重介淺槽入洗下限的探索實踐

王志強

（冀中能源股份有限公司 運銷分公司，河北 邢臺 054000）

1 概 述

冀中能源股份有限公司內蒙古公司盛鑫礦位于鄂爾多斯市東勝區，屬井工礦，可采儲量3 787 萬t，主要可采煤層為4 號及5 號煤層，煤種為不粘煤，屬于動力礦井。選煤廠入洗能力為3.0 M/a，洗選加工工藝為弛張篩8 mm 分級，150~8 mm 粒級塊煤采用重介淺槽分選，-8 mm 粒級末煤不分選，3~0.15 mm 粗煤泥由煤泥離心機回收，-0.15 mm 細煤泥由壓濾機回收。

2 存在的問題

由于8 ~0 mm 粒級缺少分選手段，產品質量受原煤質量影響大，為最大可能的增加公司效益，增大原煤入洗比例，拓寬淺槽重介質分選機的入料粒度范圍[1]，更好控制產品質量[2]，提高洗精煤產率[3]，盛鑫礦對重介淺槽的入洗下限進行了探索實踐。

盛鑫礦商品煤質量情況見表1。

表1 盛鑫礦商品煤質量情況Table 1 Quality of commercial coal in Shengxin Mine

從表1 可以看出，經洗選加工后，洗精煤和洗精塊煤發熱量均達到4 000 kcal/kg 以上，可以達到市場對動力煤的基本需求，篩末煤卻由于未經洗選，煤質差，熱值平均在3 200 kcal/kg 左右，最低時可達1 500~2 000 kcal/kg，同時篩末煤占商品煤量的54.6%，產量大、煤質差、售價低，大幅度拉低了原煤平均售價，影響了整體經濟效益，市場低迷時，篩末煤大量滯銷積存，致使企業不能正常生產。基于此，篩末煤熱值的提升成為了盛鑫礦亟待解決的問題。

3 問題分析

2021 年度原煤入洗情況及商品煤熱值比較見表2。

表2 盛鑫礦2021 年入洗情況與熱值比較Table 2 Comparison of washing situation and calorific value of Shengxin Mine in 2021

通過表2 可以發現，商品煤平均發熱量隨著入洗比例的提升而提升，因此要提高篩末煤、商品煤的熱值需要加大原煤入洗的比例。加大原煤入洗比例的方案主要有4 個：+13 mm 粒級重介淺槽分選，-13 mm 粒級干選；+13 mm 重介淺槽分選，13 ~3 mm 重介旋流器分選；+13 mm 重介淺槽分選，13~3 mm 重介旋流器分選；+3 mm 重介淺槽分選，-3 mm 粒級不入洗。

3.1 方案一

將現有重介淺槽系統的入洗下限由8 mm 調整為13 mm，新建-13 mm 粒級篩末煤干選系統，該方案的產品結構見表3。

表3 塊煤淺槽、末煤干選方案產品預測Table 3 Block coal shallow trough,fine coal dry separation scheme product prediction

由表3 可以看出，商品煤產率為75.97%，熱值為3 854.79 kcal/kg，矸石產率為21.61%，煤泥產率為2.42，該方案需新建1 套末煤干選系統，投資估算1 160 萬元。

該方案的優點：

（1） 洗選過程中產生煤泥量較少，不用增加煤泥水系統。

（2） 洗選加工成本較低。

該方案的缺點：

（1） 對篩末煤提質作用有限，干選后的精煤產品需要與塊精煤進行摻配，摻配后的產品發熱量不能滿足市場的基本要求。

（2） 篩末煤熱值在3 700 kcal/kg 左右，通過干選熱值提高約100 kcal/kg；煤質較差時，篩末煤熱值在3 000 kcal/kg，通過干選熱值提高約600 kcal/kg。

（3） 粒度越細，干選系統分選效果越差，對于-3 mm 粒級的分選作用極其有限，盛鑫礦原煤中的-3 mm 粒級約占30%。

（4） 進行了2 次干選試驗，效果均不理想，產品熱值均難達到市場要求，銷售困難，不能從根本上解決問題。

3.2 方案二

表4 塊煤淺槽、末煤重介（3 mm 預先脫粉） 產品預測Table 4 Product prediction of shallow coal trough and fine coal dense medium(3 mm pre-depulsion)

由表4 可以看出，商品煤產率為65.76%，熱值為4 025.81 kcal/kg，矸石產率為26.40%，煤泥產率為7.84%。該方案需要增設末煤篩分和重介系統，增加的主要設備有弛張篩、重介旋流器、脫介篩、磁選機、離心機、濃縮機、過濾機等。

該方案的優點：

（1） 精煤產品的熱值達到4 000 kcal/kg 以上。

（2） 分選精度高，對煤質的適應性較強，同時盡可能的減少了矸石泥化，降低了系統的煤泥量。

該方案的缺點：

（1） 重介系統復雜，投資較高，洗選加工成本高。

（2） 理論計算的精煤發熱量為4 025.81 kcal/kg，很難保證生產運轉時的精煤產品發熱量在4 000 kcal/kg 以上。

售前商務文本的撰寫者一般是公司內部的售前部門，如公司簡介和新聞稿的撰寫者是公共關系部（品牌宣傳部），產品介紹和廣告文本的撰寫者是市場營銷部（當然，預算允許時，公司也會聘請第三方廣告公司協助進行廣告文案策劃）。售前商務文本的譯者一般都由所涉及部門的內部人員完成，比如一家跨國公司的總部撰寫完成一篇新聞稿后，將由該公司在全球各地的子公司中的公關部負責翻譯成當地的語言。當然，如果公司內部沒有具備翻譯能力的人員，也可以請專門的翻譯公司或公關公司進行翻譯，但最終的譯文審核依然要由本公司公關部門的人員負責。售前商務文本的主要讀者當然是公司產品和服務的潛在客戶以及潛在投資人，或投資人。

3.3 方案三

將現有重介淺槽系統的入洗下限由8 mm 調整為13 mm，同時增設末煤重介系統，-13 mm 粒級全部進入重介旋流器。全部入洗方案的產品結構見表5。

表5 塊煤淺槽、末煤重介（全洗） 產品預測Table 5 Prediction of heavy medium(full washing)products of shallow coal trough and fine coal

由表5 可以看出，商品煤產率為60.78%，熱值為4 244.03 kcal/kg，矸石產率為28.25%，煤泥產率為7.84%。該方案需要增設重介系統，增加的主要設備有：重介旋流器、脫介篩、磁選機、離心機、濃縮機、過濾機等。洗選加工成本高于8.61元/t。

該方案的優點：

（1） 全部進入重介洗選系統，分選精度高，精煤產品的發熱量可以穩定在4 100 kcal/kg 以上，有市場競爭力。

（2） 精煤產品價格較高。

該方案的缺點：

（1） 煤泥水系統負荷較大，所需增加設備較多。

（2） 由于全部進入洗選系統，產生煤泥量較大。

（3） 投資和運行成本較高。

3.4 方案四

動力煤是否全入選，即選煤廠入選下限的多少一直是業內爭議較大的焦點[4－5]。立足于現有重介淺槽系統，將現有系統的入洗下限下探至3 mm，-3 mm 粒級不進行洗選加工。塊煤淺槽有效分選下限為6 mm[6]，盛鑫礦通過多方調研和研究，將盛鑫礦塊煤淺槽系統的入洗下限定為8 mm，逐步下探重介淺槽系統的入洗下限。在下探過程中，最需要注意煤泥水系統的承受能力，該方案的產品結構見表6。

表6 +3 mm 塊煤淺槽、-3 mm 篩末方案產品預測Table 6 +3 mm lump coal shallow groove,-3 mm sieve scheme product prediction

由表6 可以看出，商品煤產率為67.97%，熱值為3 997.98 kcal/kg，矸石產率為24.68%，煤泥產率為7.35%，該方案需新濃縮池和煤泥壓濾機等設備。若入洗下限調整為3 mm，煤泥含量增加，介耗指標難以控制，系統運轉時間長，電耗增加，洗選加工成本增加。

該方案的優點：

（1） 在現有系統內解決篩末煤發熱量低的問題，僅需對瓶頸環節更換或增設設備，投資相對較少。

（2） 理論計算上，商品煤熱值接近市場的基本需求。

該方案的的缺點：

（1） 3 mm 干法篩分的效率較低，現有弛張篩8 mm 分級，篩上物中8 mm 以下粒級含量約為11%，3 mm 干法篩分時，由于開孔率大幅降低，篩上物中3 mm 以下粒級含量會大幅增加。

（2） 選煤廠塊煤分選下限受原煤分級的制約[7]。選煤廠常用的干式分級篩只能分級到13 mm，對10、8、6 mm 等細粒煤篩分效率和處理能力都很低，很難達到生產要求由于國內尚無重介淺槽入洗下限達到3 mm 的先例[8]，具體到現場洗選效果如何尚難確定，可能會出現分選精度差、矸石帶煤指標高等問題。此前盛鑫礦進行過+6 mm 洗選的工業試驗，弛張篩篩上產物增加11.11%，商品煤回收率降低10.37%，精煤回收率降低11.89%，矸石和煤泥量增加，煤泥量增加，濃縮機沉降面積不夠，循環水發黑變黏，溢流變黑，跑介嚴重，增加介耗。

3.5 4 個方案商品煤比較

4 個方案的商品煤情況比較見表7。

表7 盛鑫礦商品煤質量預測表Table 7 Shengxin Coal quality prediction table

干選的商品煤回收率最高，但是3 mm 甚至6 mm 以下沒有明顯的分選作用，商品煤發熱量也最低，滿足了“工程煤”3 500 kcal 的要求，但距用戶要求的4 000 kcal 以上尚有差距，尤其在井下煤質變差時，商品煤質量無法保證。

全部入洗時商品煤回收率僅60.78%，接近40%的矸石和煤泥要廢棄，并且管理難度最大，但發熱量穩定在了4 200 kcal 以上。

+3 mm 粒級末煤用當前的重介淺槽洗選與增加末煤重介系統洗選2 個方案的產品結構幾乎一致，發熱量基本達到4 000 kcal 左右，重介淺槽分選下限下探3 mm 盡管存在技術風險和管理風險，但是成本較小，實施起來相對比較容易，在控制好入選原煤水分、保證弛張篩篩分效果的前提下，逐步增大入洗量、降低重介淺槽的入洗下限。

4 降低入洗下限的實踐探索

為探索重介淺槽洗的入洗下限，選取一段時間的產品作為代表。

弛張篩篩板全部為8 mm，即重介淺槽入洗下限為8 mm 時，盛鑫礦的產品質量見表8。

表8 盛鑫礦產品質量情況Table 8 Shengxin Coal product quality situation

為探索重介淺槽洗的入洗下限為6 mm 時，盛鑫礦將弛張篩篩板更換為6 mm，弛張篩采用高耐磨和具有持久彈力的彈性篩板，在篩面張弛運動、高加速度和強烈的篩分作用下使細粒物料松散透篩［9］。弛張篩篩板全部為6 mm，即重介淺槽入洗下限為6 mm 時，盛鑫礦產品質量情況見表9。

表9 盛鑫礦產品質量情況Table 9 Shengxin Coal product quality situation

篩下末煤的質量得到了提高，但篩末煤的熱值仍然偏低，為此，盛鑫礦加強井下煤質管理，降低了原煤的水分，同時降低原煤入選量，由原來每小時處理量560 t/h 降至400 t/h，同時調整弛張篩篩板篩孔，1/3 的篩板為6 mm，2/3 的篩板為3 mm，正常生產時循環水濃度在15~20 g/L，篩下末煤的熱值達到了3 940 kcal/kg。此時，盛鑫礦的產品質量情況見表10。

表10 盛鑫礦產品質量情況（2021.2.26~3.12）Table 10 Shengxin Coal product quality situation（2021.2.26~3.12）

5 結 語

盛鑫礦在原煤入選量降至400 t/h 的情況下，調整弛張篩1/3 的篩板為6 mm，2/3 的篩板為3 mm 之后，增大了入洗原煤的比例，同時也提高了循環水的濃度，煤泥水系統濃度達到了15 ~ 20 g/L，篩下末煤的熱值達到了3 940 kcal/kg，洗精末的熱值達到了4 344 kcal/kg，矸石帶煤指標在1%~1.5%波動，介耗在0.5 kg/t 原煤，產品質量得到了有效保證，洗選指標也得到了有效控制，從根本上扭轉了盛鑫礦產品質量差的局面，根據盛鑫礦的統計，2021 年1~5 月份噸煤收益增加了4.28 元/t，可以實現創收240 余萬元，全年約576 萬元。

盛鑫礦重介淺槽分選不粘煤的實踐為選煤行業分選動力煤提供了參考，需要特別注意的是將重介淺槽的入洗下限控制在3 mm 會大幅增加煤泥水系統的負荷[10]，在提高商品煤質量的同時，對商品煤的數量做出了一定的犧牲，所以是否需要降低重介淺槽的入洗下限需要根據原煤煤質情況決定。