淺析烏東選煤廠選煤工藝流程的確定

張千軍

(神華新疆公司洗選中心機(jī)電設(shè)備辦,新疆烏魯木齊 830019)

淺析烏東選煤廠選煤工藝流程的確定

張千軍

(神華新疆公司洗選中心機(jī)電設(shè)備辦,新疆烏魯木齊 830019)

對烏東煤礦原煤粒度進(jìn)行分析，認(rèn)入洗最佳粒度范圍應(yīng)為200～13mm；在綜合對比各排矸設(shè)備利弊的基礎(chǔ)上，確定采用重介質(zhì)淺槽分選機(jī)處理+13mm的原煤，進(jìn)行排矸；針對采區(qū)原煤泥化現(xiàn)象，提出將煤泥分為粗煤泥和細(xì)煤泥，并采取相應(yīng)的工藝進(jìn)行回收。在此基礎(chǔ)上，確定了烏東煤礦選煤廠的分選工藝，并進(jìn)行了簡要的闡述。生產(chǎn)實(shí)踐表明，該工藝流程在烏東煤礦選煤廠運(yùn)行效果較好，能夠達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)目的。

入選粒度 排矸 煤泥處理 分選工藝流程

1 入選原煤粒度分析

根據(jù)烏東煤礦原煤銷售可知,原煤經(jīng)篩分后+200mm的塊煤可直接供給民用;-200mm的原煤則可入選煤廠進(jìn)行分選,可確定入洗原煤粒度上限為200mm。將烏東煤礦原煤進(jìn)行篩分浮沉試驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,+13mm的原煤中含矸量較高,灰分可達(dá)為26．7～36．9%,故入選的塊煤需要進(jìn)行排矸;-13mm的原煤中灰分偏高,可達(dá)22．9%,若直接作為電煤使用,則不能夠滿足灰分含量要求。有上述分析可確定烏東選煤廠的入洗粒度下限為13mm。為了提高-13mm原煤質(zhì)量,可將25～13mm塊精煤進(jìn)行摻配,這樣可以相對降低其灰分,在滿足一定摻配比的條件下可作為電煤銷售。對烏東煤礦煤炭主要銷售對象進(jìn)行分析,可知周邊電廠、裝備集中供熱系統(tǒng)的大型企業(yè)或單位是烏東煤礦的烏東煤礦的主要銷售客戶,且這些客戶與烏東煤礦保持有較為穩(wěn)定的供給關(guān)系,末煤使用單位極少。由此可知,若將混煤產(chǎn)品作為烏東煤礦的主要銷售產(chǎn)品則是最為合理的,因此可確定烏東選煤廠入洗粒度范圍為200～13mm是最為合理的,13～0mm末煤不入洗,預(yù)留末煤洗選的可能性。

2 選煤方法的確定

由烏東煤礦原煤篩分沉浮試驗(yàn)可知,+13mm的原煤中含矸量較高,灰分可達(dá)為26．7～36．9%,故需要對該粒度級范圍的入洗原煤進(jìn)行排矸。對烏東煤礦原煤特性進(jìn)行分析,同時結(jié)合臨近礦井洗選經(jīng)驗(yàn),確定+13mm的原煤排矸可采用跳汰或重介分選兩種方式[1-2]。現(xiàn)對這兩種塊煤排矸方法利弊進(jìn)行分析：(1)動篩跳汰排矸自動化程度高,工藝簡單易于操作,分選精度較高,且洗水可以實(shí)現(xiàn)循環(huán),可節(jié)約大量的水資源,同時基建投資、生產(chǎn)、維護(hù)成本較低;但動篩跳汰排矸的缺點(diǎn)也較為明顯,即其入洗粒度下限較高,一般適合于+25mm的入洗原煤。(2)重介分選排矸的主要優(yōu)點(diǎn)是對入洗原煤適應(yīng)性較強(qiáng),入洗能力大,分選下限較低,同時可獲得較高精度的產(chǎn)品,且可實(shí)現(xiàn)自動化控制,大型選煤廠多使用該工藝進(jìn)行排矸或者處理塊煤;其缺點(diǎn)是洗選排矸工藝較復(fù)雜,投資和運(yùn)營成本較高,需配套相關(guān)設(shè)備較多。綜上分析,滿足烏東煤礦原煤粒度分選要求,同時考慮到入洗原煤煤質(zhì)的不穩(wěn)定性,決定采用重介分選對+13mm的原煤進(jìn)行排矸。

目前,我國選煤廠所用的重介分選設(shè)備主要有有重介斜(立)輪分選機(jī)和重介淺槽分選機(jī)兩種,前者優(yōu)點(diǎn)是分選精度較高,分選粒度級較寬,浮液循環(huán)量較小,缺點(diǎn)是存在塊煤過破碎現(xiàn)象,同時設(shè)備易于磨損,維修工程量較大;重介淺槽分選機(jī)除了能夠滿足高分選精度外,其分選工藝較簡單,結(jié)構(gòu)緊湊,占地空間較小,分選粒度范圍為300～13mm,處理能力可達(dá)500t/h,重介淺槽分選機(jī)有代替重介斜(立)輪分選機(jī)的趨勢[3-4]。綜合上述分析,鑒于重介淺槽分選機(jī)的諸多優(yōu)點(diǎn),認(rèn)為烏東煤礦選煤廠選擇重介質(zhì)淺槽分選機(jī)處理+13mm的原煤較適合,能夠滿足粒度要求和精度要求。

3 煤泥回收工藝

受煤層賦存條件和水文地質(zhì)的影響,烏東煤礦部分采區(qū)原煤存在一定的泥化現(xiàn)象,煤炭泥化作用的結(jié)果便是細(xì)泥灰分較高,在原煤入洗過程中產(chǎn)生大量的煤泥,煤泥的增多直接影響到介質(zhì)的回收率和精煤產(chǎn)率。這些煤泥若得不到回收和利用,不僅使大量的煤炭損失,還會增加煤泥水處理負(fù)擔(dān),不利于提高選廠的綜合經(jīng)濟(jì)效益。分析認(rèn)為,烏東煤礦選煤廠應(yīng)對粗、細(xì)煤泥分別回收,其中回收所得粗煤泥可以按照合理配比摻入混煤中作為電煤銷售,對于難以回收的細(xì)煤泥可根據(jù)其灰分值進(jìn)行留或者棄。

3.1 粗煤泥回收

粗煤泥回收工藝和分選設(shè)備一直是我國選煤界研究的熱點(diǎn),其研究成果有效地推動了粗煤泥回收水平的提高。目前,我國常見的粗煤泥分選設(shè)備有高頻篩、小直徑重介質(zhì)旋流器、加壓過濾機(jī)、TBS干擾床、煤泥篩網(wǎng)沉降離心機(jī)等,這些設(shè)備有著不同的適應(yīng)性[5-7]。高頻篩分選原生煤泥效果較好,適合于對粒度范圍要求較寬的單位;加壓過濾機(jī)具備單機(jī)處理大,產(chǎn)品水分低等優(yōu)點(diǎn),但對于泥化較嚴(yán)重的煤泥而言其處理能力和處理效果會相對較差;TBS干擾床分選機(jī)對于粗煤泥分選有著較好的效果,同時由于其占地小、易于維護(hù)、運(yùn)營成本低、節(jié)省藥劑和重介質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用范圍有增大趨勢,但該設(shè)備要求粒度范圍較窄,同時自動檢測和控制系統(tǒng)不夠完善,難以保證精煤質(zhì)量和產(chǎn)率;煤泥篩網(wǎng)沉降離心機(jī)主要應(yīng)用于粗煤泥回收和精煤、尾煤脫水,該設(shè)備處理能力大、占地面積小、工藝簡單,投資運(yùn)營成本較低,分選效果較好。綜合考慮這幾種分選設(shè)備的利弊,同時結(jié)合烏東煤礦原煤自身特性,決定采用篩網(wǎng)沉降離心機(jī)進(jìn)行粗煤泥回收。

3.2 細(xì)煤泥回收

以往煤泥回收多采用板框式壓濾機(jī),這種壓濾機(jī)具有操作簡單,濾餅含固率高等特點(diǎn),其缺點(diǎn)是連續(xù)性差,工作壓力較低,需要專人值守,濾布需定時人工清理。隨著壓濾機(jī)的快速發(fā)展,板框式壓濾機(jī)使用率已經(jīng)呈降低趨勢,在其基礎(chǔ)上發(fā)展起來的快開式隔膜壓濾機(jī)使用率有增大趨勢。快開式壓隔膜壓濾機(jī)采用機(jī)、電、液一體化設(shè)計(jì)和制造,結(jié)構(gòu)簡單合理,操作方便,安全可靠程度較高,能夠?qū)崿F(xiàn)壓濾的自動化,且能夠使濾餅水分降低至20%以內(nèi)。鑒于快開式隔膜壓濾機(jī)的諸多優(yōu)點(diǎn),決定采用其來回收烏東煤礦細(xì)煤泥。

4 分選工藝流程

根據(jù)烏東煤礦原煤分選粒度的分析和選煤方法的確定,結(jié)合設(shè)計(jì)的煤泥回收工藝,確定烏東煤礦選煤廠分選工藝流程。烏東煤礦選煤廠分選工藝可簡述為：原煤經(jīng)篩分后,+200mm產(chǎn)品揀除矸石后直接銷售,-200mm產(chǎn)品進(jìn)行分級,分級所得-13mm產(chǎn)品摻入混煤,所得200～13mm產(chǎn)品經(jīng)脫泥篩后進(jìn)入重介質(zhì)淺槽分選機(jī)進(jìn)行排矸和洗塊煤,其中洗塊煤分為200～100mm洗大塊煤和100～25mm洗混中塊煤,25～1mm洗末煤經(jīng)離心脫水后摻入末原煤中,脫介后的矸石運(yùn)至矸石場地儲放;重介質(zhì)可經(jīng)磁選機(jī)回收,所得磁選尾礦進(jìn)入煤泥水處理系統(tǒng),磁選精礦返回合格介質(zhì)桶;煤泥水采用兩段濃縮、煤泥兩段回收的工藝流程,經(jīng)脫泥篩處理后的煤泥水進(jìn)入濃縮旋流器,底流經(jīng)離心機(jī)脫水后所得產(chǎn)品摻入混煤中,溢流進(jìn)入一段濃縮機(jī),底流經(jīng)篩網(wǎng)沉降離心機(jī)脫水可得粗煤泥;濃縮機(jī)濾液進(jìn)入二段濃縮機(jī),底流經(jīng)快開式隔膜壓濾機(jī)壓濾脫水后可得細(xì)煤泥。

5 結(jié)語

自該選煤工藝應(yīng)用到烏東煤礦選煤廠生產(chǎn)中后,達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo),目前工藝運(yùn)行良好。入洗原煤粒度的分析和分選方法的確定是實(shí)現(xiàn)煤炭有效分選的前提和關(guān)鍵,煤泥的有效回收不僅有助于提高選煤廠的綜合經(jīng)濟(jì)效益,同時對于降低煤泥水處理壓力和環(huán)境保護(hù)也至關(guān)重要。實(shí)踐證明,設(shè)計(jì)的分選工藝適合于烏東煤礦煤質(zhì)分選要求,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,分選精度較高,且可在原煤煤質(zhì)出現(xiàn)波動的情況下保證分選精度。

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