楊子海,廖海林

(1.中煤科工集團(tuán)唐山研究院有限公司，河北 唐山 063012；2.河北省煤炭洗選工程技術(shù)研究中心，河北 唐山 063012；3.重慶南桐礦業(yè)有限責(zé)任公司干壩子洗選廠，重慶 400800)

重慶南桐礦業(yè)有限責(zé)任公司干壩子洗煤廠(以下簡稱“干壩子洗煤廠”)是一座群礦型洗煤廠，原有1.20 Mt/a的重介選煤系統(tǒng)1套，1.20 Mt/a的動力煤篩分、破碎系統(tǒng)和0.60 Mt/a的矸石選硫系統(tǒng)各1套。入選原煤主要為東林與魚田堡的混煤，煤種以瘦煤為主；精煤主要用于煉焦，中煤和矸石主要用于發(fā)電。近年來，隨著礦井?dāng)U能工作的開展和綜采技術(shù)的陸續(xù)投入，預(yù)計2020年入廠原煤量將達(dá)到1.98 Mt/a。從各礦井的煤炭產(chǎn)能來看，洗選甲級精煤的原煤資源預(yù)計在1.19～1.29 Mt/a之間。

目前，乙級精煤在產(chǎn)品銷售中占有很大比重，該選煤廠在加大乙級精煤產(chǎn)量后，仍難以滿足市場需求。但由于采用重介系統(tǒng)洗選乙級精煤，不僅影響生產(chǎn)甲級精煤的效率，還增加了乙級精煤的生產(chǎn)成本。為了適應(yīng)當(dāng)前的煤炭市場變化，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，需要對干壩子洗煤廠的生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行整改?；趯?shí)際情況綜合考慮，該選煤廠需要增加洗選乙級精煤并兼顧洗選電煤的生產(chǎn)系統(tǒng)，以滿足日益增加的生產(chǎn)需要。

1 洗選方案

1.1 洗選工藝選擇

1.1.1 乙級精煤洗選工藝選擇

根據(jù)乙級精煤的產(chǎn)品指標(biāo)要求，灰分在16%～18%之間，硫含量<3%。洗選乙級精煤的原料煤為東林原煤，參照GB/T 477—2008《煤炭篩分試驗(yàn)方法》[1]和GB/T 478—2008《煤炭浮沉試驗(yàn)方法》[2]對全粒級原煤的粒度組成和>0.5 mm粒級原煤的密度組成進(jìn)行檢測，結(jié)果見表1、表2。

表1 東林全粒級原煤篩分試驗(yàn)結(jié)果

表2 東林>0.5 mm粒級原煤浮沉試驗(yàn)結(jié)果

注：>0.5 mm粒級占全粒級的產(chǎn)率為75.57%，灰分為35.12%，硫含量為5.83%。

由表1、表2可知：

(1)分級粒度為0.5 mm時，可以滿足乙級精煤產(chǎn)品對硫含量的要求，但考慮到篩分面積和分選效果，該原煤不宜采用分級入選方式分選。

(2)生產(chǎn)乙級精煤時的分選密度為2.00 g/cm3，此時δ±0.1含量為2.04%，入選原煤為易選煤，故考慮選擇跳汰分選方法[3-4]；根據(jù)原煤煤質(zhì)情況，宜采用全粒級入選方式分選。

(3)<0.5 mm粒級的灰分為16.57%、硫含量為2.61%，已能滿足乙級精煤的產(chǎn)品質(zhì)量要求，故不設(shè)置浮選，煤泥經(jīng)壓濾機(jī)壓濾后直接作為精煤產(chǎn)品。

1.1.2 電煤洗選工藝選擇

要求的電煤產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)為灰分<48%、硫含量<4%、發(fā)熱量為12.55 KJ/kg。洗選電煤產(chǎn)品的原料煤為東林與魚田堡的混煤，參照國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對全粒級混煤的粒度組成進(jìn)行檢測，結(jié)果見表3。

表3 東林與魚田堡混煤的篩分試驗(yàn)結(jié)果

由表3可知：

(1)混煤以13 mm粒度分級時，<13 mm粒級物料能夠滿足電煤產(chǎn)品質(zhì)量要求，故考慮采用分級入選方式分選，分級粒度定為13 mm。

(2)洗選電煤產(chǎn)品時分選密度為2.00 g/cm3，δ±0.1含量為2.04%，入選混煤為易選煤，故考慮采用跳汰分選方法。

(3)<0.5 mm粒級混煤的灰分為25.39%、硫含量為2.63%，已能滿足電煤產(chǎn)品的質(zhì)量要求，故考慮不設(shè)置浮選[5-6]。

此外，由于篩上物料的質(zhì)量太差(Ad=71.78%, St，d=8.75%)，精煤的理論產(chǎn)率僅為4.26%，故考慮將這部分物料直接作為矸石處理。

根據(jù)生產(chǎn)車間設(shè)備與工藝布置現(xiàn)狀，結(jié)合原生產(chǎn)系統(tǒng)的預(yù)留接口情況，確定的新增生產(chǎn)系統(tǒng)原則流程如圖1所示。

1.2 主要設(shè)備選型

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際生產(chǎn)需要，確定系統(tǒng)生產(chǎn)能力為0.90 Mt/a，故應(yīng)該選擇12 m2的跳汰機(jī)。根據(jù)表1和表3數(shù)據(jù)，東林原煤<3 mm粒級產(chǎn)率為56.84% ，東林與魚田堡混煤<3 mm粒級產(chǎn)率為45.50%，且灰分較低?？紤]到入選原煤粒度偏小，為減少小顆粒精煤透篩而造成的損失，以SKT(FZ)-12復(fù)振跳汰機(jī)作為主選設(shè)備[5-7]。主要設(shè)備的選型情況見表4。

圖1 新增生產(chǎn)系統(tǒng)原則流程

序號設(shè)備名稱規(guī)格型號數(shù)量/臺備注1跳汰機(jī)SKT(FZ)-12復(fù)振跳汰機(jī)1新增2精煤脫水分級篩ZK2048直線篩1新增3高頻脫水篩ZKg1645高頻篩1新增4脫水離心機(jī)WZY1200臥式振動離心機(jī)1新增5濃縮旋流器組?350×5濃縮旋流器組1新增

2 生產(chǎn)效果

根據(jù)原煤煤質(zhì)情況，調(diào)試時將主振的低壓風(fēng)調(diào)整為0.04 MPa，復(fù)振的低壓風(fēng)調(diào)整為0.035 MPa；在每個跳汰周期，輔振風(fēng)閥分別在進(jìn)氣期前段與膨脹期后段各進(jìn)氣一次，從而使物料快速上升而緩慢下降，分層效果更好。在生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行正常后，該選煤廠對其進(jìn)行采樣檢查 ，復(fù)振風(fēng)閥關(guān)閉與開啟時的產(chǎn)品指標(biāo)見表5、表6、表7。

表5 精煤浮沉數(shù)據(jù)

注：在未開啟復(fù)振與開啟復(fù)振兩種狀態(tài)下，精煤硫含量均為2.82%。

由表5可知：精煤的主導(dǎo)密度級為<1.40 g/cm3，兩組的產(chǎn)率都較高而灰分均較低，產(chǎn)率都在50.50%以上，灰分為8.67%；其次為1.40～1.50 g/cm3密度級，兩組的產(chǎn)率均在30%左右，灰分最大者為13.89%。此外，1.80～2.00 g/cm3和>2.00 g/cm3密度級的產(chǎn)率均較低而灰分都較高，產(chǎn)率最大者為2.97%，灰分最小者為44.38%；這說明精煤完全滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求，也說明該復(fù)振跳汰機(jī)能夠適應(yīng)現(xiàn)場的生產(chǎn)要求。

表6 矸石浮沉數(shù)據(jù)

注：在未開啟復(fù)振與開啟復(fù)振兩種狀態(tài)下，精煤硫含量均為11.24%。

表7 矸石中>1.60 g/cm3密度級的粒度組成

由表6、表7可知：矸石中>2.00 g/cm3密度級的產(chǎn)率在97%以上，說明矸石純度高，其中精煤含量少；復(fù)振開啟對低密度、細(xì)顆粒精煤的分選效果更明顯，透篩量能夠得到有效控制，精煤損失量較小。

3 結(jié)語

為解決干壩子洗煤廠生產(chǎn)中存在的問題，基于生產(chǎn)現(xiàn)狀分析，制定了洗選工藝，并確定了主選設(shè)備——SKT(FZ)-12復(fù)振跳汰機(jī)。目前，該跳汰機(jī)已在干壩子選煤廠投入運(yùn)行，并取得了較好的分選效果，有效解決了低灰精煤損失量大的問題，同時降低了洗選加工成本，可為企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

[1] 中國煤炭工業(yè)協(xié)會.煤炭篩分試驗(yàn)方法：GB/T 477—2008[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

[2] 中國煤炭工業(yè)協(xié)會.煤炭浮沉試驗(yàn)方法：GB/T 478—2008[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

[3] 婁德安，賈金鑫. SKT復(fù)振跳汰機(jī)分選高變質(zhì)無煙煤的應(yīng)用實(shí)踐[J].選煤技術(shù)，2014(6): 34-37.

[4] 潘東明，劉曉軍. 復(fù)振跳汰機(jī)主振頻率與復(fù)振頻率關(guān)系的研究[J].選煤技術(shù)，2013(4):10-13.

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