煤炭洗選工藝技術的改造分析及應用

賈海鮮

（山西蘭花集團莒山煤礦有限公司， 山西 晉城 048000）

引言

某選煤廠的煤炭以中灰分煤為主，有少量高灰分煤；以低硫煤為主，特低硫分煤次之；還有低磷分煤為主的1/3 焦煤和氣煤，精煤回收率中等，經(jīng)洗選后可主要用做煉焦煤和動力用煤。原煤水分平均為1.00%，精煤水分平均為0.96%。由于實際生產(chǎn)中采用混煤生產(chǎn)，煤質變化大、原煤水分高，導致原煤泥化嚴重、分選效率低、穩(wěn)定性差，現(xiàn)有的塊煤重介質淺槽分選方案已經(jīng)無法滿足對高品質煤炭的分選需求。為進一步提升煤炭分選能力，滿足每年10.00 Mt的生產(chǎn)規(guī)模，有效提升煤炭分選效率和經(jīng)濟性，提出了主再選兩段兩產(chǎn)品重介旋流器分選工藝，同時對分級脫泥篩、壓濾系統(tǒng)進行優(yōu)化改造。工藝優(yōu)化后，選煤廠產(chǎn)品品質顯著提升，對提升選煤廠的經(jīng)濟效益具有十分重要的意義，目前已得到了廣泛的應用。

1 選煤工藝的優(yōu)化

針對傳統(tǒng)的塊煤重介質淺槽分選方案在實際應用中所存在的原煤泥化現(xiàn)象嚴重、極易堵塞溜槽，而且產(chǎn)品水分高、分選效率低的情況，結合選煤廠所用原煤的特性和分選工藝流程，提出了一種新的主再選兩段兩產(chǎn)品重介旋流器分選工藝[1]。

主再選兩段兩產(chǎn)品重介旋流器分選工藝流程：-50 mm 原煤先經(jīng)主選兩產(chǎn)品重介旋流器分選出精煤和重產(chǎn)物；重產(chǎn)物經(jīng)脫介后再進入再選兩產(chǎn)品重介旋流器進行分選，分選出中煤和矸石產(chǎn)品；主再選兩段兩產(chǎn)品重介旋流器將分選后的精煤、中煤和矸石產(chǎn)品分別經(jīng)脫介篩（篩孔1.0 mm）進行脫介脫水，脫介脫水后的精煤經(jīng)離心脫水后作為精煤產(chǎn)品，脫介脫水后的中煤經(jīng)離心脫水后作為中煤產(chǎn)品，脫介脫水后的矸石再經(jīng)脫介脫水篩二段（篩孔13 mm）分級，生產(chǎn)-13 mm 末矸產(chǎn)品和13～50 mm 矸石，13～50 mm 矸石與+50 mm 矸石混合后作為塊矸石產(chǎn)品。該分選工藝具有分選流程簡單、穩(wěn)定性好，分選效率高的優(yōu)點，相比傳統(tǒng)分選方案，可將分選效率提升14.8%以上。

采用加壓過濾機及壓濾機對浮選后的精煤進行聯(lián)合脫水回收，脫水后的精煤作為精煤產(chǎn)品，過濾及壓濾的濾液進入濾液濃縮機進行再處理，或可作為循環(huán)水使用。浮選后的尾煤采用兩次濃縮工藝，首先將0.35～0.15 mm 尾煤采用一次濃縮+篩網(wǎng)沉降離心脫水進行回收[2]，離心脫水后的粗煤泥可摻入中煤產(chǎn)品或與尾煤一起處理，離心液及一次濃縮溢流一并進入二次濃縮作業(yè)；然后將進入二次濃縮的-0.15 mm尾煤采用二次濃縮+壓濾脫水回收，脫水后的尾煤予以單獨處理或摻入中煤產(chǎn)品，二段濃縮機溢流可作為循環(huán)水使用。進入濾液濃縮機的煤泥水、溢流也可作為循環(huán)水循環(huán)使用；底流采用壓濾脫水回收后摻入精煤產(chǎn)品中，壓濾濾液也作為循環(huán)水使用。另根據(jù)生產(chǎn)需要，-0.35 mm 尾煤也可采用一次濃縮+篩網(wǎng)沉降離心與壓濾聯(lián)合脫水工藝進行回收，以確保對煤炭分選的控水率。

2 分選設備改造

由于選煤廠的煤炭為混煤生產(chǎn)，煤質變化大、原煤水分高，因此原有設備的拖泥篩板、弧形板等均無法很好地適應混煤生產(chǎn)時煤質變化大、雜質多的情況，容易出現(xiàn)堵塞旋流器等異?，F(xiàn)象，嚴重影響煤炭分選設備的正常運行，因此，根據(jù)分選設備的實際情況和分選工藝流程，提出了對分級拖泥篩板和加壓過濾機入料桶進行改造的方案，以提升設備對混煤生產(chǎn)的適應性。

針對混煤中原煤水分含量高、黏性大的情況，針對性地提出在分級脫泥篩的入料溜槽處增加一個檔料板，同時將入料閘板更改為階梯型結構，從而增加入料篩面分布的均勻性。將篩板的分級段更改為16 mm，增加彈性桿和自清潔篩板[3]，分選時的沖水采用循環(huán)水，以降低在分選過程中水量的浪費，同時利用具有擋水堰的篩板有效提升分選系統(tǒng)在分選時的脫泥效率。優(yōu)化后的分級脫泥篩整體結構如圖1 所示。

圖1 分級脫泥篩整體結構示意圖

由于選煤廠煤炭以中灰煤為主，原煤粒度較大，在分選過程中，容易導致旋流器的堵塞，因此提出了在加壓過濾機入料桶處增加摻粗裝置的方案，該裝置能夠對入料桶內(nèi)大直徑的煤體進行攪拌破碎處理，降低粒徑，從而有效確保煤炭在分選過程中的效率和穩(wěn)定性。優(yōu)化后的加壓過濾機摻粗裝置結構如圖2 所示[4]。

圖2 加壓過濾機摻粗裝置結構示意圖

3 選煤工藝優(yōu)化效果

對改造前后選煤廠的煤炭分選效果進行對比，結果如表1 所示。

對表1 進行分析可知，優(yōu)化后的淺槽塊精煤、篩分末煤、粗煤泥、細煤泥的含水量均有明顯下降，其發(fā)熱量也有顯著提升。含水量降低了21.8%以上，發(fā)熱量提升了5.1%以上，且煤炭的分選效率提升了14.8%以上，該優(yōu)化工藝對提升選煤廠的煤炭品質和經(jīng)濟性有著十分重要的意義。

表1 優(yōu)化前后選煤廠分選效果對比

4 結論

1）主再選兩段兩產(chǎn)品重介旋流器分選工藝與傳統(tǒng)工藝方案相比，具有分選流程簡單、穩(wěn)定性好，分選效率高的優(yōu)點。

2）采取在分級脫泥篩的入料溜槽處增加一個檔料板的優(yōu)化方案，能夠有效降低分選產(chǎn)品中的水分含量，提升分選效率和穩(wěn)定性。

3）采取在加壓過濾機入料桶處增加摻粗裝置的方案，能夠對入料桶內(nèi)大直徑的煤體進行攪拌破碎處理，降低粒徑，從而有效確保煤炭在分選過程中的效率和穩(wěn)定性。

4）優(yōu)化后，產(chǎn)品含水量降低了21.8%以上，發(fā)熱量提升了5.1%以上，煤炭的分選效率提升了14.8%以上，顯著提升了選煤廠的煤炭品質和產(chǎn)品經(jīng)濟性。