石 煥

（煤炭科學(xué)研究總院唐山研究院，河北省唐山市，063012）

冀中能源邯鄲礦業(yè)集團(tuán)陶二礦選煤廠屬礦井型無煙煤選煤廠，經(jīng)多次改造后，現(xiàn)原煤入洗能力1.20M t／a。選煤廠采用無壓三產(chǎn)品重介旋流器＋粗煤泥C S S分選＋煤泥濃縮壓濾聯(lián)合工藝，洗水閉路循環(huán)。根據(jù)煤質(zhì)變化，原煤入洗量為230～300t／h，主要產(chǎn)品有洗大塊、洗中塊、洗小塊、洗粒煤和洗末煤等品種，適用于冶金、電力、建材、化工、造氣及民用等行業(yè)。目前，選煤廠煤泥數(shù)量占入洗原煤的15%～22%，且有持續(xù)增大的趨勢(shì)，選煤廠現(xiàn)采用濃縮壓濾工藝回收煤泥，未設(shè)煤泥浮選環(huán)節(jié)。為了充分利用煤炭資源、保護(hù)環(huán)境，提高選煤廠經(jīng)濟(jì)效益，陶二礦選煤廠決定增設(shè)煤泥浮選系統(tǒng)。

1 煤泥水處理系統(tǒng)現(xiàn)狀

圖1 改造前煤泥水流程

選煤廠現(xiàn)有煤泥水處理流程見圖1，所有磁選機(jī)尾礦經(jīng)分級(jí)濃縮旋流器組分級(jí)濃縮后，旋流器底流自流進(jìn)入直徑2.1m的C S S粗煤泥分選機(jī)，C S S溢流經(jīng)高頻篩脫水后篩上物摻入洗末煤；C S S底流經(jīng)高頻篩脫水后，篩上物作為粗煤泥產(chǎn)品出廠堆存，篩下水返回磁選尾礦桶。旋流器組溢流和C S S溢流高頻篩篩下水自流進(jìn)入濃縮機(jī)回收煤泥。

煤泥水采用兩段濃縮工藝，煤泥水先進(jìn)入一段濃縮機(jī)（直徑24m）沉淀澄清，濃縮機(jī)溢流作為循環(huán)水復(fù)用，底流再給入二段濃縮機(jī)（直徑20 m）。二段濃縮機(jī)基本作為尾煤快開壓濾機(jī)入料緩沖池，生產(chǎn)中基本不出溢流，底流用快開壓濾機(jī)脫水回收煤泥。

2 浮選工藝的確定

2.1 入浮煤泥性質(zhì)

為研究煤泥的可浮性，對(duì)選煤廠現(xiàn)有壓濾煤泥采樣并進(jìn)行試驗(yàn)，按照G B／T 477－2008《煤炭篩分試驗(yàn)方法》規(guī)定對(duì)煤樣進(jìn)行小篩分試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表1；按G B／T 4757－2001《煤粉（泥）實(shí)驗(yàn)室單元浮選試驗(yàn)方法》進(jìn)行小浮選試驗(yàn)，礦漿濃度80g／L，捕收劑用柴油，起泡劑用G F油，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

由表1可見，入浮煤泥粒度細(xì)、灰分高，入料灰分為47.24%；入料中除＋0.5mm粒度級(jí)灰分較低為12.04%，小于要求的最終精煤灰分15%外，其余各粒級(jí)灰分均大于15%；隨粒度減小灰分大幅增加，－0.045mm粒級(jí)含量高達(dá)57.31%，灰分為62.24%，說明煤泥不易浮、矸石存在泥化現(xiàn)象。

表1 小篩分試驗(yàn)結(jié)果

表2 小浮選試驗(yàn)結(jié)果

表3 順序評(píng)價(jià)試驗(yàn)結(jié)果

由表2可見，藥劑總用量1000g·t－1時(shí)，隨藥劑油比（柴油∶G F油）增加，精煤產(chǎn)率和灰分均呈下降趨勢(shì)。要求精煤灰分小于15%時(shí)，煤泥可浮性為極難浮?？赏茢嘣鲈O(shè)浮選后，要求浮選精煤15%以下時(shí)，精煤產(chǎn)率不低于40%，尾煤灰分在60%以上。

根據(jù)is O 8858－2《硬煤—浮選試驗(yàn)第3部分：釋放評(píng)價(jià)》試驗(yàn)方法對(duì)入浮煤樣進(jìn)行順序評(píng)價(jià)試驗(yàn)，結(jié)果見表3，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果繪制產(chǎn)率－灰分曲線見圖2，根據(jù)曲線可查出不同精煤灰分下的浮選精煤理論產(chǎn)率。

2.2 浮選工藝和設(shè)備的選擇

由表1可知，隨粒度減小，灰分大幅增加，表明矸石存在泥化現(xiàn)象，這與實(shí)際生產(chǎn)情況相符。入浮煤泥中－0.045mm細(xì)粒級(jí)含量高達(dá)57.31%，灰分高為62.24%，為減輕高灰細(xì)泥對(duì)浮選精煤的污染，最終采用直接浮選工藝。

根據(jù)入浮煤泥中細(xì)粒級(jí)含量高、粒度細(xì)的特點(diǎn)，最終確定選用快開壓濾機(jī)作為浮選精煤脫水設(shè)備?？扉_壓濾機(jī)與傳統(tǒng)隔膜式精煤壓濾機(jī)相比，特點(diǎn)是快速打開多塊濾板，卸料時(shí)間縮短，處理量大大增加，設(shè)備選用臺(tái)數(shù)減少，產(chǎn)品水分較真空過濾機(jī)低，對(duì)煤泥變化適應(yīng)性較強(qiáng)。浮精脫水設(shè)備選用K X G Z 350／1600－U型精煤快開壓濾機(jī)2臺(tái)。

圖2 順序評(píng)價(jià)試驗(yàn)結(jié)果

浮選設(shè)備選用天地科技股份有限公司唐山分公司生產(chǎn)的X J M－K S 24型浮選機(jī)，該機(jī)適應(yīng)能力強(qiáng)，集礦漿預(yù)處理和浮選機(jī)分選于一體，與常規(guī)浮選工藝配置相比，能有效降低廠房布置高度和長(zhǎng)度，浮選機(jī)礦漿處理能力600～850m3／h，干煤泥處理量可達(dá)80t／h，滿足入浮礦漿量和煤泥量的要求。

3 工藝改造

本次改造主要包括兩部分內(nèi)容，一是補(bǔ)套浮選車間及相關(guān)設(shè)施，二是單獨(dú)回收矸石磁選機(jī)尾礦，避免高灰細(xì)泥再次入浮惡化浮選分選效果。

矸石磁選機(jī)尾礦單獨(dú)回收系統(tǒng)改造在現(xiàn)有主廠房?jī)?nèi)進(jìn)行，需增加濃縮旋流器組和振動(dòng)弧形篩各1臺(tái)，矸石磁選機(jī)尾礦經(jīng)濃縮旋流器組濃縮分級(jí)、振動(dòng)弧形篩脫水后，弧形篩篩上矸石粗煤泥給入C S S底流高頻篩最終脫水后摻入粗煤泥產(chǎn)品，旋流器溢流和弧形篩篩下水入濃縮機(jī)。

補(bǔ)套浮選車間位于主廠房西北側(cè)，主體采用鋼結(jié)構(gòu)，樓板采用混凝土現(xiàn)澆樓板。浮選車間二層與主廠房之間設(shè)聯(lián)系通道。精、中磁選機(jī)尾礦經(jīng)現(xiàn)有濃縮旋流器分級(jí)和濃縮后，旋流器組溢流和C S S分選機(jī)溢流高頻篩篩下水利用現(xiàn)有管路自流進(jìn)入浮選入料緩沖池，經(jīng)泵給入浮選機(jī)進(jìn)行分選，浮選精煤泡沫自流入精礦緩沖桶后由泵打入快開壓濾機(jī)脫水，浮精產(chǎn)品經(jīng)刮板輸送機(jī)和帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)載出廠落地，壓濾機(jī)濾液自流進(jìn)入循環(huán)水池（也可流入濃縮機(jī)）；浮選機(jī)尾礦添加絮凝劑后自流進(jìn)入現(xiàn)有直徑24m高效濃縮池澄清，利用現(xiàn)有煤泥水系統(tǒng)回收尾煤，循環(huán)水復(fù)用。改造后煤泥水處理流程見圖3。

圖3 改造后煤泥水處理流程

4 改造實(shí)施效果

新建浮選車間內(nèi)設(shè)備順利投入生產(chǎn)。生產(chǎn)采樣時(shí)，由于矸石磁尾回收系統(tǒng)設(shè)備已安裝完畢但尚未投入使用，所有磁選機(jī)尾礦均進(jìn)入煤泥濃縮旋流器。浮選機(jī)生產(chǎn)采樣結(jié)果、相應(yīng)精煤灰分下浮選精煤理論產(chǎn)率和浮選數(shù)量效率見表4。

表4 浮選生產(chǎn)采樣結(jié)果及效率

由表4可看出：

（1）浮選精煤灰分達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，通過藥劑用量調(diào)整可控制在15%以下。

（2）浮選機(jī)工業(yè)生產(chǎn)效果整體上優(yōu)于實(shí)驗(yàn)室小浮選試驗(yàn)結(jié)果，相近精煤灰分時(shí)，浮精產(chǎn)率和尾煤灰分高于小浮選試驗(yàn)。

（3）浮選機(jī)浮選效率大于80%，取得了良好的分選效果。

改造后，補(bǔ)套浮選后，提高了全廠精煤產(chǎn)率。入浮煤泥占入洗原煤按保守值15%計(jì)算，浮精產(chǎn)率按40%計(jì)算，則可增加精煤產(chǎn)率6%，年增加精煤7.2萬(wàn)t，經(jīng)濟(jì)效益顯著。同時(shí)，增設(shè)浮選后，進(jìn)入濃縮機(jī)的煤泥總量最低減少40%，為降低洗水濃度提供了有力的保證，減輕了尾煤壓濾車間設(shè)備壓力。

5 結(jié)語(yǔ)

浮選系統(tǒng)正常、高效運(yùn)行是提高資源利用率、增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的有效途徑，陶二礦浮選系統(tǒng)的生產(chǎn)實(shí)踐表明，該廠浮選系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)合理，設(shè)備運(yùn)行可靠，提高了精煤產(chǎn)率，有效回收了精煤資源，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也為無煙煤選煤廠煤泥浮選提供了有益的參考。