李雅莊洗煤廠粗煤泥深度洗選回收工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)

張 莎

（霍州煤電李雅莊洗煤廠，山西 霍州 031400）

引 言

受冶金工業(yè)對(duì)焦炭品質(zhì)要求的限制，煉焦用煤炭需要對(duì)其進(jìn)行洗選處理才能達(dá)到要求［1］。洗選后的煤炭可分為精煤和中煤，前者可被用作煉焦使用，后者則用于煤炭銷售，兩者不僅價(jià)格相差懸殊，而且如果因洗選工藝不合理而導(dǎo)致大量煉焦煤混入中煤，還會(huì)造成稀缺煤種資源的大量流失。因此，研究新的選煤工藝和方法，提高精煤的回收率，既能增加企業(yè)生產(chǎn)效益，同時(shí)又能夠緩解我國(guó)煤炭資源緊缺的問(wèn)題，對(duì)煤炭產(chǎn)業(yè)意義重大［2－6］。

李雅莊洗煤廠是李雅莊礦下屬企業(yè)，為李雅莊礦原煤洗選所用，其入洗能力為330萬(wàn)t／a，采用＋50mm級(jí)淺槽排矸、0.5mm～50mm級(jí)原煤不脫泥無(wú)壓重介三產(chǎn)品旋流器分選、－0.5mm級(jí)煤泥采取直接浮選，通過(guò)浮精壓濾機(jī)及加壓過(guò)濾機(jī)，使其去水回收，一、二段濃縮機(jī)分別利用離心原理和壓縮過(guò)濾原理回收，煤泥水采用封閉式循環(huán)技術(shù)。

1 李雅莊洗煤廠粗煤泥深度洗選回收現(xiàn)狀及問(wèn)題

1.1 李雅莊洗煤廠粗煤泥深度洗選工藝

李雅莊洗煤廠精煤系統(tǒng)采用預(yù)先脫泥工藝，原煤經(jīng)水沖溜槽充分潤(rùn)濕后到脫泥篩，1mm以下煤泥進(jìn)入粗煤泥分選系統(tǒng)，1mm以上物料進(jìn)入三產(chǎn)品重介旋流器分選。預(yù)脫泥工藝不僅使三產(chǎn)品旋流器分選精度提高，處理量增大，而且降低了介質(zhì)消耗及浮選藥耗。

通過(guò)水力旋流器對(duì)預(yù)脫泥的－1mm粒級(jí)煤泥水分級(jí)后，0.2mm～1mm粗煤泥入TBS干擾床，經(jīng)分選后分別進(jìn)入精煤和中煤回收系統(tǒng)得到末精煤和中煤；0.2mm以下煤泥入浮選機(jī)（6臺(tái)XJM－S16型浮選機(jī)），再經(jīng)過(guò)濾、濃縮和壓濾等處理后得浮精煤和煤泥。

1.2 粗煤泥分選回收現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

1）粗煤泥分選現(xiàn)狀

李雅莊礦洗煤廠粗煤泥分選工藝流程見(jiàn)圖1。由圖1可以看出，經(jīng)過(guò)脫泥篩處理過(guò)的原煤，在三產(chǎn)品重介旋流器中處理分選，水力旋流器將小顆粒煤泥進(jìn)行分級(jí)處理，使用TBS干擾床分選大于0.2mm煤泥，通過(guò)浮選機(jī)回收更小顆粒煤泥。

圖1 粗煤泥TBS干擾床分選工藝流程

2）存在問(wèn)題

對(duì)李雅莊洗煤廠粗煤泥及TBS分選產(chǎn)品進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如第28頁(yè)表1所示。

從表1分選煤泥篩分實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，各粒級(jí)可燃體回收率不等，其中，＋0.90mm，0.90mm～0.45mm，－0.125mm粒級(jí)可燃體回收率偏小，尤其是＋0.9mm粒級(jí)可燃體回收率最小。

表1 TBS分選煤泥小篩分試驗(yàn)

從表2中TBS尾礦小浮沉實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，各密度級(jí)產(chǎn)率對(duì)比，－1.60g／cm3浮沉累計(jì)產(chǎn)率55.17%，灰分累計(jì)為21.17%，反映了尾礦仍有沒(méi)被回收的可燃物質(zhì)存在，具有“跑煤”特征。

表2 TBS尾礦小浮沉試驗(yàn)

通過(guò)對(duì)粗煤泥及TBS分選產(chǎn)品相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，粗煤泥分選環(huán)節(jié)體現(xiàn)出以下特點(diǎn)：

1）0.125mm～0.30mm粒級(jí)物料分選處理結(jié)果較好，可燃體回收率高。

2）對(duì)0.30mm～0.45mm粒級(jí)物料分選處理結(jié)果比較平均。

3）＋0.45mm粒級(jí)物料分選結(jié)果不理想，某些粒級(jí)可燃體回收率低。

4）－0.125mm粒級(jí)物料分選結(jié)果不理想，為水力分級(jí)器錯(cuò)誤所致，對(duì)粗煤泥分選效果有一定影響。

2 粗煤泥深度洗選回收工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)

針對(duì)上述李雅莊礦洗煤廠粗煤泥深度洗選工藝現(xiàn)狀及存在問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)的李雅莊礦洗煤廠深度洗選回收優(yōu)化工藝流程為：粗煤泥（0.2mm～1mm）三產(chǎn)品TBS分選、中煤磨礦通過(guò)TBS分選處理，煤泥浮選處理，尾煤壓縮過(guò)濾處理。粗煤泥深度分選回收優(yōu)化后工藝流程見(jiàn)圖2。

原煤經(jīng)過(guò)工廠后首先通過(guò)脫泥篩處理，進(jìn)而在無(wú)壓三產(chǎn)品重介旋流器的作用下完成分選，使其生成精煤、中煤和矸石等產(chǎn)物。三者分別通過(guò)專用的離心脫水機(jī)處理后生成各自產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)各自脫介篩處理后被導(dǎo)入合格介質(zhì)桶，而脫介篩過(guò)濾掉的成分則要經(jīng)過(guò)磁選機(jī)處理后再導(dǎo)入合格介質(zhì)桶。

圖2 粗煤泥深度分選回收優(yōu)化后工藝流程

經(jīng)過(guò)脫泥篩過(guò)濾掉的物質(zhì)以及中煤磁選處理尾礦采用旋流器進(jìn)行分級(jí)，分級(jí)器底流采用三產(chǎn)品TBS處理，其精煤成分和磁選機(jī)尾礦需通過(guò)振動(dòng)篩完成脫水，并配合重介精煤再次通過(guò)離心脫水機(jī)處理，形成終級(jí)產(chǎn)品。三產(chǎn)品TBS處理矸石先后經(jīng)過(guò)弧形脫水篩和高頻振動(dòng)篩處理，脫去水分，摻入重介矸石。粗煤泥（三產(chǎn)品TBS二段底流）經(jīng)振動(dòng)弧形篩脫水后進(jìn)入棒磨機(jī)磨礦。分級(jí)旋流器溢流和磨礦后產(chǎn)品被送往浮選機(jī)處理，使用壓縮過(guò)濾機(jī)處理生成精煤使其脫水，浮選機(jī)處理后的尾煤、振動(dòng)篩過(guò)濾物、TBS矸石振動(dòng)弧形篩篩下物、壓縮過(guò)濾液體、磁選機(jī)磁末部分被送至高效濃縮緩沖池，經(jīng)過(guò)入料管切線作用送至入料井。入料管及入料井存在絮凝劑加注點(diǎn)，采用自動(dòng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)煤泥水的自動(dòng)絮凝劑加注。

經(jīng)過(guò)濃縮機(jī)處理后的溢流被送至澄清水池，此處配有噴水裝置，桶上加水、經(jīng)過(guò)脫篩的水流和工作環(huán)境衛(wèi)生清洗都是使用噴水裝置供給水。

經(jīng)濃縮機(jī)濃縮后的煤泥水通過(guò)位于濃縮機(jī)下方的底流泵抽入主廠房?jī)?nèi)的壓濾機(jī)入料桶，并通過(guò)入料泵進(jìn)入煤泥壓濾機(jī)回收煤泥。

工藝預(yù)留了壓濾煤泥進(jìn)入中煤的通道，當(dāng)煤泥灰分降低或重介中煤灰分降低時(shí)，濃縮機(jī)底流可進(jìn)入沉降過(guò)濾式離心機(jī)脫水后摻入中煤銷售，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)靈活。

3 工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)前、后產(chǎn)品平衡及經(jīng)濟(jì)效益

李雅莊洗煤廠粗煤泥深度洗選工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)前、后產(chǎn)品平衡見(jiàn)表3、表4。

表3 優(yōu)化設(shè)計(jì)前產(chǎn)品平衡表

表4 優(yōu)化設(shè)計(jì)后產(chǎn)品平衡表

根據(jù)霍州市當(dāng)?shù)孛禾績(jī)r(jià)格，確定精煤價(jià)格1 588元／t，煤泥價(jià)格160元／t，工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)前中煤價(jià)格360元／t、工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)后中煤價(jià)格480元／t。

經(jīng)估算，工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)后比工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)前年增加經(jīng)濟(jì)效益10 856萬(wàn)元。

本項(xiàng)目單位加工成本為27.6元／t，每年生產(chǎn)成本為9 108萬(wàn)元，則年經(jīng)濟(jì)效益為1 748萬(wàn)元。

綜上所述，實(shí)施該優(yōu)化設(shè)計(jì)后，年可增加利潤(rùn)1 748萬(wàn)元。

4 結(jié)論

本文研究了李雅莊洗煤廠粗煤泥深度原洗選工藝存在的不足和問(wèn)題，并針對(duì)原洗選工藝不足對(duì)現(xiàn)有工藝與粗煤泥深度洗選回收工藝進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。優(yōu)化后的選煤工藝為：三產(chǎn)品重介旋流器（1mm～50mm）＋粗煤泥（0.2mm～1mm）三產(chǎn)品TBS分選＋TBS分選出的中煤磨礦＋直接浮選＋尾煤濃縮壓濾。該工藝先進(jìn)實(shí)用、技術(shù)可靠、分選效率高，并且，工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)后比工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)前年利潤(rùn)增加1 748萬(wàn)元。