煤泥對(duì)選煤工藝的影響

楊 坤

(西山煤電股份有限公司 馬蘭礦選煤廠,山西 古交 030205)

隨著礦井綜采技術(shù)的不斷進(jìn)步，采煤機(jī)械設(shè)備大型化、智能化已成為發(fā)展趨勢(shì)，回采率越來(lái)越高，對(duì)煤層、矸石層的破碎力度也越來(lái)越大，造成毛煤采出過(guò)程中再生煤泥含量增多，煤泥總量在原煤中占比過(guò)高，大型重介設(shè)備洗選精度降低，浮選工藝回收分選粒度范圍過(guò)寬，高灰煤泥夾帶污染精煤，分選效果下降，造成煤炭洗選加工難度增大[1-2]. 西山煤電集團(tuán)馬蘭礦選煤廠所洗煤種屬于優(yōu)質(zhì)肥煤，有特殊的黏結(jié)性和結(jié)焦性，2003年采用傳統(tǒng)的無(wú)壓三產(chǎn)品重選和煤泥浮選回收聯(lián)合工藝，通過(guò)工藝升級(jí)，改進(jìn)為預(yù)先脫泥、無(wú)壓三產(chǎn)品重介旋流器主選、水力旋流器分選煤泥、TBS分選浮選回收的聯(lián)合工藝。傳統(tǒng)工藝原煤全部通過(guò)重介旋流器處理，要使+0.5 mm的原煤以及-0.5 mm的煤泥同時(shí)獲得高效分選，必須具備高強(qiáng)度合理的入料壓力、適當(dāng)?shù)脑喝胂戳?、精確的重選密度、低濃度的洗水等，必然導(dǎo)致設(shè)備磨損嚴(yán)重、介質(zhì)損耗加大等問(wèn)題，而現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中，很難做到高效分選同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)效益。1200/850大型重介旋流器的分選下限決定了粒度介于0.3～3 mm的煤泥無(wú)法有效分選[3]，傳統(tǒng)的高頻篩回收粗精煤泥灰分偏高，污染肥精煤指標(biāo)。預(yù)先脫泥工藝，本質(zhì)上是迫使入洗原煤粒度分離，兩級(jí)分選，重介分選下限與煤泥分選達(dá)到完全銜接，減少進(jìn)入馬蘭礦選煤廠介質(zhì)回收系統(tǒng)的煤泥量同時(shí)提高整體分選效果和介質(zhì)回收效率，創(chuàng)收經(jīng)濟(jì)效益。本文以馬蘭礦選煤廠生產(chǎn)過(guò)程中的煤泥為研究對(duì)象，分析煤泥粒度在洗煤工藝中的變化。

1 預(yù)先脫泥

通過(guò)入洗原煤粒度篩分試驗(yàn)，得出脫泥工藝原煤粒度對(duì)比表，見(jiàn)表1. 由表1可知，入洗原煤中-1.5 mm煤泥大約占32%，脫泥后篩上原煤中-1.5 mm煤泥占8.15%，脫泥后篩下原煤中-1.5 mm煤泥占97.68%，以1.5 mm為分級(jí)粒度，脫泥效率按下式計(jì)算：

η=(a-c)(b-a)100/a(b-c)(100-a)

式中：

η—脫泥效率，有效數(shù)字取到小數(shù)點(diǎn)后第一位，%；

a—入料中小于1.5 mm含量，%，取31.99；

b—篩下物中小于1.5 mm含量，%，取97.68；

c—篩上物中小于1.5 mm含量，%，取8.15.

代入公式可得，η=80.4%

經(jīng)計(jì)算可知，預(yù)先脫泥后，有效脫離入洗原煤中25.7%的煤泥進(jìn)入煤泥分選系統(tǒng)，未脫除6.3%的-1.5 mm粒度級(jí)煤泥進(jìn)入重介系統(tǒng)，原煤煤泥的大量脫離，使重介旋流器分選下限精度提高，提高了分選效率，同時(shí)減少了進(jìn)入重介系統(tǒng)的煤泥量，凈化了洗水。

表1 脫泥工藝原煤粒度對(duì)比表

2 煤泥對(duì)工藝的影響

2.1 重介分選磁選分析

重介分選過(guò)程中重介質(zhì)回收效率是評(píng)價(jià)洗選性能的重要指標(biāo)。一般情況下磁鐵礦粉中-0.045 mm粒度級(jí)礦粉占比達(dá)到90%左右，而煤泥中的-0.045 mm粒度級(jí)煤泥屬于高灰細(xì)煤泥，比較難分選，大量煤泥脫離，降低了進(jìn)入重介系統(tǒng)的煤泥量，減少了-0.045 mm粒級(jí)煤泥與重介質(zhì)的混合，有利于重介質(zhì)的回收。傳統(tǒng)工藝與脫泥工藝磁選機(jī)參數(shù)見(jiàn)表2，所得試驗(yàn)數(shù)據(jù)均為入洗原煤經(jīng)重介質(zhì)旋流器分選，通過(guò)振動(dòng)篩脫介，由篩下水進(jìn)入磁選機(jī)所得。通過(guò)入料、精礦、尾礦成分分析可知，經(jīng)過(guò)脫泥后重介分選，磁選機(jī)入料中的固體含量、磁性物含量明顯要高于傳統(tǒng)工藝，說(shuō)明介質(zhì)回收過(guò)程中的煤泥量減少，脫介篩在脫介過(guò)程中重介質(zhì)回收比重加大；精礦中磁性物含量明顯增加，尾礦中磁性物含量變化小，說(shuō)明磁選機(jī)重介質(zhì)回收占比明顯提高，煤泥比重相對(duì)降低；磁選效率相比，脫泥后的重介質(zhì)回收效率明顯提升；磁性物回收率普遍提高，3臺(tái)脫泥工藝磁選機(jī)磁性物回收率超過(guò)99.8%，說(shuō)明預(yù)先脫泥使得重介系統(tǒng)中煤泥含量降低，提高了磁選效率以及磁性物回收率，降低了介質(zhì)損耗。

表2 脫泥工藝前后磁選機(jī)參數(shù)變化表

2.2 水力旋流器分級(jí)

入洗原煤預(yù)先脫泥分級(jí)，篩上原煤全部進(jìn)入重介系統(tǒng)，篩下-1.5 mm粒度級(jí)煤泥進(jìn)入煤泥收集池，由渣漿泵打入水力小旋流器，通過(guò)水和煤泥自身的重力進(jìn)行兩級(jí)分選，旋流器溢流進(jìn)入浮選系統(tǒng)，底流進(jìn)入TBS分選系統(tǒng)。TBS入料主要粒度級(jí)在0.25 mm以上，浮選入料主要粒度級(jí)在0.5 mm以下，說(shuō)明實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中分選煤泥時(shí)，由于粗粒煤泥表面積大，自身粘附細(xì)粒煤泥以及煤泥在旋轉(zhuǎn)分級(jí)過(guò)程中的無(wú)序碰撞等原因，煤泥各粒級(jí)不能依靠自身重力完全分離，大部分粗煤泥和少量細(xì)煤泥進(jìn)入TBS系統(tǒng)，極少量粗煤泥和大量細(xì)煤泥進(jìn)入浮選系統(tǒng)。煤泥的兩級(jí)分離，一定程度上TBS系統(tǒng)為浮選系統(tǒng)分擔(dān)了部分細(xì)煤泥含量，浮選細(xì)煤泥含量相對(duì)減少，有利于提高浮選分選效果。

2.3 TBS分選

不脫泥與脫泥工藝煤泥粒度小篩分表見(jiàn)表3. 由表3可知，傳統(tǒng)重介分選高頻篩回收粗精煤泥工藝與TBS相比，+0.25 mm粒級(jí)灰分偏低，分選效果明顯；-0.25 mm粒度級(jí)灰分偏高，分選效果不明顯；0.5～0.125 mm粒級(jí)煤泥含量偏高，說(shuō)明傳統(tǒng)重選工藝一定程度上無(wú)法有效分選-0.5 mm粒級(jí)煤泥，-0.25 mm粒級(jí)高灰細(xì)泥含量高，容易污染肥精煤指標(biāo)。TBS溢流中+0.5 mm粒度級(jí)產(chǎn)率達(dá)到29.62%，高于傳統(tǒng)工藝的14.88%，說(shuō)明傳統(tǒng)重介分選煤泥效果不佳；+0.25 mm粒級(jí)占比達(dá)到84%，屬于主導(dǎo)粒度級(jí)，灰分低于肥精指標(biāo)，-0.25 mm粒度級(jí)灰分高，分選效果不明顯，說(shuō)明TBS的分選下限為0.25 mm粒級(jí)。TBS溢流灰分10.97%，底流灰分55.93%，說(shuō)明煤泥在TBS系統(tǒng)中得到了有效分選，分選指標(biāo)符合生產(chǎn)要求。

表3 不脫泥與脫泥工藝煤泥粒度小篩分表

2.4 浮選分選

傳統(tǒng)工藝上浮選入料主要來(lái)源于高頻篩篩下煤泥水，而脫泥工藝浮選入料來(lái)源于原煤脫泥后經(jīng)過(guò)水力旋流器分選所得溢流。不同工藝浮選入料粒度小篩分表見(jiàn)表4. 由表4可知，脫泥后浮選入料0.5 mm粒度級(jí)以上產(chǎn)率明顯要低于傳統(tǒng)工藝，粗粒度級(jí)煤泥的減少，減輕了浮選精煤在回收過(guò)程中對(duì)快開(kāi)壓濾機(jī)濾板及濾布的損害；0.25 mm粒度級(jí)以下煤泥灰分產(chǎn)率明顯高于前者，說(shuō)明TBS分選了部分高灰細(xì)粒煤，減少了浮選系統(tǒng)中細(xì)煤泥含量，提高了浮選分選效果。經(jīng)分選，精礦灰分為10.19%，尾礦灰分為49.65%，1～0.045 mm粒度級(jí)煤泥灰分差異大，說(shuō)明浮選系統(tǒng)分選效果明顯，低灰煤泥與高灰細(xì)煤泥得到了有效分離，整體上提高了精煤泥回收產(chǎn)率。

表4 不同工藝浮選入料粒度小篩分表

3 結(jié) 論

原煤中煤泥的預(yù)先脫離分級(jí)：1) 提高了重介旋流器分選下限精度，分選效果得到了提升，減少了進(jìn)入重介系統(tǒng)的煤泥量，提高了磁選效率，降低了介質(zhì)損耗。2) 煤泥系統(tǒng)中0.25 mm粒度級(jí)以上粗煤泥經(jīng)TBS有效分選，降低了浮選系統(tǒng)中部分細(xì)煤泥含量，使0.5 mm粒度級(jí)以下高灰細(xì)泥在浮選系統(tǒng)得到了有效分選；整個(gè)洗煤工藝分選效率的提升，一定程度上增加了精煤回收產(chǎn)率，降低了介質(zhì)損耗。