陳 選 宋常勝

（河南理工大學(xué) 河南焦作 454003）

重慶能源投資集團(tuán)選硫技術(shù)最新發(fā)展

陳 選 宋常勝

（河南理工大學(xué) 河南焦作 454003）

本文介紹了高硫煤矸石的危害及重慶能源投資集團(tuán)高硫煤矸石洗選技術(shù)的發(fā)展，重點(diǎn)介紹了干壩子洗選廠利用國(guó)內(nèi)首創(chuàng)的以磁鐵礦粉為重介質(zhì)的高密度重介旋流器分選高硫煤矸石工藝的原理、工藝流程及實(shí)施效果，并分析了存在的問(wèn)題。

硫分；矸石；密度；重介；分選

1 前言

重慶能源投資集團(tuán)旗下有五大煤炭生產(chǎn)企業(yè)，每年生產(chǎn)原煤1400余萬(wàn)噸，但原煤多屬高灰高硫，不能直接提供用戶使用，必須通過(guò)洗選加工提質(zhì)，因此每年有近200萬(wàn)t洗選矸石應(yīng)排放到矸石山廢棄。煤矸石綜臺(tái)利用是國(guó)家一項(xiàng)長(zhǎng)期的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，國(guó)家八部委2014年修訂了《煤矸石綜合利用管理辦法》，鼓勵(lì)提高煤矸石的利用量和利用率[1]。

2 選硫技術(shù)在重慶能源投資集團(tuán)的發(fā)展

2.1 搖床時(shí)代

20世紀(jì)70年代中期，原煤炭部科技司針對(duì)南桐礦區(qū)高硫煤洗矸中回收硫鐵礦的可行性，下達(dá)了“從水洗和手選矸石中回收硫鐵礦”的課題研究任務(wù)。1977～1978年，干壩子選煤廠與煤炭科學(xué)研究總院唐山分院、中國(guó)礦業(yè)學(xué)院合作，進(jìn)行了大量的破碎解離和分選試驗(yàn)，驗(yàn)證了重選法回收硫鐵礦的可行性，課題成果通過(guò)了原煤炭部鑒定。

2.2 南桐選煤廠自生重介技術(shù)

南桐選煤廠于2008年承擔(dān)了重慶市科委科技攻關(guān)項(xiàng)目——“高硫煤矸石使用自生硫精砂作重介質(zhì)的高效分選新工藝”課題，采用自生介質(zhì)旋流器組合分選-礦泥浮選工藝，完成了對(duì)高硫煤矸石高效分選新工藝的研究，分選出了部分硫鐵礦，但存在著硫精砂品位不高、分選精度較低、自生重介消耗補(bǔ)充量大、磨損嚴(yán)重等問(wèn)題。

2.3 干壩子洗選廠重介技術(shù)

2008～2011年，干壩子洗選廠先后與有關(guān)單位合作，首創(chuàng)以磁鐵礦粉為重介質(zhì)的有壓三產(chǎn)品高密度重介旋流器矸石選硫工藝。產(chǎn)品品質(zhì)明顯提高，硫精礦St，d≥28%，沸騰煤St，d≤4.2%，通過(guò)摻配洗中煤，為電廠提供符合入爐要求的燃料。

3 重介選硫原理及工藝流程

3.1 基本原理

重介選硫技術(shù)采用磁鐵礦粉作為重介質(zhì)的重介旋流器工藝，選硫分選密度大大高于選煤，如何提升和穩(wěn)定密度是技術(shù)的關(guān)鍵。

三產(chǎn)品旋流器是由兩臺(tái)兩產(chǎn)品旋流器串聯(lián)組裝而成，第一段為主選，為圓臺(tái)形旋流器，采用較低懸浮液密度進(jìn)行分選，選出尾礦和再選入料，同時(shí)由于懸浮液濃縮，為第二段準(zhǔn)備了高密度懸浮液；第二段為再選，圓錐旋流器分選出中礦和硫鐵礦兩種產(chǎn)品。在離心力場(chǎng)和密度場(chǎng)作用下，密度較高的物料很快靠近旋流器壁，在外螺旋流作用下，由底流口排出；密度較低的物料在內(nèi)螺旋上升流作用下，從溢流口排出，從而完成分選過(guò)程。

3.2 關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備

（1）首創(chuàng)的新型三產(chǎn)品重介旋流器一段為圓臺(tái)型，二段為圓錐形，一段圓臺(tái)形旋流器比圓柱形更有利于提高進(jìn)入二段旋流器的懸浮液密度。

（2）普通選煤重介懸浮液的密度一般不超過(guò)1.6kg/L，而選硫用的懸浮液密度要達(dá)到2.2kg/L以上，二段懸浮液密度要達(dá)到2.5kg/L左右，因此要求磁鐵礦粉真密度必須達(dá)到4.5kg/L以上，粒度組成以200～320目為主導(dǎo)粒級(jí)。

3.3 工藝流程

3.3.1 入選原礦準(zhǔn)備流程

洗選后的煤矸石送至一次分級(jí)篩，篩下物直接進(jìn)入緩沖倉(cāng)，篩上物送至圓錐破碎機(jī)，破碎至-9mm以下，破碎機(jī)產(chǎn)品送至二次分級(jí)篩，篩上物返回圓錐破碎機(jī)實(shí)現(xiàn)閉路破碎。

3.3.2 分選流程

原礦經(jīng)緩沖后送入混料桶，通過(guò)給料泵揚(yáng)至三產(chǎn)品重介旋流器分選，選后精礦脫介分級(jí)篩脫介脫水，精礦至精礦倉(cāng)。

選后中尾礦一起經(jīng)弧形篩預(yù)先脫介、尾礦脫介篩脫介脫水后，運(yùn)至沸騰煤倉(cāng)。

分選工藝控制中，要控制好硫精砂產(chǎn)品中的碳含量，研究表明[2]，硫精砂產(chǎn)品中的碳含量控制在5%以內(nèi)，硫酸生產(chǎn)企業(yè)都能有效利用這部分硫資源。

3.3.3 介質(zhì)回收流程

沸騰煤脫介篩的稀介質(zhì)進(jìn)入磁選機(jī)，磁選精礦進(jìn)入合格介質(zhì)桶，磁選機(jī)尾礦經(jīng)濃縮脫水后進(jìn)入沸騰煤倉(cāng)；硫鐵礦脫介篩的稀介質(zhì)懸浮液進(jìn)入磁選機(jī)，磁選機(jī)精礦進(jìn)入合格介質(zhì)桶，磁選機(jī)尾礦經(jīng)濃縮脫水后進(jìn)入硫鐵礦倉(cāng)。

3.3.4 礦泥水回收流程

各產(chǎn)品脫出水進(jìn)入深錐池濃縮，溢流做循環(huán)水，底流經(jīng)壓濾脫水后配入電煤中。整個(gè)洗水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了閉路循環(huán)，達(dá)到了零排放。

4 重介選硫工業(yè)實(shí)施效果

4.1 工藝效果

從檢測(cè)資料可以看出原礦硫份9.61%，硫精砂硫分27.62%，沸騰煤硫分3.93%，矸泥硫分6.20%。系統(tǒng)處理能力104.12t/h，硫精砂及沸騰煤質(zhì)量穩(wěn)定，詳見(jiàn)表1～3。

表1 設(shè)計(jì)選硫系統(tǒng)產(chǎn)品平衡表

表2 產(chǎn)品檢測(cè)數(shù)質(zhì)量表

表3 三產(chǎn)品旋流器參數(shù)與工藝性能評(píng)定表

原工藝脫硫率為50.90%，現(xiàn)重介工藝脫硫率為68.24%，提高了17.34%；硫鐵礦回收率提高6%，沸騰煤硫分下降1個(gè)百分點(diǎn)以上。

4.2 經(jīng)濟(jì)技術(shù)對(duì)比

表4 隔膜跳汰與重介經(jīng)濟(jì)技術(shù)對(duì)比表

4.3 重介選硫系統(tǒng)的特點(diǎn)

4.3.1 生產(chǎn)能力擴(kuò)大

工程實(shí)施后，生產(chǎn)能力達(dá)105t/h，年入洗能力近600kt，與原生產(chǎn)系統(tǒng)比較，矸石小時(shí)處理量增加了50t。

4.3.2 分選精度高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定

主要分選設(shè)備為硫鐵礦專用旋流器，混料桶泵則采用高壓電機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)，保證了旋流器的分選壓力，分選精度明顯提高，旋流器一段可能偏差EP值0.08，旋流器二段可能偏差EP值0.05。

4.3.3 自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)便

集控操作人員可以對(duì)所有設(shè)備的自動(dòng)啟車(chē)、停車(chē)、事故停車(chē)進(jìn)行集中控制，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集，啟動(dòng)時(shí)間大大縮短，降低了電耗，減少了14名操作人員。

4.4 經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益

干壩子洗選廠600kt/a重介選硫系統(tǒng)每年可生產(chǎn)硫精砂約14萬(wàn)t，按28%品位計(jì)算，每年可減少純SO2排放近8萬(wàn)t，社會(huì)效益顯著；用于將沸騰煤的硫分降到了4%以下，通過(guò)摻配達(dá)到資源綜合利用電廠入爐燃料要求，每年減少了矸石上山20萬(wàn)t，按20元/t的轉(zhuǎn)運(yùn)費(fèi)用計(jì)算，每年為企業(yè)節(jié)省400萬(wàn)元，若加上低熱值煤發(fā)電、資源綜合利用增值稅退稅等收益，對(duì)煤炭企業(yè)的直接和間接經(jīng)濟(jì)效益極為顯著。

5 結(jié)語(yǔ)

高硫煤矸石的綜合利用經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著，重慶能源投資集團(tuán)已走在全國(guó)前列，干壩子洗選廠600kt/a重介選硫工藝屬國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，通過(guò)兩年來(lái)的生產(chǎn)實(shí)踐表明是成功的，對(duì)高硫煤矸石的綜合利用意義深遠(yuǎn)。采用有壓重介旋流器分選9mm以下不脫泥高硫煤矸石，分選效果好，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，是高硫煤矸石脫硫、資源綜合利用的一個(gè)有效方法。

[1]國(guó)家發(fā)改委等八部委18號(hào)令《煤矸石綜合利用管理辦法》.2014.

[2]陳選，等.高碳硫鐵礦制酸工藝技術(shù)探討.硫酸工業(yè)，1998（5）：23～26.

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1004-7344（2016）05-0333-02

2016-2-5