霍爾辛赫選煤廠降低重介淺槽分選的經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析

李 軍

（山煤集團(tuán)煤業(yè)管理有限公司,山西 太原 030006）

霍爾辛赫選煤廠隸屬于霍爾辛赫煤業(yè)有限責(zé)任公司，設(shè)計處理量300 Mt/a，經(jīng) 2013 年技術(shù)改造后產(chǎn)能擴(kuò)建為500 Mt/a。洗煤廠位于霍爾辛赫礦井工業(yè)場地內(nèi)，是一座礦井型動力煤選煤廠?；魻栃梁盏V井所產(chǎn)毛煤全部入洗該洗煤廠，服務(wù)年限與礦井同為61.5 年?；魻栃梁者x煤廠在長期的運(yùn)營中發(fā)現(xiàn)，其主要存在的原煤入洗率和精煤產(chǎn)出率都較低的兩個問題是一直制約洗煤廠經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵點(diǎn)。同樣影響選煤廠經(jīng)濟(jì)效益的問題還包括由于混末煤灰分較高，導(dǎo)致發(fā)熱量不足。對此，本文以對霍爾辛赫選煤廠工藝改造為例，通過對該動力煤選煤廠的洗選工藝的分析研究，并在經(jīng)濟(jì)效益方面進(jìn)行了對比后，最終得到了提高末煤入洗比的準(zhǔn)確研究，對類似洗煤廠的進(jìn)一步提升有一定的借鑒意義。

1 霍爾辛赫洗煤廠生產(chǎn)概況

1.1 工藝流程

霍爾辛赫選煤廠設(shè)計洗選工藝流程為：重介淺槽分選機(jī)+有壓三產(chǎn)品重介旋流器（預(yù)先脫泥）+粗煤泥螺旋分選機(jī)+細(xì)煤泥濃縮壓濾。首先，原煤從礦井運(yùn)輸皮帶運(yùn)送進(jìn)入固定分級篩（Φ200 mm）進(jìn)行預(yù)篩分工作，無法通過分級篩上的原煤在手選后進(jìn)入破碎機(jī)中破碎；其次，此部分原煤在破碎后與分級篩下（0～200 mm）原煤一起進(jìn)入二級分級篩 （Φ13 mm）完成干濕分級環(huán)節(jié)；分級完成后的13～200 mm 粒級煤進(jìn)入重介淺槽分選，50～200 mm洗大塊、13～50 mm 洗混塊，分別運(yùn)至所匹配的塊倉；-13 mm 的末煤全部入洗，細(xì)煤泥經(jīng)濃縮池沉淀后采用快開壓濾機(jī)脫水回收或進(jìn)行浮選，最終成為混末煤產(chǎn)品。

1.2 最終產(chǎn)品

霍爾辛赫洗煤廠最終商品煤銷售包括精煤（末精煤、塊精煤）、混煤、煤泥及矸石等品種。其中，精煤發(fā)熱量介于 20.09 MJ/kg＜Qnet,ar＜20.93 MJ/kg 之間；混煤發(fā)熱量較低于精煤，15.9 MJ/kg＜ Qnet,ar＜16.7 MJ/kg；煤泥及矸石利用價值較低，通常情況下做棄用處理。

1.3 存在問題

霍爾辛赫洗煤廠投產(chǎn)至今，產(chǎn)品質(zhì)量一直受到灰分、水分、原煤含矸量“三高”的影響，疊加原煤入洗率、精煤回收率“兩低”的原因，導(dǎo)致洗煤廠經(jīng)濟(jì)效益欠佳。目前正值從國家到地方對環(huán)保管理力度不斷加大，對居民用煤進(jìn)行限制，部分地方政府（長治市城區(qū)）通過補(bǔ)貼引導(dǎo)居民使用潔凈焦炭，主要塊煤終端用戶減少，洗煤廠的利潤進(jìn)一步受到擠壓。

2 洗選方案的確定

根據(jù)選煤廠目前工藝條件，從生產(chǎn)過程、商品煤結(jié)構(gòu)、商品煤市場信息等方面考慮，結(jié)合國家政策及環(huán)保對燃煤質(zhì)量的要求，本文將針對提高原煤入洗率、精煤回收率和精煤熱量三方面來對本廠進(jìn)行工藝升級與改造，并提出方案：將重介淺槽入料下限由原先的13 mm 降為6 mm，即固定分級篩尺寸調(diào)整為6～200 mm，將調(diào)整后的入洗方案與原工藝進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益比較，如圖1。

圖1 塊煤分選分析流程圖

3 洗選方案可行性研究論證

本文中對霍爾辛赫原煤可選性分析研究的資料以《山西霍爾辛赫煤業(yè)有限責(zé)任公司可采煤層可選性試驗(yàn)報告》與《山西霍爾辛赫煤業(yè)有限責(zé)任公司選煤廠精煤產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)改造項(xiàng)目可研報告》為主要數(shù)據(jù)來源。原煤篩分試驗(yàn)表見表1。

3.1 霍爾辛赫洗煤廠原煤可選性曲線圖

本文將分別對粒級 200～13 mm、200～6 mm 的原煤進(jìn)行入洗篩分，并繪制可選性試驗(yàn)曲線圖，如圖2。

表1 霍爾辛赫洗煤廠原煤篩分試驗(yàn)表

圖2 原煤可選性曲線圖

由圖2 對比可知：不論篩分粒級的大小，當(dāng)分選密度小于1.5 g/mL 時，原煤可選性難度都較大，且差別很??；當(dāng)分選密度達(dá)到或超過1.5 g/mL 時，原煤可選性難度將大幅降低。據(jù)此建議洗煤廠將重介淺槽的分選密度設(shè)定在1.5～1.9 g/mL 較為合理。

3.2 塊煤洗選可行性分析

分 別 對 6～200 mm 和 13～200 mm 的 浮 沉 資料進(jìn)行分析可知，由于重介淺槽的分選粒級的降低，6～200 mm 中浮沉組成中低密度物含量相較于13～200 mm 粒級更高，對于精煤回收率的提升更加顯著，同時矸石含量也有所提升，這將對排矸效果有促進(jìn)作用。最終產(chǎn)品結(jié)構(gòu)成分比較見表2。

如表2 所示，霍爾辛赫洗煤廠終端產(chǎn)品共有四種，即精煤、混末煤、煤泥與矸石。經(jīng)洗選后，無論產(chǎn)品粒度大小，各產(chǎn)品發(fā)熱量相差不大。兩種方案中，精煤發(fā)熱量最高，均在20 MJ/kg 以上；混末煤發(fā)熱量略高于原煤，在15 MJ/kg 以上；煤泥最小，低于10 MJ/kg，而且灰分、水分偏高；矸石基本上無發(fā)熱量，直接排棄。通過對比發(fā)現(xiàn)，相較于原方案，新方案的精煤洗出率顯著提高，混末煤洗出率則呈下降趨勢。

3.3 方案經(jīng)濟(jì)效益論證

霍爾辛赫洗煤廠財務(wù)報表顯示，在原有系統(tǒng)工藝下，企業(yè)每年約虧損556.8 萬元，更新+6 mm 款煤重介淺槽后，精煤洗出率由原先的34.02%提高到45.87%，產(chǎn)量提高至0.6 MT/a，矸石與煤泥產(chǎn)出率幾乎沒有變化，混末煤洗出率則下降15.27%。精煤價格按215 元/t 計算，混末煤價格按115 元/t 進(jìn)行計算，洗煤廠每年可實(shí)現(xiàn)3 153.6 萬元的利潤，此方案的改造成本約為3000 萬元。最終產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益對比見表3。

表2 最終產(chǎn)品結(jié)構(gòu)成分比較

表3 最終產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益對比

4 結(jié)論及建議

原煤入洗率偏低、精煤回收率不高一直是目前動力煤洗煤廠普遍面臨的問題，疊加末煤灰分高、水分高、熱量不足的因素，一直制約著洗煤廠的經(jīng)濟(jì)效益。本文在對霍爾辛赫洗煤廠進(jìn)行充分研究后發(fā)現(xiàn)，在其洗煤工藝方面進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化和設(shè)備改造，將有效地解決該問題，具體總結(jié)如下：

（1）對比兩種方案，精煤熱量均在20 MJ/kg以上；混末煤發(fā)熱量略高于原煤，在15 MJ/kg 以上；煤泥最小，低于10 MJ/kg，而且灰分、水分偏高；矸石基本上無發(fā)熱量，通常情況直接排棄。

（2）重介淺槽入料分選下限由13 mm 降低為6 mm 之后，塊精煤產(chǎn)出率提高了15.28%，產(chǎn)量提升0.6 Mt/a。

（3）在原有設(shè)備工藝下，該洗煤廠約虧損556.8 萬元/年，設(shè)備工藝更新后，洗煤廠每年可實(shí)現(xiàn)3 153.6 萬元的利潤。