鄂爾多斯某選煤廠粗中煤泥回收系統(tǒng)技術(shù)診斷

高和平，張雪慧，白春華，劉艷青

(1.國能蒙西煤化工股份有限公司，內(nèi)蒙古 鄂托克 016014；2內(nèi)蒙古科技大學(xué)，內(nèi)蒙古 包頭 014000)

1 鄂爾多斯某選煤廠粗中煤泥回收系統(tǒng)

1.1 選煤廠洗選工藝簡介

鄂爾多斯市某洗煤廠，設(shè)計入洗原煤量為400萬t/年，采用的是重介浮選聯(lián)合工藝。整個工藝包括重介系統(tǒng)、粗煤泥分選與回收系統(tǒng)、粗中煤泥回收系統(tǒng)、細(xì)煤泥分選與回收系統(tǒng)及尾煤泥濃縮過濾系統(tǒng)。

原煤(包括礦井煤及外調(diào)煤)，通過給煤機進(jìn)入準(zhǔn)備車間，經(jīng)手選、破碎進(jìn)入洗選車間，之后通過兩臺無壓三產(chǎn)品旋流器進(jìn)行雙系統(tǒng)分選，產(chǎn)品通過脫介篩、脫介、脫水、脫泥，成為最終產(chǎn)品，篩下精煤泥浮選后經(jīng)加壓過濾機脫水成為精煤產(chǎn)品，浮選尾礦經(jīng)濃縮、壓濾成為尾煤泥；篩下中矸煤泥經(jīng)過磁選機脫介，進(jìn)入濃縮沉降，最后進(jìn)入臥脫離心機及壓濾機脫水，成為尾煤泥產(chǎn)品。

1.2 粗中煤泥回收系統(tǒng)主要設(shè)備

尾煤泥臥式沉降過濾離心機(LWZ1400*2000)，是在總結(jié)國內(nèi)外此類機型的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計的機型，通常稱之為臥脫機，是一種用來連續(xù)處理物料的固液分離的設(shè)備。其設(shè)計處理量(按入料干煤計)為40～50 t/h,設(shè)計脫水產(chǎn)物外在水分為14%～24%，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為500、600 r/min,轉(zhuǎn)鼓長度2000 mm,轉(zhuǎn)鼓內(nèi)徑1400 mm,離心強度為196、282。相比于其他機器，其轉(zhuǎn)速低，轉(zhuǎn)鼓短，適宜回收大于0.045 mm粒級為主的物料。該設(shè)計節(jié)能減耗，不占太大空間，可靠耐用[3]。

1.3 粗中煤泥回收系統(tǒng)現(xiàn)存問題

無壓三產(chǎn)品旋流器進(jìn)行雙系統(tǒng)分選，入洗原煤量約為950 t/h，選煤廠最初設(shè)計中，原煤中含有的矸石量和煤泥量都較低，+1.8 g/cm3密度級產(chǎn)率為25.93%，-0.5 mm粒級含量為15.15%。近年來，入洗原煤煤質(zhì)逐漸變差，原煤中矸石量和煤泥量都大幅增加，+1.8 g/cm3密度級含量一般大于50%，-0.5 mm粒級含量一般大于25%，入洗原煤量也逐漸加大，預(yù)期要達(dá)到1100 t/h。

該廠原生產(chǎn)工藝系統(tǒng)主要分選設(shè)備已不能適應(yīng)逐年變差的煤質(zhì)以及逐漸增加的原煤處理量，出現(xiàn)了許多問題，就粗中煤泥回收系統(tǒng)，目前工藝為中煤、矸石稀介質(zhì)混合后磁選，中矸磁尾一起進(jìn)入一段斜管濃縮機，濃縮后經(jīng)過尾煤臥脫脫水，脫水后的產(chǎn)品摻入中煤，這可能會造成部分精煤損失。針對該問題開展試驗研究，獲得粗中煤泥回收系統(tǒng)第一手資料，依據(jù)診斷結(jié)果提出技術(shù)改造建議方案，為該廠后續(xù)改進(jìn)工作提供技術(shù)指導(dǎo)。

2 尾煤臥脫單機檢查

參照GB/T477-2008《煤炭篩分試驗方法》對脫入料、產(chǎn)品和離心液進(jìn)行篩分試驗，入料、產(chǎn)品及離心液數(shù)質(zhì)量見表1，粒度組成見表2。

同時，借鑒GB/T15716-1995《煤用篩分設(shè)備工藝性能評定方法》相關(guān)規(guī)定，采用格氏法計算了產(chǎn)品產(chǎn)率，結(jié)果見表3。

(1)由表2可知，臥脫入料灰分為42.37%，經(jīng)臥脫脫泥后粗精煤泥灰分降低至34.17%，具有一定的脫泥降灰作用。

表1 臥脫產(chǎn)品濃度及產(chǎn)率測量結(jié)果

表2 臥脫入料及產(chǎn)品粒度、灰分組成

表3 臥脫計算入料組成和分配率計算

(2)臥脫產(chǎn)品中-0.25 mm粒級灰分為41.82%，產(chǎn)率為57.96%，表明未脫凈的-0.25mm粒級高灰細(xì)顆粒的存在導(dǎo)致離心脫水產(chǎn)品灰分較高。

(3)離心液中+0.25 mm粒級產(chǎn)率為6.43%，其中+0.5 mm粒級顆粒產(chǎn)率為2.18%，說明離心機篩籃可能存在破損情況，導(dǎo)致離心液中含有粗顆粒。

繪制粗尾煤泥臥脫設(shè)備入料及產(chǎn)品粒度特性曲線和粗尾煤泥臥脫產(chǎn)品粒度分配曲線如圖1和圖2所示。由圖1可知，取規(guī)定粒度分別為0.125 mm、0.25 mm、0.40 mm計算不同規(guī)定粒度下篩分效率，如表4所示。由圖2粗尾煤泥臥脫產(chǎn)品粒度分配曲線可知：分配粒度Sp50=0.03 mm。

圖1 臥脫入料及產(chǎn)品粒度特性曲線

3 臥脫產(chǎn)品性質(zhì)分析

按照GB/T 478-2008《煤炭浮沉試驗方法》對臥脫入料、產(chǎn)品和離心液樣品進(jìn)行縮分，然后進(jìn)行浮沉試驗，結(jié)果見表5、表6和表7。由此可知：臥脫入料中-1.4 g/cm3密度級產(chǎn)率為39.50%，灰分為14.39%；臥脫產(chǎn)品中-1.4 g/cm3密度級產(chǎn)率為51.43%，灰分為12.08%；臥脫離心液-1.4 g/cm3密度級產(chǎn)率為7.82%，灰分為6.96%。

圖2 臥脫產(chǎn)品粒度分配曲線

表4 篩分效率計算

4 診斷結(jié)果及建議

以上結(jié)果說明，粗中煤泥中含有較多的低密度物，主要來自中煤磁選尾礦，建議將中煤稀介與矸石稀介分開，將中煤稀介并入精煤稀介中，共同進(jìn)入精煤磁選與粗煤泥分選環(huán)節(jié)，這樣可以從粗中煤泥中多回收一部分低灰精煤。同時建議加強“臥脫”篩網(wǎng)的使用管理，防止篩網(wǎng)破損致使部分低灰粗顆粒直接損失到最終(壓濾)尾煤泥中去，避免最終尾煤泥灰分較低、發(fā)熱量較高的情況。

表5 臥脫入料浮沉試驗結(jié)果

表6 臥脫產(chǎn)品浮沉試驗結(jié)果

表7 臥脫離心液浮沉試驗結(jié)果