王樓煤礦選煤廠煤泥二次精選浮選工藝改造實踐

蔣孝勇

（山東能源臨礦集團，山東 臨沂 276000）

王樓煤礦選煤廠是礦井型煉焦煤選煤廠，選煤廠設計洗選能力0.9 Mt/a。原選煤工藝采用無壓三產品重介分選工藝，粗煤泥采用TBS分選機分選，細煤泥采用FCMC5500旋流微泡浮選柱進行一次浮選，浮選精煤摻配主洗重選精煤。入洗原煤煤種是優質氣煤，粘結指數高，可作為優質煉焦配煤，選煤廠洗選煉焦精煤產品指標為灰分＜9.00%，全水＜9.00%。

1 現狀分析

王樓煤礦礦井原煤可選性為極難選煤，為了增加綜合精煤產率，升井原煤經破碎解離后入洗，增加了次生煤泥量，原煤中矸石易泥化，造成浮選煤泥中高灰細泥多，易對浮選精煤造成污染。選煤廠入浮煤泥量約占原煤總量的16%，入浮煤泥熱值在14.50 MJ/kg左右，入浮煤泥灰分為36%左右，小時煤泥入浮量約70 t/h，入浮煤泥水濃度在70 g/L左右。原煤泥浮選工藝采用FCMC5500浮選柱進行一次浮選，浮選精礦經過沉降離心機脫水后摻配重選精煤。在維持浮選柱浮精泡沫床層穩定生產前提下，浮選柱精礦泡沫能達到的最低灰分在12%左右，再進一步提高浮選精礦產量，浮選精煤產率提高到入浮煤泥量的50%，浮選精煤中會夾帶大量高灰細泥，導致浮選精煤灰分升高到14%左右，遠超出9%的綜合精煤灰分要求，摻配到主洗重選精煤后致使重選精煤背灰現象嚴重，若生產時段摻配不勻，容易造成質量事故，煤泥一次浮選工藝越來越難以滿足選煤廠生產需要。

2 工藝選擇

粒度組成是影響煤泥可浮性的主要因素之一[1]，采用0.074 mm標準套篩進行了粒度分析，結果見表1。

表1 原浮選系統浮選精煤粒度分析

從表1可以看出：精煤泥粒度較細，-0.074 mm粒級占70%以上，低灰精煤主要分布在+0.074 mm粒級，+0.074 mm粒級的產率在30%左右，灰分僅為7.59%?？梢钥闯龈呋壹毮鄪A帶嚴重，是精煤灰分難以降至9%以下的主要原因[2]。

從這一粒度組成情況可以考慮兩點：

（1）0.074 mm分級，變寬粒級浮選入料為窄粒級，根據粗、細煤泥表現出的不同可浮性和過濾特性，充分發揮各自在不同粒度范圍內的分選與脫水優勢，實現粗、細煤泥高精度分選和高效脫水[3]；

（2）對此浮選精煤再進行一次精選作業，減少高灰細泥的機械夾帶污染，保證精、尾煤質量[4-5]。

在浮選條件尋優的基礎上，參照《選煤實驗室分步釋放浮選試驗方法》（MT/T144-1997）規定進行分步釋放浮選試驗。藥劑制度為：柴油量1 kg/t，仲辛醇為100 g/t，充氣0.25 m3/（m2·min），轉速1800 r/min，濃度為80 g/L。試驗結果見表2。

表2 煤泥分步釋放試驗結果

由圖1可知，粗選浮選精煤再經過一次精選即可獲得占本級產率72.72%、灰分7.68%的精煤。從分布釋放浮選試驗可以看出若將現有浮選工藝改為“一粗一精”的精選浮選工藝，可以得到浮選精煤產率在36.36%左右，灰分為7.76%的精煤指標，且具有技術可行性。

圖1 浮選分布釋放曲線

分級浮選工藝相對于“一粗一精”精選浮選工藝，不但工藝流程相對復雜，王樓選煤廠現場管道的改造和設備的布置難度較大，當前也未研發出分級設備能實現煤泥0.074 mm的有效分級。強行分級，粗顆粒物料因表面粘附高灰細泥致使其灰分超標，易造成浮選指標的波動，不能實現降低浮選精煤灰分的目標。根據工業生產、實驗室浮選試驗分析結果，為降低浮選背灰現象，綜合考慮系統投資和工藝效果后，在對原浮選系統改造最小化的基礎上增加精選浮選工藝[6]。

3 改造效果

考慮王樓煤礦選煤廠現場改造可利用空間緊湊等因素，精選浮選設備選擇機械攪拌式浮選機1臺（型號：XJM-S8-4，處理能力：19～32 t/h，充氣量：1 m3/m2·min）。原FCMC5500旋流微泡浮選柱作為粗選浮選的主要設備，對煤泥進行粗選浮選。粗選浮選精礦進入機械攪拌式浮選機進行精選浮選，精選浮選精煤脫水后作為最終精煤產品摻配重選精煤，精選系統的尾煤與粗選尾煤一塊進入尾煤壓濾系統。浮選工藝流程簡圖如圖2。

圖2 王樓選煤廠煤泥水浮選工藝改造流程

二次精選浮選工藝升級改造運行后，浮選精煤灰分及產率結果見表3。

表3 二次精選浮選系統浮選產品表

由表3可以看出，王樓選煤廠二次精選浮選系統升級改造后，通過調整粗選和精選浮選段的運行參數，實現改造目的，浮選精礦灰分降低到＜9%。改造完成后，浮選精煤產率約占入洗原煤的4.5%，主洗重選精煤不再“背灰”，綜合精煤產率提高了1.5%，運行至今累計增創效益200多萬元。

4 結論

王樓煤礦選煤廠煤泥浮選系統升級改造為“一粗一精”二次精選浮選工藝系統后，解決了浮選精煤灰分偏高，摻配主洗重選精煤造成重選精煤“背灰”問題，提高了綜合精煤回收率，增加了選煤廠綜合效益。浮選工藝的完善不僅要考慮提高浮選精煤的產率，也要考慮全廠各精煤組分（主洗重選、粗精煤泥等）的綜合產率，最終實現選煤廠精煤整體產率最大化和創效能力最佳。