疊層高頻篩脫除高灰細泥的可行性分析

寧石茂

(西山煤電集團有限公司 屯蘭選煤廠，山西 古交 030200)

1 存在問題

屯蘭選煤廠隸屬于山西焦煤西山煤電集團有限責任公司，是一座礦井型煉焦煤選煤廠，設計處理能力4.0 Mt/a。選煤工藝為重介淺槽預排矸+預先脫泥無壓三產(chǎn)品重介質旋流器分選+ TCS粗煤泥分選+浮選的聯(lián)合工藝[1，2]。

粗煤泥分選系統(tǒng)工藝簡述[3-5]：原煤經(jīng)預先脫泥篩脫泥后，篩下煤泥水經(jīng)FX900×2型煤泥水旋流器進行分級處理，其溢流進入浮選系統(tǒng)，底流自流進入2臺TCS粗煤泥分選機，TCS尾煤進入重介系統(tǒng)的中煤脫水系統(tǒng)脫水處理后，摻入中煤產(chǎn)品；TCS溢流自流進入TCS精礦桶，由3227渣漿泵轉載輸送至舊車間精煤泥池；再由3228渣漿泵輸送至1臺FX850型旋流器進行分級處理后，溢流進入浮選系統(tǒng)，底流進入弧形篩和煤泥離心機脫水、脫泥處理后作為粗精煤，摻入精煤系統(tǒng)，弧形篩篩下水和煤泥離心機離心液進入浮選系統(tǒng)[6-7]?，F(xiàn)有系統(tǒng)技術檢查結果見表1。

目前屯蘭選煤廠生產(chǎn)12級精煤，灰分小于11.0%。從表1可以看出，由于粗精煤泥灰分基本維持在12%～13.5%，灰分偏高且不穩(wěn)定，導致最終精煤灰分超標?，F(xiàn)場為保證最終精煤灰分，不得不采取降低重介系統(tǒng)分選密度和TCS粗煤泥分選密度的措施，從而導致了重介系統(tǒng)精煤“背灰”和TCS尾礦損失精煤的問題，造成經(jīng)濟效益損失。同時由于分選工藝復雜，分級濃縮旋流器受壓力、入料池液位、人工操作、旋流器磨損等因素影響，造成旋流器溢流跑粗，分選效果不佳，能耗高。

表1 2019年5月4日屯蘭選煤廠洗煤車間生產(chǎn)報表

2 試驗研究

為驗證目前粗煤泥分選系統(tǒng)的分選效果，合理制定解決方案，屯蘭選煤廠委托威海市海王旋流器有限公司技術中心進行了試驗分析。試驗數(shù)據(jù)見表2～表4。

由表2可知，弧形篩篩上產(chǎn)品總灰分為15.31%，其中的主導粒級為大于0.5 mm和0.5～0.25 mm粒級，其含量分別高達42.70%和31.90%；大于0.25 mm粒級灰分為9.06%，隨著粒度減小，灰分呈升高趨勢；0.15～0.074 mm粒級和小于0.074 mm粒級含量分別為7.30%和10.30%，其灰分分別為34.58%和45.06%，這是由于弧形篩難以高效脫除小于0.15 mm粒級高灰細泥，從而造成粗精煤灰分偏高。

表2 弧形篩篩上物小篩分實驗結果

表3 363B膠帶上粗精煤的小篩分實驗結果

由表3可知，粗精煤產(chǎn)品總灰為12.47%，經(jīng)煤泥離心機脫水后，粗精煤泥中的0.15～0.074 mm粒級和小于0.074 mm粒級含量有所降低，但仍分別高達4.18%和5.04%，其灰分分別為32.22%和46.33%，從而造成粗精煤灰分偏高。如果有效脫除小于0.15 mm粒級高灰細泥，即可獲取灰分低于10.0%的合格粗精煤泥。

表4 TCS粗煤泥分選機尾煤的浮沉實驗結果

為降低粗精煤灰分，現(xiàn)場不得不降低TCS粗煤泥分選機的分選密度和頂水流量，從而造成TCS粗煤泥分選機尾礦中損失了部分精煤產(chǎn)品。由表4可知，TCS粗煤泥分選機尾礦灰分為43.58%，其中小于1.4 kg/L密度級含量可達20.37%，灰分僅為9.80%，大量低灰精煤損失至底流產(chǎn)品中，嚴重影響了選煤廠的綜合經(jīng)濟效益。

3 解決方案

針對選煤廠粗煤泥系統(tǒng)存在的問題，建議現(xiàn)場采用高效分級設備[2]——ZKJ1007-D5型疊層高頻篩，對粗煤泥系統(tǒng)進行改造，以提高分級效率，在保證粗精煤泥灰分的前提下，提高重介主洗系統(tǒng)分選密度和TCS粗煤泥分選機[3-5]的分選密度和頂水流量，從而提高全廠精煤產(chǎn)率和綜合經(jīng)濟效益。

4 分級效果預測

結合推薦的工藝，對粗精煤泥脫泥效果進行了計算，結果見表5～表7。

表5 疊層細篩入料粒度組成

表6 疊篩篩上產(chǎn)品粒度組成

表7 疊篩篩下產(chǎn)品粒度組成

對測算結果進行分析，計算篩上產(chǎn)率為75.21%，篩下物產(chǎn)率為24.79%，篩上物灰分為10.03%，對比入料灰分，灰分下降4.42%。

5 效益分析

本次改造的效益點主要體現(xiàn)在以下3方面：

(1)ZKJ1007-D5疊層高頻振動篩屬于精細分級設備，分級效率高達85%～90%。采用該設備對粗煤泥系統(tǒng)進行改造，使工藝更加靈活，從而最大限度回收粗精煤泥產(chǎn)品。

根據(jù)現(xiàn)場考察得知，目前主洗精煤灰分約為10.0%，經(jīng)改造后，主洗精煤可不必再為粗精煤泥“背灰”，主洗精煤灰分可提高至10.5%，從而提高了重介主洗精煤產(chǎn)率。依據(jù)屯蘭選煤廠入洗原煤的煤質資料，當重介主洗精煤灰分由10.0%提高至10.50%時，理論精煤產(chǎn)率[4]可由25.85%提高至27.33%，增幅為1.48%，無壓三產(chǎn)品重介質旋流器的數(shù)量效率按95%計算，屯蘭選煤廠原煤量按700 t/h計算。

則每小時可多回收精煤量：700t/h×1.48%×95%=9.84t/h。

生產(chǎn)制度按每天16 h，每年330 d計算，則每年可多回收精煤量：

9.84t/h×16h×330d =51955.2t。

精煤與中煤差價按1 000元/t計算，則每年可產(chǎn)生經(jīng)濟效益：

51955.2t×0.1萬元/t=5195.52萬元。

(2)采用ZKJ1007-D5型疊層高頻振動篩可最大限度脫除TCS粗煤泥分選機溢流產(chǎn)品中的高灰細泥，降低粗精煤泥灰分。由表4可知，目前TCS粗煤泥分選機底流產(chǎn)品中的精煤含量高達20.37%，造成了合格精煤產(chǎn)品的嚴重損失，采用ZKJ1007-D5疊層高頻振動篩對粗煤泥分選系統(tǒng)[8-9]進行改造后，可在保證粗精煤泥灰分不超標的前提下，提高TCS粗煤泥分選機的分選密度和頂水流量，降低底流產(chǎn)品中的精煤損失。

(3)改造完成后，可拆除3229旋流器1臺、3228泵入料泵1臺、220 kW電機1臺、4臺弧形篩。年節(jié)約電費約37.02萬元。

6 結 語

粗精煤泥夾帶高灰細泥是選煤廠粗煤泥分選工藝的常見問題，而傳統(tǒng)的旋流器、弧形篩脫泥效果不理想。疊層高頻篩用于粗精煤泥脫除高灰細泥可適應不同煤質的多煤種入洗，有利于穩(wěn)定產(chǎn)品指標，提高精煤回收率，屯蘭選煤廠力爭在2020年完成此項改造工程。