選煤廠粗煤泥洗選回收工藝優(yōu)化改造研究

張 鵬

（晉能控股集團(tuán)煤炭洗選分公司，山西 大同 037016）

洗選煤是減少雜質(zhì)和提高礦用煤產(chǎn)品質(zhì)量的最有效、最經(jīng)濟(jì)的技術(shù)，對(duì)粗精煤的分選和分級(jí)要求也越來(lái)越高。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，粒級(jí)在3～0.5 mm 的煤泥含量在20%～45%，同煤集團(tuán)煤炭洗選分公司粒級(jí)小于3 mm 的煤產(chǎn)出率達(dá)47.9%，使粗煤泥的洗選回收技術(shù)受到更高的重視[1]。

1 粗煤泥洗選回收現(xiàn)狀

同煤集團(tuán)洗選分公司現(xiàn)使用的粗煤泥洗選工藝如圖1。原煤經(jīng)脫泥篩處理后，使用水力旋流器組[2]對(duì)-1 mm 粒級(jí)的原煤煤泥水進(jìn)行脫泥篩分級(jí)。其中，0.2～1 mm 粒級(jí)的煤泥進(jìn)入粗煤泥TBS 分選，分選后分別進(jìn)入精中煤回收系統(tǒng)，得到末精煤和中煤；0.2 mm 以下粒級(jí)的煤泥進(jìn)入浮選機(jī)浮選，經(jīng)過(guò)濾、濃縮分級(jí)后，底流進(jìn)入TBS 進(jìn)行脫水處理，溢流和精煤磁尾經(jīng)分級(jí)旋流器組濃縮分級(jí)后，底流在振動(dòng)篩篩分和離心脫水機(jī)脫水后得到粗精煤，摻入精煤得到產(chǎn)品，溢流進(jìn)入浮選系統(tǒng)中浮選。使用這種工藝容易出現(xiàn)分級(jí)旋流器組底流夾細(xì)現(xiàn)象嚴(yán)重、振動(dòng)篩脫泥降灰效果差等現(xiàn)象。

在對(duì)粗煤泥進(jìn)行洗選時(shí)，采用分級(jí)旋流器組預(yù)先對(duì)煤泥水進(jìn)行濃縮，確保其符合TBS 和振動(dòng)篩的要求。在離心力的作用下，通過(guò)兩相或多相密度差、粒度差進(jìn)行分離[3]，盡可能確保給料量和給料壓力穩(wěn)定。分級(jí)旋流器組是由4 臺(tái)550 mm 的小旋流器組并聯(lián)而成，一臺(tái)給料泵進(jìn)行集中供料，其他給料泵安裝在煤漿分配器上，確保每臺(tái)旋流器的煤漿在恒定壓力下。在實(shí)際的生產(chǎn)中，要不斷調(diào)節(jié)閥門的開關(guān)來(lái)控制入料的壓力和流量，難以準(zhǔn)確控制每臺(tái)旋流器的壓力和流量穩(wěn)定在恒定水平，從而造成分級(jí)旋流器組底流夾細(xì)嚴(yán)重、分級(jí)效果差等現(xiàn)象。相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，粗煤泥濃縮分級(jí)旋流器組中有52.7%的-0.25 mm 粒級(jí)的煤泥，粗精煤濃縮分級(jí)旋流器組中有61.9%的-0.25 mm 粒級(jí)的煤泥，粗煤泥濃縮分級(jí)旋流器組底流夾細(xì)，給后續(xù)分選造成困難，增加脫泥降灰的難度。

精煤脫泥降灰主要采用振動(dòng)弧形篩進(jìn)行，TBS溢流進(jìn)入旋流器組中，由于底流夾細(xì)，使進(jìn)入振動(dòng)篩中的細(xì)顆粒含量較高，且細(xì)泥的粘度較大，容易造成篩縫堵塞，振動(dòng)電機(jī)不能將細(xì)粒快速脫除，使弧形篩上堆積大量顆粒，影響篩分的效果，起不到脫泥降灰作用，進(jìn)而使篩分出的粗精煤有較高的灰分[4]。根據(jù)粗精煤產(chǎn)品的篩分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，見(jiàn)表1，TBS 洗選的+0.25 mm 粒級(jí)的灰分正累積為6.96%，全粒級(jí)的灰分正累積為11.60%，-0.125 mm 粒級(jí)的產(chǎn)率達(dá)15.1%，灰分負(fù)累積為29.69%，造成粗精煤的灰分含量高，影響精煤的總產(chǎn)出率。

2 改造方案設(shè)計(jì)

針對(duì)洗選分公司洗選粗煤泥出現(xiàn)的底流夾細(xì)和粗精煤灰分含量高問(wèn)題，對(duì)工藝流程進(jìn)行優(yōu)化改造，將0.2～1.0 mm 粒級(jí)的粗煤泥經(jīng)三產(chǎn)品TBS 排矸處理，二段底流經(jīng)棒磨機(jī)磨礦，煤泥浮選得到精煤和尾煤，尾煤進(jìn)行濃縮壓濾處理。具體工藝流程如圖2。

圖2 改造后粗煤泥洗選回收工藝

先對(duì)原煤進(jìn)行脫泥篩處理，進(jìn)入三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器中進(jìn)行分選，得到精煤、中煤和矸石等不同產(chǎn)物，通過(guò)各自的離心脫水機(jī)進(jìn)行脫水處理后，得到對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品，在脫介篩中進(jìn)行脫介處理后進(jìn)入合格介質(zhì)桶，脫介篩過(guò)濾出來(lái)的介質(zhì)經(jīng)磁選機(jī)處理后方可進(jìn)入合格介質(zhì)桶。采用三產(chǎn)品TBS 進(jìn)行排矸，經(jīng)弧形脫水篩和高頻振動(dòng)篩脫水后，摻入重介質(zhì)矸石，TBS 二段底流在弧形篩中脫水后進(jìn)入棒磨機(jī)磨礦，分級(jí)旋流器的溢流和磨礦后的產(chǎn)品在浮選機(jī)中進(jìn)行處理，并使用壓縮機(jī)過(guò)濾最終生成精煤，浮選機(jī)處理后的各類產(chǎn)品進(jìn)入高效濃縮緩沖池，在入料管切線的作用下進(jìn)入料井，使用自動(dòng)化設(shè)備對(duì)煤泥水進(jìn)行自動(dòng)加注絮凝劑。溢流經(jīng)濃縮池處理后進(jìn)入帶有噴水裝置的澄清水池，濃縮煤泥水經(jīng)底流泵打入主廠房壓濾機(jī)入料桶中，在入料泵作用下，通過(guò)壓濾機(jī)對(duì)煤泥進(jìn)行回收。

整個(gè)工藝流程中預(yù)先留有進(jìn)入中煤的煤泥通道，在煤泥含有較低的灰分含量時(shí)，濃縮機(jī)底流進(jìn)入沉降式過(guò)濾離心機(jī)進(jìn)行脫水，摻入中煤產(chǎn)品進(jìn)行最終銷售，設(shè)計(jì)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)比較靈活。

3 改造效果

粗煤泥洗選回收工藝經(jīng)改造后，粗煤泥分級(jí)精度大大提高，采用三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器，合理選擇入料方式，改善了分級(jí)效果，粗精煤高灰細(xì)泥含量大大減少。通過(guò)對(duì)改造后的粗精煤產(chǎn)品進(jìn)行篩分實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)見(jiàn)表2，可以看出，在原煤相同的情況下，-0.125 mm 粒級(jí)的粗精煤高灰含量從15.1%降為3.9%，+0.25 mm 粒級(jí)的灰分含量從6.96%升高到9.18%。三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的應(yīng)用，使煤泥灰分含量大大降低，整體灰分含量穩(wěn)定在10.5%，分選密度大幅提高，精煤產(chǎn)出率明顯上升。在三產(chǎn)品TBS 和振動(dòng)篩的作用下，粗精煤的精細(xì)分級(jí)精度有所提高，脫泥降灰效果顯著，TBS 底流的灰分約升高11.39%，總精煤的灰分約下降0.11%，精煤的產(chǎn)出率約提高1.85%，為公司約創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益466萬(wàn)元。

表2 改造后粗精煤產(chǎn)品篩分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

4 結(jié)論

為解決分級(jí)旋流器組底流夾細(xì)和振動(dòng)篩脫泥降灰問(wèn)題，分析原回收工藝，并采用三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器、三產(chǎn)品TBS 分選、直接浮選以及尾礦濃縮壓濾技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化改造，使粗精煤的精細(xì)分級(jí)精度有所提高，脫泥降灰效果顯著，TBS 底流的灰分約升高11.39%，總精煤的灰分約下降0.11%，精煤的產(chǎn)出率約提高1.85%，為公司約創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益466萬(wàn)元。