煤炭洗選工藝技術的改造分析及應用

賈海鮮

（山西蘭花集團莒山煤礦有限公司， 山西 晉城 048000）

引言

某選煤廠的煤炭以中灰分煤為主，有少量高灰分煤；以低硫煤為主，特低硫分煤次之；還有低磷分煤為主的1/3 焦煤和氣煤，精煤回收率中等，經洗選后可主要用做煉焦煤和動力用煤。原煤水分平均為1.00%，精煤水分平均為0.96%。由于實際生產中采用混煤生產，煤質變化大、原煤水分高，導致原煤泥化嚴重、分選效率低、穩定性差，現有的塊煤重介質淺槽分選方案已經無法滿足對高品質煤炭的分選需求。為進一步提升煤炭分選能力，滿足每年10.00 Mt的生產規模，有效提升煤炭分選效率和經濟性，提出了主再選兩段兩產品重介旋流器分選工藝，同時對分級脫泥篩、壓濾系統進行優化改造。工藝優化后，選煤廠產品品質顯著提升，對提升選煤廠的經濟效益具有十分重要的意義，目前已得到了廣泛的應用。

1 選煤工藝的優化

針對傳統的塊煤重介質淺槽分選方案在實際應用中所存在的原煤泥化現象嚴重、極易堵塞溜槽，而且產品水分高、分選效率低的情況，結合選煤廠所用原煤的特性和分選工藝流程，提出了一種新的主再選兩段兩產品重介旋流器分選工藝[1]。

主再選兩段兩產品重介旋流器分選工藝流程：-50 mm 原煤先經主選兩產品重介旋流器分選出精煤和重產物；重產物經脫介后再進入再選兩產品重介旋流器進行分選，分選出中煤和矸石產品；主再選兩段兩產品重介旋流器將分選后的精煤、中煤和矸石產品分別經脫介篩（篩孔1.0 mm）進行脫介脫水，脫介脫水后的精煤經離心脫水后作為精煤產品，脫介脫水后的中煤經離心脫水后作為中煤產品，脫介脫水后的矸石再經脫介脫水篩二段（篩孔13 mm）分級，生產-13 mm 末矸產品和13～50 mm 矸石，13～50 mm 矸石與+50 mm 矸石混合后作為塊矸石產品。該分選工藝具有分選流程簡單、穩定性好，分選效率高的優點，相比傳統分選方案，可將分選效率提升14.8%以上。

采用加壓過濾機及壓濾機對浮選后的精煤進行聯合脫水回收，脫水后的精煤作為精煤產品，過濾及壓濾的濾液進入濾液濃縮機進行再處理，或可作為循環水使用。浮選后的尾煤采用兩次濃縮工藝，首先將0.35～0.15 mm 尾煤采用一次濃縮+篩網沉降離心脫水進行回收[2]，離心脫水后的粗煤泥可摻入中煤產品或與尾煤一起處理，離心液及一次濃縮溢流一并進入二次濃縮作業；然后將進入二次濃縮的-0.15 mm尾煤采用二次濃縮+壓濾脫水回收，脫水后的尾煤予以單獨處理或摻入中煤產品，二段濃縮機溢流可作為循環水使用。進入濾液濃縮機的煤泥水、溢流也可作為循環水循環使用；底流采用壓濾脫水回收后摻入精煤產品中，壓濾濾液也作為循環水使用。另根據生產需要，-0.35 mm 尾煤也可采用一次濃縮+篩網沉降離心與壓濾聯合脫水工藝進行回收，以確保對煤炭分選的控水率。

2 分選設備改造

由于選煤廠的煤炭為混煤生產，煤質變化大、原煤水分高，因此原有設備的拖泥篩板、弧形板等均無法很好地適應混煤生產時煤質變化大、雜質多的情況，容易出現堵塞旋流器等異常現象，嚴重影響煤炭分選設備的正常運行，因此，根據分選設備的實際情況和分選工藝流程，提出了對分級拖泥篩板和加壓過濾機入料桶進行改造的方案，以提升設備對混煤生產的適應性。

針對混煤中原煤水分含量高、黏性大的情況，針對性地提出在分級脫泥篩的入料溜槽處增加一個檔料板，同時將入料閘板更改為階梯型結構，從而增加入料篩面分布的均勻性。將篩板的分級段更改為16 mm，增加彈性桿和自清潔篩板[3]，分選時的沖水采用循環水，以降低在分選過程中水量的浪費，同時利用具有擋水堰的篩板有效提升分選系統在分選時的脫泥效率。優化后的分級脫泥篩整體結構如圖1 所示。

圖1 分級脫泥篩整體結構示意圖

由于選煤廠煤炭以中灰煤為主，原煤粒度較大，在分選過程中，容易導致旋流器的堵塞，因此提出了在加壓過濾機入料桶處增加摻粗裝置的方案，該裝置能夠對入料桶內大直徑的煤體進行攪拌破碎處理，降低粒徑，從而有效確保煤炭在分選過程中的效率和穩定性。優化后的加壓過濾機摻粗裝置結構如圖2 所示[4]。

圖2 加壓過濾機摻粗裝置結構示意圖

3 選煤工藝優化效果

對改造前后選煤廠的煤炭分選效果進行對比，結果如表1 所示。

對表1 進行分析可知，優化后的淺槽塊精煤、篩分末煤、粗煤泥、細煤泥的含水量均有明顯下降，其發熱量也有顯著提升。含水量降低了21.8%以上，發熱量提升了5.1%以上，且煤炭的分選效率提升了14.8%以上，該優化工藝對提升選煤廠的煤炭品質和經濟性有著十分重要的意義。

表1 優化前后選煤廠分選效果對比

4 結論

1）主再選兩段兩產品重介旋流器分選工藝與傳統工藝方案相比，具有分選流程簡單、穩定性好，分選效率高的優點。

2）采取在分級脫泥篩的入料溜槽處增加一個檔料板的優化方案，能夠有效降低分選產品中的水分含量，提升分選效率和穩定性。

3）采取在加壓過濾機入料桶處增加摻粗裝置的方案，能夠對入料桶內大直徑的煤體進行攪拌破碎處理，降低粒徑，從而有效確保煤炭在分選過程中的效率和穩定性。

4）優化后，產品含水量降低了21.8%以上，發熱量提升了5.1%以上，煤炭的分選效率提升了14.8%以上，顯著提升了選煤廠的煤炭品質和產品經濟性。