棋盤井洗煤廠粗煤泥分選與回收系統(tǒng)工況研究

袁治國 溫磊 徐榮斌

（1.神華蒙西煤化工股份有限公司；2.國能蒙西煤化工股份有限公司；3.內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)與煤炭學(xué)院）

煤炭為我國的基礎(chǔ)能源，提高精煤質(zhì)量與綜合精煤回收率是我國的主要任務(wù)［1-7］。棋盤井洗煤廠開展了提高精煤質(zhì)量與綜合精煤回收率的研究。

1 325煤泥重介旋流器單機(jī)考查

1.1 325煤泥重介旋流器分級(jí)效果

對(duì)325 產(chǎn)品煤泥重介旋流器產(chǎn)品分別進(jìn)行了磁選試驗(yàn)，并對(duì)磁選尾礦進(jìn)行了篩分，然后進(jìn)行了浮沉試驗(yàn)。

325 煤泥重介旋流器入料+0.5 mm 粒級(jí)產(chǎn)率7.17%、灰分12.52%；0.5～0.25 mm 粒級(jí)產(chǎn)率27.26%、灰分15.03%，+0.25 mm 粒級(jí)綜合灰分14.51%，說明三產(chǎn)品重介旋流器的有效分選粒度下限未達(dá)0.25 mm，甚至未達(dá)0.5 mm。325 煤泥重介旋流器溢流灰分為17.78%，其中+0.25 mm 粒級(jí)產(chǎn)率37.27%、灰分11.67%，高于精煤灰分要求（10.5%），未能對(duì)其中的+0.25 mm 粒級(jí)粗煤泥實(shí)現(xiàn)高效分選，后續(xù)脫泥系統(tǒng)難以將-0.25 mm 粒級(jí)脫除干凈，因此為粗精煤灰分超標(biāo)埋下了隱患。

1.2 可選性分析

（1）當(dāng)要求精煤灰分為10.0%時(shí)，精煤理論產(chǎn)率52.55%，理論分選密度1.34 g/cm3，密度1.24～1.44 g/cm3的占62.07%，可選性為極難選。

（2）當(dāng)要求精煤灰分為10.5%時(shí)，精煤理論產(chǎn)率56.41%，理論分選密度為1.35 g/cm3，密度1.25～1.45 g/cm3的占59.41%，可選性為極難選。

（3）當(dāng)要求精煤灰分為11.0%時(shí)，精煤理論產(chǎn)率為60.08%，理論分選密度為1.36 g/cm3，密度1.26～1.46 g/cm3的占56.96%，可選性為極難選。

1.3 各產(chǎn)品產(chǎn)率計(jì)算

根據(jù)《煤用重選設(shè)備工藝性能評(píng)定方法》（GB/T 15715—2014），對(duì)325 煤泥重介旋流器進(jìn)行工藝性能評(píng)價(jià)，325煤泥重介旋流器產(chǎn)品密度見表1。

由表1可知，按照兩產(chǎn)品灰分平衡法計(jì)算得到溢流產(chǎn)率為92.16%，底流產(chǎn)率為7.84%。

1.4 計(jì)算入料生成情況、數(shù)量效率和灰分誤差

根據(jù)《煤用重選設(shè)備工藝性能評(píng)定方法》（GB/T 15715—2014），對(duì)325 煤泥重介旋流器入料生成、數(shù)量效率及灰分誤差進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果見表2和表3。

由表2、表3 可知：溢流精煤灰分為17.78%時(shí)，可算出精煤的理論產(chǎn)率為95.55%，數(shù)量效率為96.45%；溢流精煤產(chǎn)率為92.16%時(shí)，可計(jì)算出精煤灰分為17.16%，因此灰分誤差為0.62個(gè)百分點(diǎn)。

1.5 分配率和錯(cuò)配率計(jì)算

根據(jù)《煤用重選設(shè)備工藝性能評(píng)定方法》（GB/T 15715—2014），對(duì)325 煤泥重介旋流器分配率進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果見表4。

由表4可知：325煤泥重介旋流器分選精度Ep為0.185，分選密度為1.95 g/cm3。

根據(jù)《煤用重選設(shè)備工藝性能評(píng)定方法》（GB/T 15715—2014），對(duì)325 旋流器錯(cuò)配量進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果見表5。

由表5 可知：325 煤泥重介旋流器等誤密度1.93 g/cm3，總錯(cuò)配物含量為3.80%。

2 截粗篩單機(jī)檢查

參照《煤炭篩分試驗(yàn)方法》（GB/T 477—2008）對(duì)截粗篩入料及篩上、篩下產(chǎn)品進(jìn)行篩分試驗(yàn)；同時(shí)，依據(jù)《煤用篩分設(shè)備工藝性能評(píng)定方法》（GB/T 15716—1995），采用格氏法計(jì)算產(chǎn)品產(chǎn)率，結(jié)果見表6。

由表6 可知：①截粗篩入料主導(dǎo)粒級(jí)為-0.045 mm，產(chǎn)率為35.78%，灰分為26.18%，隨著粒度減小，各粒級(jí)灰分逐漸升高。②截粗篩篩上物含有較多的細(xì)泥，其中-0.25 mm 粒級(jí)產(chǎn)率為46.34%、灰分為19.18%，由于這部分細(xì)泥未有效脫除，導(dǎo)致篩上物灰分整體偏高，達(dá)到14.41%。③篩下物+0.25 mm 粒級(jí)含量為13.93%，造成浮選入料中粗顆粒偏多，加重了浮選系統(tǒng)工作負(fù)荷，惡化了浮選效果，容易造成浮選尾煤“跑粗”。

截粗篩入料及產(chǎn)品粒度特性曲線和截粗篩產(chǎn)品粒度分配曲線分別見圖1、圖2，按圖1 取規(guī)定粒度0.125，0.25，0.40 mm 分別計(jì)算篩分效率，結(jié)果見表7。

3 粗精煤泥離心機(jī)單機(jī)檢查

參照《煤炭篩分試驗(yàn)方法》（GB/T477—2008）對(duì)粗精煤泥離心機(jī)入料及產(chǎn)品、離心液進(jìn)行篩分試驗(yàn)，入料、產(chǎn)品及離心液數(shù)質(zhì)量見表8，粒度組成見表9。同時(shí)，參照《煤用篩分設(shè)備工藝性能評(píng)定方法》（GB/T15716—1995）相關(guān)規(guī)定，采用格氏法計(jì)算各產(chǎn)品產(chǎn)率，結(jié)果見表10。

由表9 可知：煤泥離心機(jī)入料-0.074 mm 粒級(jí)含量為24.16%，而煤泥離心機(jī)產(chǎn)品-0.074 mm 粒級(jí)含量為6.35%，說明入料中的細(xì)泥在煤泥離心機(jī)中得到有效脫除，但煤泥離心機(jī)產(chǎn)品灰分為13.30%，仍然高于精煤灰分要求（10.5%），這是因?yàn)殡x心機(jī)產(chǎn)品+0.25 mm 各粒級(jí)灰分均高于12%，即使將細(xì)泥全部脫除，也無法滿足灰分要求。這主要是由于精煤磁選入料包含稀介質(zhì)和煤泥重介旋流器的溢流，其中稀介質(zhì)中的煤泥未經(jīng)過再次分選（這部分物料占絕大多數(shù)），而煤泥重介旋流器也沒有實(shí)現(xiàn)對(duì)粗煤泥的有效分選，因此，精煤磁選尾礦即使經(jīng)過截粗篩、煤泥離心機(jī)脫泥后，粗精煤灰分仍不合格。

粗精煤泥離心機(jī)入料及產(chǎn)品粒度特性曲線和粗精煤泥離心機(jī)產(chǎn)品粒度分配曲線分別見圖3和圖4。

由圖3 可知：取規(guī)定粒度0.125，0.25，0.40 mm 分別計(jì)算篩分效率，結(jié)果見表11。

由圖4 可知：分配粒度為0.09mm 時(shí)，篩分效率為65.88%。

4 結(jié)論與建議

（1）單系統(tǒng)煤泥重介旋流器的Ep值為0.185 g/cm3，數(shù)量效率為96.45%，錯(cuò)配物含量為3.80%，其分選下限未達(dá)到0.25 mm，溢流產(chǎn)品未能滿足精煤產(chǎn)品質(zhì)量要求（溢流產(chǎn)品+0.25 mm 粒級(jí)灰分325 為11.67%）。

（2）煤泥重介旋流器溢流中含有大量細(xì)泥，單系統(tǒng)煤泥重介旋流器溢流-0.074 mm 產(chǎn)率為27.79%，灰分為30.07%，導(dǎo)致溢流產(chǎn)品灰分遠(yuǎn)高于精煤灰分要求，為最終粗精煤泥質(zhì)量不合格埋下隱患，需要加強(qiáng)后續(xù)粗煤泥回收設(shè)備脫泥效果，才能降低粗精煤泥灰分，總體而言，煤泥重介旋流器的分選效果不佳。

（3）截粗篩分級(jí)粒度太細(xì)（0.07 mm），篩分效率太低（21.18%），篩上物-0.25 mm 細(xì)泥含量為46.34%，灰分為19.18%，導(dǎo)致篩上物整體灰分（14.41%）偏高；而篩下物+0.25 mm 粒級(jí)含量為13.93%，會(huì)造成浮選入料與尾煤“跑粗”。

（4）粗精煤泥離心機(jī)入料-0.074 mm 粒級(jí)含量為24.16%，產(chǎn)品-0.074 mm 粒級(jí)含量為6.35%，說明其脫泥效果較好；但產(chǎn)品灰分為13.30%，超過精煤灰分要求。主要是因?yàn)槊耗嘀亟樾髌饕缌?.5～0.25 mm粒級(jí)灰分本來就高于10.5%，而精煤磁選機(jī)入料中的稀介質(zhì)中含有未經(jīng)分選的煤泥，因此精煤磁選尾礦0.5～0.25 mm 粒級(jí)灰分偏高，即使經(jīng)過截粗篩、粗精煤離心機(jī)脫泥也無法使粗精煤泥灰分合格。

（5）建議關(guān)停原煤泥重介分選系統(tǒng)，選用高效粗精煤脫泥、脫水設(shè)備對(duì)整個(gè)粗煤泥分選、回收系統(tǒng)進(jìn)行整合改造，從而有效提高粗精煤質(zhì)量與綜合精煤回收率。