合理優(yōu)化選煤工藝 提高煤泥回收效率

呂 勇

(1.太原理工大學(xué)，山西 太原 030024；2.山西省煤炭規(guī)劃設(shè)計院，山西 太原 030045)

某選煤廠是一座處理能力5.00 Mt/a礦井型選煤廠。由于礦井產(chǎn)量逐年增加、煤質(zhì)變化、工藝設(shè)備等因素的影響，原有設(shè)備已不能滿足礦井生產(chǎn)需要，雖進(jìn)行了一系列技改，增加了壓濾機(jī)、篩網(wǎng)式沉降離心機(jī)、濃縮機(jī)等，但煤泥處理問題仍然突出，直接導(dǎo)致商品煤質(zhì)量難以保證，經(jīng)濟(jì)效益受到嚴(yán)重影響。通過對選煤廠生產(chǎn)現(xiàn)狀的分析，對煤泥水系統(tǒng)進(jìn)行工藝改進(jìn)，減少了煤泥水滯留時間，增加了末煤洗選比例，有效發(fā)揮了選煤廠降灰能力。

1 選煤廠生產(chǎn)現(xiàn)狀及存在問題

該選煤廠現(xiàn)有工藝采用原煤13 mm分級，+13 mm塊煤由淺槽、斜輪重介分選，-13 mm末煤由兩產(chǎn)品重介旋流器分選，煤泥由3臺XMZ500/1500-UB型廂式壓濾機(jī)、2臺ZKG300/2000型快開壓濾機(jī)以及篩網(wǎng)沉降式離心機(jī)回收。由于處理能力不足、設(shè)備未能有效利用以及工藝布置上的問題，導(dǎo)致濃縮機(jī)內(nèi)的煤泥長時間積聚、煤泥泥化嚴(yán)重、壓濾成餅時間長、卸餅困難，加之礦井原煤產(chǎn)量增大、煤質(zhì)情況惡化，現(xiàn)有的煤泥水處理設(shè)備已不能滿足生產(chǎn)要求。末煤生產(chǎn)時間受到制約，商品煤質(zhì)量無法保證。

2 分析解決途徑

2.1 現(xiàn)狀分析

從現(xiàn)有工藝來看(見圖1)，末煤系統(tǒng)與塊煤系統(tǒng)的煤泥水處理采用了相似的工藝，所不同的是塊煤系統(tǒng)的煤泥水經(jīng)過旋流器、高頻篩、d18 m濃縮機(jī)處理后的細(xì)顆粒又返回到末煤系統(tǒng)，末煤系統(tǒng)對煤泥水再次進(jìn)行處理。這樣就會有效減少壓濾設(shè)備的入料量，塊煤系統(tǒng)回收煤泥水的布置是合理的。從圖1可以看出，處理煤泥量的多少是由壓濾機(jī)和沉降離心機(jī)決定，再增添新壓濾設(shè)備既增加投入成本，工程量又大，費時費力。因此，在現(xiàn)有的設(shè)備基礎(chǔ)上，如何優(yōu)化工藝，更有效地處理煤泥水是主要研究方向。

2.2 優(yōu)化方案

一種方案是采用2個d30 m濃縮機(jī)串聯(lián)的方式，無論將其它設(shè)備如何布置，處理煤泥的任務(wù)還是由壓濾機(jī)和沉降離心機(jī)完成，只是處理的先后順序不同，現(xiàn)有狀況仍難以改變。應(yīng)充分利用2臺備用濃縮機(jī)，發(fā)揮其緩沖作用，有效增加煤泥沉淀面積，解決煤泥回收的矛盾。同時以如何減少進(jìn)入壓濾機(jī)和沉降離心機(jī)的入料量為出發(fā)點，合理布置工藝，充分利用現(xiàn)有設(shè)備，達(dá)到最佳效果。

從現(xiàn)有工藝及現(xiàn)場情況分析,將末煤尾礦桶一部分分流至塊煤廠房煤泥水桶,經(jīng)塊煤廠房旋流器和高頻篩可處理掉一部分煤泥水。此工藝使煤泥水經(jīng)過兩組旋流器二次分級，極大地減少了進(jìn)入d30 m濃縮機(jī)的入料，緩解壓濾系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。轉(zhuǎn)至塊煤廠房的煤泥水可根據(jù)礦井煤泥性質(zhì)、壓濾成餅時間等條件具體決定進(jìn)量。

圖1 原有工藝示意圖

沉降離心機(jī)未能充分利用也是制約煤泥水處理的關(guān)鍵。從圖1可見，原有工藝將沉降離心機(jī)離心液與壓濾機(jī)濾液返回d30 m濃縮機(jī)，沉降離心機(jī)的離心液內(nèi)含有大量細(xì)顆粒，這些細(xì)顆粒在濃縮機(jī)內(nèi)的干擾，使沉降速度降低，沉淀不及時，絮凝劑效果不好，最終導(dǎo)致耙池內(nèi)清水層不清，溢流濃度高，間接導(dǎo)致末煤車間的脫介效果差，磁選效率低，且脫介篩噴頭易被細(xì)顆粒磨爛。在此情況下，不得不停開沉降離心機(jī)，每班只能運行2～3 h，開機(jī)率低。改進(jìn)的方法是將沉降離心機(jī)離心液與壓濾機(jī)濾液轉(zhuǎn)入塊煤系統(tǒng)煤泥水桶(見圖2)后，經(jīng)塊煤旋流器一次分級，底流經(jīng)高頻篩處理，篩下物與旋流器溢流一同進(jìn)入塊煤濃縮機(jī)，濃縮機(jī)底流再轉(zhuǎn)入末煤處理系統(tǒng)?；蛘呖梢杂行У乩脗溆胐30 m濃縮機(jī)(見圖2)來沉淀離心液中的細(xì)顆粒，底流轉(zhuǎn)至壓濾機(jī)壓濾回收。對離心液進(jìn)行單獨沉降，有效避免了這些細(xì)小顆粒對其它顆粒的干擾，既充分利用了沉淀面積又有助于增加末煤生產(chǎn)時間。這樣離心液中的細(xì)顆?？傻玫接行幚?，濃縮機(jī)溢流濃度得到有效控制，對沉降離心機(jī)的使用時間有充分保證。

圖2 改造后工藝示意圖

從減少煤泥水的角度考慮，將塊煤脫泥篩篩孔從1.5 mm改成0.5 mm，同樣可以減少進(jìn)入壓濾系統(tǒng)的煤泥量，新增設(shè)的淺槽分選機(jī)帶入大量的小粒度后，不存在斜輪分選機(jī)因黏度高而耗介嚴(yán)重的問題。減小篩孔尺寸可以減少煤泥水量，同時可降低旋流器入料濃度，在給礦濃度低于10％的情況下，選用溢流管直徑、底流口直徑和給礦管直徑合適的旋流器不僅可以提高處理能力，還能降低旋流器分離粒度。沉降離心機(jī)離心液含大量0.045 mm細(xì)顆粒，選擇合適的尺寸，旋流器分級粒度可降至0.019 mm，因此，減少入料濃度、合理選型有利于降低分級粒度，提高分級效率，最大程度利用旋流器處理一部分細(xì)顆粒煤泥水。

塊煤高頻脫水篩篩上產(chǎn)物中-0.045 mm的分配率可達(dá)到10％，再經(jīng)過末煤系統(tǒng)處理就能進(jìn)一步減少這部分顆粒的數(shù)量。如果將現(xiàn)有篩縫進(jìn)行改造，把原有縱向篩縫改成橫向，即垂直于煤流方向，同時減小篩縫至0.25 mm或0.1 mm，可增加煤泥堆積，提高脫水效果，有利于細(xì)小顆粒的脫水。

3 結(jié) 語

通過工藝改進(jìn)，減輕了壓濾機(jī)使用負(fù)荷，增加了末煤車間開機(jī)率，提高了選煤廠經(jīng)濟(jì)效益。但也存在一定弊端，需同時將備用d30 m濃縮機(jī)啟用，如果出現(xiàn)濃縮機(jī)故障，只能停產(chǎn)維修，將煤泥水導(dǎo)入事故池。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 謝廣元.選礦學(xué)[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2002：103-105.

[2] 匡亞莉.選煤工藝設(shè)計與管理[M]. 徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2006：85-87.