衡量操作，呈現(xiàn)出較高的分選精度?；诖?，在難度較大的分選操作中，重介質(zhì)分選法能夠體現(xiàn)出良好的實效性。相同產(chǎn)品質(zhì)量條件下，分選精度越高就以為止精煤的產(chǎn)率越高。目前常見的重介質(zhì)洗選設(shè)備包括二產(chǎn)品重介旋流器和三產(chǎn)品重介旋流器，其中二產(chǎn)品重介旋流器的第一段直徑的上限值為1500mm，單臺機器平均處理能力560—600t/h，入料最大值為100mm，通過量為1500—1800m?/h;三產(chǎn)品重介旋流器第一段直徑的上限值為1400mm，機器的平均處理能力400t/h，入料最大值為80mm。這兩種旋流器都不需要使用雙密度介質(zhì)分選技術(shù)。在原煤入洗前可以進行脫泥工序，有效降低精煤綜合水分，使煤泥水處理量大幅減少。很多老礦井的原煤中具有較高的含矸量，采取重介質(zhì)塊煤選矸法能夠?qū)㈨肥c煤快速分離，具有較高的操作便捷性，而且能夠減少人工撿矸的勞動強度，呈現(xiàn)出良好的實用性。

3 重介洗煤技術(shù)在選煤廠中的應(yīng)用

1）主要工作流程。首先入洗選煤經(jīng)過給煤機送到旋流器，然后在旋流器中以一定壓力打入稀釋介質(zhì)，分選出原煤中的煤和矸石，隨后經(jīng)過弧形篩和脫介篩進行脫介和脫水，脫介篩中的篩下物被輸送到濃縮池和磁選機進行二次介質(zhì)回收，加入稀釋介質(zhì)的煤泥水則由濃縮池進入壓濾系統(tǒng)和烘干系統(tǒng)，對煤泥進行回收。

2）重介洗煤關(guān)鍵技術(shù)。選煤過程中應(yīng)用的重介質(zhì)，一般為高密度微細固體及水的混合液，是一種非均相的重懸浮液，和真溶液存在較大差異，此類溶液內(nèi)含固液兩相，具備較高復(fù)雜性。基于此，實際開展各環(huán)節(jié)分選操作時，煤粒于其中進行相應(yīng)運動的過程中，不僅會遭受分散介質(zhì)阻力影響，分散相顆粒的阻力對其影響也相對較大。但據(jù)相關(guān)實驗顯示，和處于真溶液內(nèi)類似，粒度粗且和重介質(zhì)的密度存在顯著不同的顆粒，于懸浮液內(nèi)運動時主要受慣性阻力影響;粒度小且和重介質(zhì)密度差別并不明顯的顆粒，主要受粘性阻力影響。但基于實驗也得出另一種結(jié)果，即隨著煤粒的粒度和加重劑粒度的差異越來越小，懸浮液內(nèi)部的分選煤受加重劑顆粒機械作用影響會大幅提升，此為影響顆粒分選作用的關(guān)鍵因素之一。在煤粒粒度和加重質(zhì)粒度的差距達數(shù)十倍以后，可將懸浮液認定為均相液體，處于其中的煤粒在運動時受到的阻力影響與真溶液相同;但在兩者粒度類似的情況下，煤粒運動可認定為基于干擾沉降條件下的運動。基于此，處于離心力場內(nèi)，干擾沉降沉比會對分選煤粒的直徑起到限制性影響。通常來講，具有分選資格的粒度最低限值為加重質(zhì)最大粒度的五倍。

3）操作中的注意事項。一是將稀釋介質(zhì)打入旋流器時要注意控制入料的量，避免出現(xiàn)較大的波動，在入料時還要對壓力的穩(wěn)定性進行科學(xué)控制，如果泵機出現(xiàn)堵塞要進行處理，確保壓力穩(wěn)定;二是在洗煤設(shè)備運轉(zhuǎn)時，要精確控制物料的洗選密度，密度波動必須控制在小于5.5g/L且大于4.5g/L的范圍內(nèi);三是通過遞減水量的主分流方式來確保分流的穩(wěn)定性;四是重介桶懸浮液保持穩(wěn)定的高度，如果入料時以泵機作為動力時，介桶的液位低會直接降低物料的入選壓力，密度波動幅度較大時對洗選效果造成嚴重影響;如果入料以定壓箱作為動力時，需要確保箱內(nèi)的液面保持在溢流口的位置。當箱內(nèi)的液面降低時會降低物料的入選壓力，呈現(xiàn)出較差的洗選效果。當箱內(nèi)溢流時會帶走部分精煤，造成重質(zhì)損失。

4 重介洗煤工藝的優(yōu)化措施

1）優(yōu)化原煤排矸系統(tǒng)。由于井下原煤含矸量大，所采用動篩跳汰機能夠提升排矸效果，降低職工的撿矸勞動強度，減輕重介主選的負擔，但動篩排矸的精度不高，導(dǎo)致矸石含煤。選煤廠可以加強動篩車間的管理，創(chuàng)新實施“重介淺槽排矸工藝”。該工藝針對井下原煤煤質(zhì)的多變性，采用重介質(zhì)排矸，可大大增加排矸的精度，通過輕重產(chǎn)物的密度差來更精確的分選出原煤中的矸石。這樣不僅可以提高預(yù)排矸的排矸量，同時外排矸石中含煤量會大幅降低，并可徹底解決人工撿煤造成的人力資源浪費問題。

2）加強濃縮機沉降效果。在尾煤進濃縮前，先進行篩選，篩下水進濃縮池，篩上物作為中煤產(chǎn)品混入重介中煤。為更有效的控制入料量，增加一套矸石尾煤泥旋流器和高頻篩。設(shè)備運轉(zhuǎn)后，不僅能夠?qū)肥裁耗嘀械奈锪线M行回收，而且能夠使?jié)饪s池的處理壓力得到緩解。在洗煤車間新增一臺絮凝劑攪拌桶，使絮凝劑的添加、攪拌更加迅速，在最短時間內(nèi)可以達到最穩(wěn)定的煤泥沉降效果。通過建立循環(huán)水系統(tǒng)來保證生產(chǎn)用水的質(zhì)量，確保選煤所用溶解藥劑可以更充分的溶解，降低生產(chǎn)消耗，節(jié)約生產(chǎn)成本。

5 結(jié)束語

綜上所述，原煤在生產(chǎn)和運輸過程中不可避免的混入其他雜質(zhì)，借助各種選煤設(shè)備，采用重介洗煤工藝，能夠?qū)崿F(xiàn)礦物和雜物的精準分離，有效降低煤炭的灰分和硫分，提高原煤質(zhì)量，減少相應(yīng)的成本投入，適應(yīng)用戶的需要，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。選煤廠的技術(shù)人員要根據(jù)煤質(zhì)情況來科學(xué)調(diào)整生產(chǎn)工藝，使選煤工作展開的整體質(zhì)量以及效率得到有效保證。

參考文獻

[1]龐華.重介洗煤系統(tǒng)的密度控制[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量，2019，39（07）：151-152.

[2]童杰.洗煤工藝中介質(zhì)損耗的原因及管理技術(shù)[J].煤炭與化工，2017，40（08）：101-103.