粗煤泥回收系統改造的可行性研究

(新疆龍煤能源有限責任公司營銷分公司，烏魯木齊 830000)

0 引 言

黑眼泉煤礦選煤廠是年設計能力為1.80MT的大型煉焦煤選煤廠，采用工藝為：無壓給料全重介選煤分選工藝，-0.5 mm粒級直接浮選。原設計粗煤泥回收系統采用單系統。

1 現狀

現粗煤泥系統回收系統采用“水力分級旋流器+弧形篩(篩縫0.40 mm)”聯合生產工藝，粗煤泥全部回到中煤系統。為進一步提高精煤產率，對粗煤泥進行多次分離試驗研究，通過分析，找到解決問題的有效途徑。

現有粗煤泥回收系統工藝流程，如圖1所示。

2 試驗分析與研究

2.1 樣品及試驗目的

該樣品為黑眼泉選煤廠精煤濃縮旋流器底流。目的為對該煤樣進行分析，選擇合適的方法進行降灰(灰分要求9.5以下)便可以參入精煤產品中。以此確定該項目是否有投資價值。

2.2 試驗步驟與結果

2.2.1 小篩分試驗

將原樣品烘干后，縮分，稱取200.0 g樣品，采用濕篩進行篩分，分別采用0.5、0.25、0.15和0.074 mm標準篩進行篩分，將篩上物料放置在烘箱內進行烘干、稱重，并進行灰分測定。試驗結果見表1。

圖1 粗煤泥回收系統工藝流程

表1 精煤濃縮旋流器底流小篩分試驗

2.2.2 小浮沉試驗

配制1.3、1.4、1.5、1.6和1.8 g/cm3的氯化鋅重液備用。將烘干后的原樣縮分取60g樣品，均分至兩個離心罐內，并將1.3 g/cm3氯化鋅重液倒入兩個離心罐內，使兩離心罐重量一致，隨后將兩離心罐對稱放置在離心機中，轉速2 000 r/min，時間10 min，蓋緊離心機蓋門，啟動離心機。10 min后，待離心機停止后，開啟蓋門，小心取出離心罐，將離心罐中上浮物及重液仔細又快速的倒入燒杯內，將存有沉物的離心罐加入1.4 g/cm3氯化鋅重液，按照上述步驟進行試驗。直至加入1.8 g/cm3重液為止。將所有上浮物及+1.8 g/cm3沉物進行沖洗，直至將氯化鋅沖洗干凈為止，并對沖洗干凈樣品進行烘干、稱重，并測定其灰分。試驗結果見表2。

表2 精煤濃縮旋流器底流小浮沉試驗(0.15 mm脫泥)

2.2.3 螺旋試驗

將氣化渣樣品烘干后，稱取8公斤左右備用。清洗螺旋分選機給料箱，清洗完畢后，往給料箱內加水至一半以上，隨后將稱取的氣化渣樣品倒入給料箱內混合均勻，繼續加水加滿給料箱。在螺旋分選機精、中、矸出料口處各放置一容器做收集物料備用。繼續攪拌至物料分散均勻后，打開出料口，使物料進入螺旋分選機進行分選。待物料分選快結束時，物料在螺旋面上無法全部鋪開時，停止接料，及時移走接料容器。分別將收集的精、中、矸產品全部抽濾、烘干，并測定產品質量，并對螺旋精煤進行小篩分試驗，判斷螺旋精煤中高灰細泥對精煤產品的影響程度。試驗結果見表3和表4。

表3 螺旋數據

表4 螺旋精煤小篩分樣

2.2.4 試驗結果分析

(1)從原樣小篩分數據中可以看出：原樣中-0.074 mm粒級灰分58.03%，產率7.46%，0.15～0.074 mm物料灰分30.74%，產率16.26%，細粒高灰細泥是影響氣化渣灰分的重要因素。

(2)從原樣小浮沉數據中可以看出：脫除0.15 mm末煤煤泥后，-1.3 g/cm3密度級物料灰分5.78%，產率35.28%，-1.4 g/cm3密度級物料綜合灰分8.41%，產率66.27%。

(4)螺旋排料閥精煤開至最小時，螺旋精煤灰分20.13%，產率93.13%，螺旋尾礦灰分39.44%，產率1.43%。

(4)螺旋精煤小篩分可以看出：+0.5 mm物料灰分為9.38%，產率21.89%；+0.25 mm粒級物料灰分較低，綜合灰分為9.85%，產率為52.10%，-0.074 mm粒級仍占到12.52%，灰分62.13%。高灰細泥仍是影響氣化渣灰分的主要因素。

2.2.5 結論

通過螺旋分選機分選，并通過脫泥，采用0.25 mm(60目)篩網截粗后可得到9.85%左右灰分精煤，產率約為52.1%。

3 技改方案

3.1 螺旋分選機選型計算

精煤濃縮旋流器底流小時通過量10%～12%*430 t/h=43～51.6 t/h，螺旋分選機如選威海海王生產的LSA-1000(8柱)高效螺旋分選機，每一柱處理能力7.5～10 t/h，則所需臺數為n=kQ/i·q=1.15*51.6/(8*7.5～10)=0.74～0.99≈1(臺)，即1臺LSA1000*8型螺旋分選機可滿足生產需要。

3.2 螺旋分選機工作原理

粗煤泥在進入螺旋分選機后，由于輕、重顆粒在螺旋分選槽內受到重力、水流動壓力、摩擦力和慣性離心力的作用，粒度、密度不同的物料在螺旋槽內的運輸軌跡不同，最終矸石在螺旋槽的內緣排出，精煤在螺旋槽的外緣排出，從而實現輕重產物的分離。

3.3 工藝流程設計

精煤磁選機尾礦采用“精煤濃縮旋流器組(即水力分級旋流器)+螺旋分選機+弧形篩”聯合分選回收工藝，改后工藝流程如圖2所示。

圖2 改后粗煤泥回收系統工藝流程圖

3.4 設備工藝布置及技改措施

(1)新增1臺LSA-1000*8螺旋分選機，布置在主廠房四樓原精煤高頻篩(現已拆除)位置，占地面積及層高可滿足螺旋分選機設計要求(4.5米)，入料為精煤濃縮旋流器組底流。

(2)螺旋分選機分選出兩產品，輕產物去三樓原煤泥弧形篩(篩縫0.4 mm改為0.30 mm)，重產物去四樓中煤弧形篩-振動篩(目前閑置)。

(3)三樓煤泥弧形篩篩上物，即粗精煤(+0.35 mm)仍回二樓煤泥立式離心機脫水，脫水后產品回到一樓粗精煤刮板運輸機去801精煤皮帶運輸機；離心液仍回精礦池。

(4)四樓中煤振動篩篩上物，即粗中煤(+0.40 mm)可經過三樓中煤脫介篩下料溜槽去二樓中煤臥式振動離心機脫水，脫水后產品去805中煤皮帶運輸機；離心液仍回中煤桶。

4 工程投入

工程總投入50萬元，其中：螺旋分選機設備工程總投入48萬元，其它輔助人工、非標件制作等2萬元。

5 效益預測

螺旋分選機分選下限可達0.15 mm，弧形篩截粗后精煤灰分為9.38%時，精煤產率可提高10%～12%*70%*93.13%*21.86%=1.43%～1.71%，取平均值1.57%，即年可創收1.57%*200萬t*(400-170)=722.2萬元。

6 投資回報

回收期=50/722.2=0.07(年)，即不到1個月可回收全部投入成本。

7 結束語

綜合從以上分析可以得出，粗煤泥回收系統工藝由單系統改為雙系統，生產工藝得到進一步優化，可有效提高精煤產率1.43%～1.71%，實現經濟效益最大化，此改造方案可行。