太西洗煤廠一分區(qū)煤泥水系統(tǒng)工藝改造

朱長(zhǎng)勇 任貴濤

(神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司太西洗煤廠,寧夏回族自治區(qū)石嘴山市,753000)

太西洗煤廠一分區(qū)煤泥水系統(tǒng)工藝改造

朱長(zhǎng)勇 任貴濤

(神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司太西洗煤廠,寧夏回族自治區(qū)石嘴山市,753000)

闡述了太西洗煤廠一分區(qū)原煤泥水系統(tǒng)存在的問題,分析了入浮粒度超限和入浮濃度低對(duì)浮選效果的影響,介紹了太西洗煤廠應(yīng)用粗煤泥回收工藝和半直接浮選流程對(duì)煤泥水系統(tǒng)進(jìn)行的工藝改造以及改造效果。

浮選 煤泥水系統(tǒng) 技術(shù)改造 粗煤泥回收 半直接浮選

太西洗煤廠隸屬神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司,是西北地區(qū)唯一一座大型無煙煤洗選加工基地,是集團(tuán)公司通過煤炭資源整合,在原太西洗煤廠、原西大灘洗煤廠及原大石頭煤業(yè)公司洗煤廠基礎(chǔ)上成立的中心型無煙煤選煤廠。

太西洗煤廠一分區(qū)(原太西洗煤廠)位于石嘴山市大武口區(qū)山水景觀大道東段,始建于1983年,1986年建成投產(chǎn),原煤入洗量達(dá)300萬t/a以上。原生產(chǎn)工藝為0～80 mm不分級(jí)入選,跳汰主洗,中煤重介再洗,精粒煤、精末煤采用技術(shù)含量高的無壓兩產(chǎn)品等密度重介旋流器精選超低灰純煤產(chǎn)品,煤泥直接浮選,尾煤濃縮壓濾回收的聯(lián)合分選工藝。

1 原煤泥水處理工藝存在的問題

1.1 煤泥水處理工藝流程

原煤泥水處理工藝流程如圖1所示。該流程為煤泥水直接浮選。超低灰末煤重介磁選尾煤、撈坑溢流、末煤脫水脫泥篩篩下水進(jìn)入浮選入料池后,由泵輸送至浮選系統(tǒng)進(jìn)行浮選,粗礦返回至撈坑,浮選精煤由加壓過濾機(jī)進(jìn)行脫水回收;浮選尾煤經(jīng)濃縮后,由壓濾機(jī)進(jìn)行脫水回收,壓濾機(jī)濾液返回至濃縮機(jī),濃縮機(jī)溢流作為循環(huán)水重復(fù)使用。

圖1 煤泥水系統(tǒng)工藝流程

1.2 存在問題

由于采用原煤主洗、再洗和精煤精選超低灰的生產(chǎn)工藝,噸原煤用水量達(dá)到3 m3以上,且入洗原煤中煤泥含量小于15%,造成入浮流量過大,進(jìn)入浮選作業(yè)環(huán)節(jié)的水量達(dá)到2500 m3/h左右,入浮濃度較低,僅為35～40 g/L左右,同時(shí)受末煤重介磁選尾煤的影響,浮選入料中存在超粒。煤泥水系統(tǒng)中暴露出以下問題。

(1)浮選工藝效果容易受煤質(zhì)影響,調(diào)整藥劑效果不明顯,造成浮選精煤產(chǎn)率下降。

(2)浮選和濃縮環(huán)節(jié)藥劑消耗量大,生產(chǎn)成本增加。

(3)采用機(jī)械攪拌式浮選機(jī)仍然避免不了浮選“跑粗”、“跑煤”問題,容易發(fā)生精煤損失。

(4)粗礦水量較大,原設(shè)計(jì)的兩臺(tái)粗礦泵,一臺(tái)使用,另一臺(tái)備用,已經(jīng)全部滿負(fù)荷運(yùn)行,粗礦池容易發(fā)生跑冒。尾煤水量大,尾煤澄清濃縮設(shè)備負(fù)荷較大。

(5)部分粗煤泥在末煤重介和浮選系統(tǒng)中循環(huán),影響超低灰末煤重介系統(tǒng)洗選效率。

(6)浮選精煤濃度低,精煤泡沫含水量大,未能達(dá)到脫水設(shè)備入料濃度要求,給精煤脫水回收作業(yè)帶來困難。

為解決煤泥水系統(tǒng)存在的問題,洗煤廠對(duì)煤泥水系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化改造。

2 技術(shù)改造方案

2.1 煤泥的煤質(zhì)特征分析

對(duì)太西洗煤廠一分區(qū)入浮煤泥和末煤重介磁選尾煤進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn),具體指標(biāo)見表1、表2、表3和表4,并對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。

從表1浮選入料小浮沉試驗(yàn)結(jié)果可知,-1.50 g/cm3密度級(jí)累計(jì)產(chǎn)率78.90%,累計(jì)灰分為4.01%,說明煤泥可浮性較好。

表1 浮選入料小浮沉試驗(yàn)結(jié)果

表2 浮選產(chǎn)物粒度組成及分選效果

表3 末煤重介磁選尾煤小篩分試驗(yàn)結(jié)果

從表2浮選產(chǎn)物粒度組成和各粒級(jí)分選效果可知,-0.5 mm部分各粒級(jí)浮選效果大致相當(dāng),只有+0.5 mm粒級(jí)浮選精煤和尾煤灰分均相對(duì)較低,可燃體回收率和浮選完善指標(biāo)均最低。說明+0.5 mm粒級(jí)浮選效果最差,存在一定程度“跑粗”、“跑煤”。

從表3末煤重介磁選尾煤小篩分試驗(yàn)結(jié)果可知,末煤重介磁選尾煤中的+0.5 mm粒級(jí)占48.35%,灰分為5.92%,符合該廠一分區(qū)精末煤灰分控制指標(biāo)(Ad≤6.00%)要求,說明可以直接將末煤重介磁選尾煤中的+0.5 mm粒級(jí)摻配到精末煤中進(jìn)行銷售。

表4 小浮選試驗(yàn)結(jié)果

從表4小浮選試驗(yàn)結(jié)果可知,根據(jù)該廠一分區(qū)工藝條件進(jìn)行小浮選試驗(yàn),浮選入料濃度由40 g/L提高到60～120 g/L時(shí),浮選精煤產(chǎn)率均大于75.0%,浮選精煤產(chǎn)率提高約4%～6%,浮選完善指標(biāo)提高約5%～7%。說明入浮濃度維持在60～120 g/L時(shí),可以大幅提高浮選工藝效果。

綜合以上試驗(yàn)分析結(jié)果可知:浮選入料中的超粒和入浮濃度低是影響該廠浮選工藝環(huán)節(jié)分選效果的重要因素。因此解決問題的途徑有兩種。

(1)對(duì)浮選入料中+0.5 mm粒級(jí)粗煤泥進(jìn)行有效回收,杜絕浮選入料超粒,解決浮選機(jī)“跑粗”、“跑煤”問題。

(2)減少入浮水量,提高入浮濃度,按照最佳的入浮濃度浮選。

2.2 煤泥水系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)

提高精末煤產(chǎn)品產(chǎn)率是提高該廠精煤回收率的重點(diǎn)所在。在最佳的入浮濃度和粒度組成下浮選,可以最大限度地提高浮選精煤產(chǎn)率和降低尾煤中可燃體的損失,提高整體浮選效率。

2.2.1 粗煤泥回收工藝

解決浮選入料粒度超限問題,必須對(duì)末煤重介磁選尾煤中的+0.5 mm粒級(jí)粗煤泥進(jìn)行回收,由于末煤重介磁選尾煤中的+0.5 mm粒級(jí)粗煤泥可以直接配摻到精末中進(jìn)行銷售,因此在煤泥水系統(tǒng)中有必要增加粗煤泥回收工藝。結(jié)合該廠生產(chǎn)技改情況,只有從浮選流程上進(jìn)行改進(jìn)才能從根本上解決問題。

末煤重介車間入選的6～0.5 mm原料煤經(jīng)過撈坑脫泥,撈坑底流用泵輸送至弧形篩和脫水脫泥篩后進(jìn)入末煤重介車間。入料中含煤泥量比較低,末煤重介磁選尾煤中的煤泥主要為添加介質(zhì)中經(jīng)過磨礦后的原生細(xì)煤泥和末煤重介車間部分脫介篩的篩板篩縫調(diào)整為1.0 mm后增加的粗粒煤泥,由于這部分煤泥集中在粗細(xì)兩段,有利于旋流器的分級(jí)。

同時(shí),考慮擴(kuò)能后整個(gè)末煤重介車間磁選尾煤的水量為800 m3/h,加上脫水脫泥弧形篩、直線脫水脫泥篩的篩下水,總的水量將達(dá)到1200 m3/h左右,如果采用其它的回收設(shè)備,選型后的設(shè)備在現(xiàn)有主廠房?jī)?nèi)沒有布置空間。

綜合上述分析,粗煤泥回收選用分級(jí)旋流器組+弧形篩+煤泥離心機(jī)的粗煤泥回收工藝流程。

2.2.2 提高入浮濃度

提高入浮濃度可以考慮采用半直接浮選或濃縮浮選。半直接浮選工藝為介于濃縮浮選和直接浮選之間的一種流程,工藝靈活,可以根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況適時(shí)進(jìn)行調(diào)整。該廠可以利用現(xiàn)有新建備用?12 m濃縮機(jī)對(duì)浮選工藝流程進(jìn)行調(diào)整,這樣既可使入浮濃度不至過低,同時(shí)也可減輕濃縮設(shè)備的負(fù)荷,降低溢流中攜帶細(xì)泥的數(shù)量。因此,采用半直接浮選工藝。

2.3 改造后煤泥水工藝流程及設(shè)備

改造后煤泥水工藝流程見圖2,末煤重介磁選尾煤、末煤脫水脫泥篩篩下水經(jīng)分級(jí)旋流器組將粗煤泥回收后摻入精末煤,分級(jí)旋流器組溢流、部分撈坑溢流和弧形篩的篩下水進(jìn)入濃縮機(jī)。濃縮機(jī)溢流作為循環(huán)水使用,底流和另一部分撈坑溢流進(jìn)行浮選,浮選精煤采用加壓過濾機(jī)脫水摻入精末煤,浮選尾煤經(jīng)濃縮壓濾脫水成為煤泥,加壓過濾機(jī)的濾液返回至煤泥水緩沖池,壓濾液返回濃縮機(jī),濃縮機(jī)溢流循環(huán)使用。系統(tǒng)使用設(shè)備見表5。

表5 改造后的煤泥水系統(tǒng)主要設(shè)備

圖2 改造后的煤泥水系統(tǒng)工藝流程

3 實(shí)施效果

3.1 煤泥水系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)

(1)在最佳的粒度組成和入浮濃度下浮選,提高浮選工藝效果。

(2)入浮水量大幅降低,降低了煤泥水環(huán)節(jié)藥劑耗量,進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本。

(3)提高加壓過濾機(jī)脫水效果,進(jìn)一步降低浮選精煤水分,同時(shí)粗煤泥產(chǎn)品水分可以控制在14%左右,從而降低綜合精末煤產(chǎn)品水分,提高精煤產(chǎn)品質(zhì)量及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

(4)該流程對(duì)粗煤泥回收粒度范圍為0.35～1 mm,從而對(duì)浮選入料粒度上限實(shí)現(xiàn)有效控制,同時(shí)有效減少超低灰末煤重介入料下限(-1 mm粒級(jí))含量,進(jìn)一步提高浮選系統(tǒng)和超低灰末煤重介系統(tǒng)分選精度,達(dá)到高效分選。

表6 改造后浮選產(chǎn)物粒度組成及分選效果

(5)煤泥水系統(tǒng)能力顯著提高,保證了系統(tǒng)正常運(yùn)行。

表7 主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)對(duì)比表

3.2 煤泥水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

對(duì)改造后浮選系統(tǒng)的分選效果和整個(gè)煤泥水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了計(jì)算和統(tǒng)計(jì),統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表6和表7所示。

從表6可以看出,通過系統(tǒng)改造,有效解決了浮選系統(tǒng)的“跑粗”、“跑煤”和入浮濃度低造成浮選工藝效果差的問題,浮選完善指標(biāo)較改造前提高了5%左右,浮選系統(tǒng)工藝效果大幅提升。

從表7可以看出,改造后浮選機(jī)單位處理能力達(dá)到了額定處理量,煤泥水系統(tǒng)處理能力大幅提升,浮選藥劑、絮凝劑單位用量大幅降低,該廠一分區(qū)精煤產(chǎn)率提高0.5%。

3.3 經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)

按入洗原煤330 Mt/a,入浮煤泥10%,浮選精煤產(chǎn)率70%,浮選藥劑按0.6萬元/t,絮凝劑按0.8萬元/t計(jì),每年可節(jié)約浮選藥劑生產(chǎn)成本15.84萬元;每年可節(jié)約絮凝劑生產(chǎn)成本5.94萬元;可多回收精末煤1.65萬t,精末煤按照960元/t計(jì)算,每年可增加收入1584萬元。

The technological transformation of the slurry system of Taixi Coal Preparation Plant

Zhu Changyong,Ren Guitao
(Shenhua Ningxia Coal Group Taixi Coal Preparation Plant,Shi Zuishan,Ningxia 753000,China)

Described the problems of Taixi Coal Preparation Plant slurry system,analyzed the effect of the exceeded floating size limit and low floating concentration,and described the technological transformation of applying the thick slime flotation process and the semi-direct flotation process for the slurry system and the effect of the transformation.

coal flotation,black water,technological transformation,coarse coal slime recycling,semi-direct flotation

TD943

B

朱長(zhǎng)勇(1971-),男,寧夏中衛(wèi)人,選煤工程師,1996年畢業(yè)于中國(guó)礦業(yè)大學(xué)礦物加工工程專業(yè),現(xiàn)任神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)太西洗煤廠副廠長(zhǎng)。

(責(zé)任編輯 張毅玲)