降煤泥系統(tǒng)在渦北選煤廠的應用實踐

趙玉龍

摘要：本文介紹了渦北選煤廠為降低煤泥產(chǎn)率對浮選尾煤回收工藝進行改造的情況。將浮選尾煤給入新增水力旋流器組，經(jīng)濃縮后大顆粒底流進入現(xiàn)有粉中矸系統(tǒng)脫水回收后摻入大塊中煤產(chǎn)品中，溢流經(jīng)尾煤濃縮機壓濾回收。經(jīng)過改造，實現(xiàn)了煤泥分級回收，減少了生產(chǎn)事故，提高了經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：降煤泥、浮選尾煤、壓濾

1、概述

在煤炭的開采和洗選過程中會產(chǎn)生大量的細顆粒物料[1]。同時，不同的煤質(zhì)產(chǎn)生的細顆粒量、性質(zhì)均不同，對于這部分細顆粒，常用的分選方法是浮游選礦[2-3]。經(jīng)過浮選分選后，細粒煤進入精煤系統(tǒng)。煤泥則以煤泥水的形式進入尾煤系統(tǒng)，煤泥水的性質(zhì)復雜多變，又經(jīng)過了藥劑的處理，故處理也較為復雜。若處理不好，不僅影響洗選效果，也將直接影響企業(yè)的經(jīng)濟效益和環(huán)境保護工作[4-5]。因此合理優(yōu)化浮選尾煤回收工藝，對于選煤廠洗水凈化處理、閉路循環(huán)具有重要的意義[6]。

2、工藝現(xiàn)狀與問題分析

2.1工藝現(xiàn)狀

渦北選煤廠是一座大型的煉焦煤選煤廠，設計能力1200萬噸/年，2012年底投產(chǎn)，主要入洗焦煤和肥煤。該選煤廠主洗工藝簡述為：入廠+50mm原煤經(jīng)檢查性手選后破碎，-50mm原煤采用無壓三產(chǎn)品重介旋流器分選，原生煤泥濃縮浮選，浮選精礦加壓過濾回收，尾煤濃縮后壓濾回收[7]。

該工藝系統(tǒng)簡單，運行成本低。自投產(chǎn)以來，由于入洗原煤性質(zhì)不穩(wěn)定、工藝不完善等原因，浮選尾礦中部分粗顆粒無法回收，導致煤泥灰分較低、產(chǎn)率較高，對經(jīng)濟效益有一定的影響。而且沉降過程中煤泥相互干擾，尾煤處理系統(tǒng)壓力過大、時間過長，循環(huán)水質(zhì)量也得不到保證。

2.2存在問題

表1為改造前煤泥粒級和灰分表。從中可以看出，大于0.25mm粒級的煤泥產(chǎn)率為16.75%，而其灰分為41.07%，證明系統(tǒng)內(nèi)有“跑粗”現(xiàn)象，這也是煤泥灰分偏低、發(fā)熱量偏高的重要原因。

粗顆粒主要通過浮選尾礦產(chǎn)生，這部分粗顆粒灰分高于浮選精煤考核上限，如果浮選司機把這部分顆粒回收，將會嚴重污染精煤，甚至導致外運灰分超限。而如果通過尾礦進入尾煤濃縮機，最終進入煤泥里，又降低了煤泥的灰分，無法使效益最大化。

3、改造方案

改造的目的主要就是回收浮選尾礦中0.25mm以上的粗顆粒。將這部分粗顆粒摻入經(jīng)濟價值更高的中煤系統(tǒng)，提高中煤的產(chǎn)率，從而提高經(jīng)濟效益。

渦北選煤廠2016年8月完成2#系統(tǒng)降煤泥改造，2017年6月完成1#系統(tǒng)降煤泥改造。核心設備是新增的一臺水力旋流器組，其安裝位置低于浮選機尾礦槽垂直高度約10米，借助高度落差產(chǎn)生的重力勢能，實際生產(chǎn)中可提供旋流器0.09mpa的分選壓力。浮選尾礦由切線方向入料，在離心力的作用下，粗顆粒沿外壁從底流口排出，細顆粒則由上部溢流口排出。

主要流程為：新增旋流器組底流物料利用高度差自流進入現(xiàn)有粉中矸桶，與中矸磁選尾礦混合后經(jīng)泵打至現(xiàn)有粉中矸旋流器分級濃縮，底流分別經(jīng)弧形篩、立式刮刀離心機脫水后摻入經(jīng)濟價值更高的中煤;現(xiàn)有分級旋流器溢流、粉中矸弧形篩篩下水全部進入尾煤濃縮機經(jīng)濃縮后至壓濾機脫水回收煤泥。現(xiàn)有粉中矸脫水系統(tǒng)和運輸系統(tǒng)均有一定的富余能力，可以將降煤泥系統(tǒng)回收的粗顆粒脫水并輸送至中煤倉內(nèi)。改造后的工藝流程圖見圖2。

此次改造單系統(tǒng)僅增加一組水力分級旋流器，工程量小，既不增加新的耗電設備，也無需改造原有設備，方案經(jīng)濟，運行成本低廉。完善后的工藝系統(tǒng)可有效回收浮選尾礦中+0.25mm粗顆粒。利用此系統(tǒng)對不同粒級的煤泥選擇性回收，改變了煤泥的粒度組成，穩(wěn)定了煤泥水系統(tǒng)，循環(huán)水的質(zhì)量也得到了充分的保障。大大降低了尾煤處理系統(tǒng)的壓力。

4、效果分析

4.1產(chǎn)品質(zhì)量分析

表2為改造后煤泥粒級和灰分表。從中可以看出，大于0.25mm粒級的煤泥產(chǎn)率為2.91%，比改造前下降了約14%。煤泥產(chǎn)品灰分為57.54%。降煤泥系統(tǒng)“截粗”效果明顯。

表3為2015年至2019年煤泥產(chǎn)率和灰分對照表，從表中可以看出，自2017年6月兩個降煤泥系統(tǒng)改造完成后，煤泥產(chǎn)率下降了約2.5%，煤泥灰分提高了約3%。

4.2經(jīng)濟效益分析

降煤泥系統(tǒng)產(chǎn)生經(jīng)濟效益計算。以煤泥產(chǎn)率下降2.5%，煤泥平均價格130元/噸，中煤平均價格230元/噸，年入洗量300萬噸計。則每年約增加效益：300萬*2.5%*（230-130）=750萬元。

壓濾系統(tǒng)處理煤泥水的時間也相應縮短，節(jié)約了電力。年減少煤泥約7.5萬噸，壓濾單系統(tǒng)每小時約處理60噸煤泥、每小時耗電約900Kw，節(jié)省1250小時的處理時間，共節(jié)省電費約70萬元。

4.3社會效益分析

降煤泥系統(tǒng)不僅將系統(tǒng)“跑粗”的大顆粒回收至中煤系統(tǒng)，同時也減輕了尾煤濃縮機的負擔。自降煤泥系統(tǒng)投入使用以來，尾煤濃縮機從未出現(xiàn)過“壓耙子”事故。

5、結(jié)論

經(jīng)過改造，渦北選煤廠實現(xiàn)了煤泥分級回收，減少了生產(chǎn)事故，提高了經(jīng)濟效益。

參考文獻

[1]鄧建軍，張孝逐，林喆，etal.基于光電測量的煤泥水自動加藥系統(tǒng)研究[J].潔凈煤技術(shù)，2017（2）.

[2]王傳真，劉則慶，于婷，etal.“小濃縮—大底流”浮選工藝及XJM-SA20型浮選機在渦北選煤廠的應用研究與優(yōu)化[J].科技信息，2014（07）：21-22.

[3]朱干彬.渦北選煤廠浮選系統(tǒng)優(yōu)化改造實踐[J].煤炭加工與綜合利用，2018，230（09）：41-45+48.

[5]候燕風，郭連富，李博，etal.加壓過濾機自動排料在渦北選煤廠的應用[J].科技視界，2018.

[6]劉加偉.范各莊選煤廠煤泥水系統(tǒng)改造[J].潔凈煤技術(shù)，2011（02）：31-32 +37.

[7]郭崇濤.渦北礦原煤脫泥分選與不脫泥分選工藝的比較[J].選煤技術(shù)，2017（05）：86-89.