王樓煤礦選煤廠煤泥二次精選浮選工藝改造實(shí)踐

蔣孝勇

（山東能源臨礦集團(tuán)，山東 臨沂 276000）

王樓煤礦選煤廠是礦井型煉焦煤選煤廠，選煤廠設(shè)計(jì)洗選能力0.9 Mt/a。原選煤工藝采用無(wú)壓三產(chǎn)品重介分選工藝，粗煤泥采用TBS分選機(jī)分選，細(xì)煤泥采用FCMC5500旋流微泡浮選柱進(jìn)行一次浮選，浮選精煤摻配主洗重選精煤。入洗原煤煤種是優(yōu)質(zhì)氣煤，粘結(jié)指數(shù)高，可作為優(yōu)質(zhì)煉焦配煤，選煤廠洗選煉焦精煤產(chǎn)品指標(biāo)為灰分＜9.00%，全水＜9.00%。

1 現(xiàn)狀分析

王樓煤礦礦井原煤可選性為極難選煤，為了增加綜合精煤產(chǎn)率，升井原煤經(jīng)破碎解離后入洗，增加了次生煤泥量，原煤中矸石易泥化，造成浮選煤泥中高灰細(xì)泥多，易對(duì)浮選精煤造成污染。選煤廠入浮煤泥量約占原煤總量的16%，入浮煤泥熱值在14.50 MJ/kg左右，入浮煤泥灰分為36%左右，小時(shí)煤泥入浮量約70 t/h，入浮煤泥水濃度在70 g/L左右。原煤泥浮選工藝采用FCMC5500浮選柱進(jìn)行一次浮選，浮選精礦經(jīng)過沉降離心機(jī)脫水后摻配重選精煤。在維持浮選柱浮精泡沫床層穩(wěn)定生產(chǎn)前提下，浮選柱精礦泡沫能達(dá)到的最低灰分在12%左右，再進(jìn)一步提高浮選精礦產(chǎn)量，浮選精煤產(chǎn)率提高到入浮煤泥量的50%，浮選精煤中會(huì)夾帶大量高灰細(xì)泥，導(dǎo)致浮選精煤灰分升高到14%左右，遠(yuǎn)超出9%的綜合精煤灰分要求，摻配到主洗重選精煤后致使重選精煤背灰現(xiàn)象嚴(yán)重，若生產(chǎn)時(shí)段摻配不勻，容易造成質(zhì)量事故，煤泥一次浮選工藝越來越難以滿足選煤廠生產(chǎn)需要。

2 工藝選擇

粒度組成是影響煤泥可浮性的主要因素之一[1]，采用0.074 mm標(biāo)準(zhǔn)套篩進(jìn)行了粒度分析，結(jié)果見表1。

表1 原浮選系統(tǒng)浮選精煤粒度分析

從表1可以看出：精煤泥粒度較細(xì)，-0.074 mm粒級(jí)占70%以上，低灰精煤主要分布在+0.074 mm粒級(jí)，+0.074 mm粒級(jí)的產(chǎn)率在30%左右，灰分僅為7.59%。可以看出高灰細(xì)泥夾帶嚴(yán)重，是精煤灰分難以降至9%以下的主要原因[2]。

從這一粒度組成情況可以考慮兩點(diǎn)：

（1）0.074 mm分級(jí)，變寬粒級(jí)浮選入料為窄粒級(jí)，根據(jù)粗、細(xì)煤泥表現(xiàn)出的不同可浮性和過濾特性，充分發(fā)揮各自在不同粒度范圍內(nèi)的分選與脫水優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)粗、細(xì)煤泥高精度分選和高效脫水[3]；

（2）對(duì)此浮選精煤再進(jìn)行一次精選作業(yè)，減少高灰細(xì)泥的機(jī)械夾帶污染，保證精、尾煤質(zhì)量[4-5]。

在浮選條件尋優(yōu)的基礎(chǔ)上，參照《選煤實(shí)驗(yàn)室分步釋放浮選試驗(yàn)方法》（MT/T144-1997）規(guī)定進(jìn)行分步釋放浮選試驗(yàn)。藥劑制度為：柴油量1 kg/t，仲辛醇為100 g/t，充氣0.25 m3/（m2·min），轉(zhuǎn)速1800 r/min，濃度為80 g/L。試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 煤泥分步釋放試驗(yàn)結(jié)果

由圖1可知，粗選浮選精煤再經(jīng)過一次精選即可獲得占本級(jí)產(chǎn)率72.72%、灰分7.68%的精煤。從分布釋放浮選試驗(yàn)可以看出若將現(xiàn)有浮選工藝改為“一粗一精”的精選浮選工藝，可以得到浮選精煤產(chǎn)率在36.36%左右，灰分為7.76%的精煤指標(biāo)，且具有技術(shù)可行性。

圖1 浮選分布釋放曲線

分級(jí)浮選工藝相對(duì)于“一粗一精”精選浮選工藝，不但工藝流程相對(duì)復(fù)雜，王樓選煤廠現(xiàn)場(chǎng)管道的改造和設(shè)備的布置難度較大，當(dāng)前也未研發(fā)出分級(jí)設(shè)備能實(shí)現(xiàn)煤泥0.074 mm的有效分級(jí)。強(qiáng)行分級(jí)，粗顆粒物料因表面粘附高灰細(xì)泥致使其灰分超標(biāo)，易造成浮選指標(biāo)的波動(dòng)，不能實(shí)現(xiàn)降低浮選精煤灰分的目標(biāo)。根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)、實(shí)驗(yàn)室浮選試驗(yàn)分析結(jié)果，為降低浮選背灰現(xiàn)象，綜合考慮系統(tǒng)投資和工藝效果后，在對(duì)原浮選系統(tǒng)改造最小化的基礎(chǔ)上增加精選浮選工藝[6]。

3 改造效果

考慮王樓煤礦選煤廠現(xiàn)場(chǎng)改造可利用空間緊湊等因素，精選浮選設(shè)備選擇機(jī)械攪拌式浮選機(jī)1臺(tái)（型號(hào)：XJM-S8-4，處理能力：19～32 t/h，充氣量：1 m3/m2·min）。原FCMC5500旋流微泡浮選柱作為粗選浮選的主要設(shè)備，對(duì)煤泥進(jìn)行粗選浮選。粗選浮選精礦進(jìn)入機(jī)械攪拌式浮選機(jī)進(jìn)行精選浮選，精選浮選精煤脫水后作為最終精煤產(chǎn)品摻配重選精煤，精選系統(tǒng)的尾煤與粗選尾煤一塊進(jìn)入尾煤壓濾系統(tǒng)。浮選工藝流程簡(jiǎn)圖如圖2。

圖2 王樓選煤廠煤泥水浮選工藝改造流程

二次精選浮選工藝升級(jí)改造運(yùn)行后，浮選精煤灰分及產(chǎn)率結(jié)果見表3。

表3 二次精選浮選系統(tǒng)浮選產(chǎn)品表

由表3可以看出，王樓選煤廠二次精選浮選系統(tǒng)升級(jí)改造后，通過調(diào)整粗選和精選浮選段的運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)改造目的，浮選精礦灰分降低到＜9%。改造完成后，浮選精煤產(chǎn)率約占入洗原煤的4.5%，主洗重選精煤不再“背灰”，綜合精煤產(chǎn)率提高了1.5%，運(yùn)行至今累計(jì)增創(chuàng)效益200多萬(wàn)元。

4 結(jié)論

王樓煤礦選煤廠煤泥浮選系統(tǒng)升級(jí)改造為“一粗一精”二次精選浮選工藝系統(tǒng)后，解決了浮選精煤灰分偏高，摻配主洗重選精煤造成重選精煤“背灰”問題，提高了綜合精煤回收率，增加了選煤廠綜合效益。浮選工藝的完善不僅要考慮提高浮選精煤的產(chǎn)率，也要考慮全廠各精煤組分（主洗重選、粗精煤泥等）的綜合產(chǎn)率，最終實(shí)現(xiàn)選煤廠精煤整體產(chǎn)率最大化和創(chuàng)效能力最佳。