盧憲路

(神華蒙西煤化股份有限公司 棋盤井選煤廠，內(nèi)蒙古 鄂托克旗 016100)

棋盤井選煤廠二次浮選工藝改造實踐

盧憲路

(神華蒙西煤化股份有限公司 棋盤井選煤廠，內(nèi)蒙古 鄂托克旗 016100)

針對棋盤井選煤廠浮選工藝不完善、浮選精煤灰分偏高的問題，基于生產(chǎn)現(xiàn)狀分析，對二次浮選工藝進行改造。在對該選煤廠浮選工藝完善后，浮選精煤產(chǎn)率提高15個百分點，浮選精煤灰分能夠控制在要求的范圍內(nèi)，經(jīng)濟效益顯著。

浮選精煤；二次浮選；灰分；產(chǎn)率

棋盤井選煤廠隸屬于神華蒙西煤化股份有限公司，位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市鄂托克旗境內(nèi)，于2007年投產(chǎn)運行，是一座設(shè)計能力為6.00 Mt/a的礦井型煉焦煤選煤廠，設(shè)計工藝為無壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器主選、粗煤泥重介分選、細煤泥直接浮選的聯(lián)合工藝。入選原煤來源于棋盤井煤礦，并配選少量外調(diào)高硫煤，煤種為1/3焦煤，灰分在50%左右，水分在5%～6%之間，硫含量小于0.5%。主導(dǎo)產(chǎn)品為11級煉焦精煤和洗混煤，煉焦精煤作為冶金和煉焦原料，洗混煤作為火力發(fā)電廠燃料。

2015年初，由于外調(diào)原煤質(zhì)量變差，加之煤礦井下開采條件發(fā)生變化，導(dǎo)致入選原煤煤質(zhì)波動較大，浮選效率降低，分選效果下降，浮選尾礦“跑煤”嚴重，進而致使寶貴的煉焦煤資源大量浪費[1-3]。為提高生產(chǎn)效率和企業(yè)經(jīng)濟效益，在對生產(chǎn)現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上，對二次浮選工藝進行改造。在對浮選工藝完善后，浮選效果良好，精煤產(chǎn)率明顯提高，精煤灰分偏高的問題得到解決，企業(yè)經(jīng)濟效益顯著提高。

1 生產(chǎn)狀況

棋盤井選煤廠浮選系統(tǒng)布置有6臺KHD充氣式浮選機，每2臺組成一條生產(chǎn)線，共有3條浮選生產(chǎn)線，一段浮選機用于煤泥粗選，二段浮選機用于粗選尾礦的掃選[4]。精煤稀介磁選尾礦(煤泥水)經(jīng)弧形篩截粗后，篩上粗煤泥經(jīng)脫水后成為最終產(chǎn)品，篩下煤泥水進入浮選系統(tǒng)繼續(xù)分選；煤泥水進入浮選系統(tǒng)后，先由一段浮選機粗選，粗選尾礦進入二段浮選機掃選；一段浮選精礦與二段浮選精礦混合，經(jīng)壓濾機脫水后成為最終浮選精煤，二段浮選尾礦作為最終浮選尾礦，進入一段斜管濃縮池繼續(xù)處理。棋盤井選煤廠的原煤泥浮選原則流程如圖1所示。

圖1 棋盤井選煤廠煤泥浮選原則流程

2015年初，由于外調(diào)原煤質(zhì)量變差，泥化現(xiàn)象嚴重，<0.074 mm粒級產(chǎn)率高達45.43%，灰分高達34.54%，其他各粒級灰分也明顯升高。加之煤礦井下開采條件發(fā)生變化，導(dǎo)致入選原煤煤質(zhì)波動較大，進而致使浮選狀況惡化。改造前的浮選系統(tǒng)工藝指標(biāo)如表1所示。

由表1可知：一段浮選入料灰分偏高，導(dǎo)致浮選精煤灰分較高，浮選操作難度加大，其與重介精煤摻混后，影響最終精煤的灰分指標(biāo)；浮選精煤產(chǎn)率低而高灰率高，浮選尾煤低灰率高，說明浮選“跑煤”嚴重；浮選精煤可燃體回收率低而非可燃體混雜率高，浮選完善指標(biāo)偏低，說明浮選效果不理想，寶貴的煉焦煤資源浪費嚴重[5-9]。

根據(jù)上述分析，原浮選工藝對煤泥的分選效果差，不能實現(xiàn)物料的有效分選，必須對浮選工藝進行改造。

表1 改造前的浮選系統(tǒng)工藝指標(biāo)

注：浮選精煤高灰率是指所檢測煤樣中灰分>11.50%的煤樣質(zhì)量占檢測煤樣總質(zhì)量的百分比，浮選尾煤低灰率是指所檢測煤樣中灰分<30%的煤樣質(zhì)量占檢測煤樣總質(zhì)量的百分比。

2 改造方案與實施

棋盤井選煤廠技術(shù)人員對生產(chǎn)系統(tǒng)進行了多方面的調(diào)查和分析，結(jié)果顯示生產(chǎn)系統(tǒng)存在的主要問題為浮選入料灰分偏高、分選時間過短、粗粒級分選效率較低、二段浮選精煤灰分偏高。考慮到廠房空間較小且設(shè)備布置緊湊，不適合進行較大的改動，決定對二段掃選精礦進行再選。經(jīng)此調(diào)整與優(yōu)化后，二段掃選精礦成為一段粗選入料，這樣不但能夠有效降低浮選入料灰分，而且可以延長物料分選時間。棋盤井選煤廠浮選工藝改造后的煤泥浮選原則流程如圖2所示。

圖2 浮選工藝改造后的煤泥浮選原則流程

為適應(yīng)改造后的工藝系統(tǒng)生產(chǎn)需要，棋盤井選煤廠對相關(guān)的工藝操作進行了相應(yīng)調(diào)整：加大一段入料桶的補水力度，以降低入料濃度，并提高桶內(nèi)液位。保證入料桶的液位維持在較高水平，并提高入料壓力，以增大入料流量。調(diào)節(jié)進氣閥門的開度，增加設(shè)備內(nèi)的進氣量，以提高分選效果。提高錐形桶的高度，增大溢流面積，防止溢流泡沫被“壓死”，以提高浮選精煤產(chǎn)率，減輕后續(xù)作業(yè)壓力。加強設(shè)備的監(jiān)管和維護，防止管道堵塞和“跑粗”現(xiàn)象發(fā)生，對影響浮選效果的各因素實時關(guān)注，做到靈活、及時調(diào)節(jié)；為避免因操作不當(dāng)形成的二段浮選精礦惡性循環(huán)現(xiàn)象，有意識地提高分選槽液位，防止精煤、煤泥在系統(tǒng)內(nèi)持續(xù)積聚[10]。

3 改造效果與經(jīng)濟效益

3.1 改造效果

在對浮選工藝進行改造后，浮選效果得到明顯改善，浮選精煤質(zhì)量顯著提高。在浮選系統(tǒng)工作狀態(tài)穩(wěn)定后，對其實際工藝技術(shù)指標(biāo)進行了檢測，具體結(jié)果如表2、表3所示。

由表2、表3可知：在對浮選工藝改造后，一段入料灰分下降3.41個百分點，浮選精煤灰分下降0.68個百分點，浮選精煤產(chǎn)率提高15.72個百分點，浮選精煤可燃體回收率提高9.50個百分點，浮選尾煤灰分提高18.87個百分點，浮選完善指標(biāo)提高12.12個百分點。由這些數(shù)質(zhì)量數(shù)據(jù)可以看出，浮選效果明顯改善。

表2 改造前后的浮選系統(tǒng)工藝指標(biāo)對比結(jié)果

經(jīng)過工藝改造后，浮選系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更簡潔，更容易控制，浮選精煤和尾煤的穩(wěn)定率、合格率得到大幅提升；通過浮選工藝改造，實現(xiàn)了二段“選凈”的目標(biāo)，一段浮選精煤灰分得到有效控制，徹底解決了重介精煤“背灰”的問題，重介系統(tǒng)的指標(biāo)考核范圍得以提升，總精煤產(chǎn)率提高。

3.2 經(jīng)濟效益

在對棋盤井選煤廠浮選工藝完善后，企業(yè)經(jīng)濟效益明顯提高，主要體現(xiàn)在精煤銷售收入增加方面，此外還與壓濾煤泥銷售收入減少、電能消耗增加、浮選藥劑成本與維修費用增加等因素有關(guān)。

(1)精煤銷售收入增加。棋盤井選煤廠的原煤實際洗選能力為4.60 Mt/a，入浮煤泥量約為入選原煤量的14%，即入浮煤泥量約為64.40萬t/a。在對浮選工藝改造后，浮選精煤產(chǎn)率提高15.72個百分點，每年可增加精煤產(chǎn)量約10.12 萬t。按照精煤價格600元/t計算，每年可增加銷售收入約6 072萬元。

表3 浮選系統(tǒng)實際工藝技術(shù)指標(biāo)對比結(jié)果

(2)壓濾煤泥銷售收入減少。由于浮選精煤產(chǎn)率提高，尾煤產(chǎn)率降低，每年減少的壓濾煤泥產(chǎn)量約為10.12 萬t。按照壓濾煤泥價格120元/t計算，每年的銷售收入減少1 214萬元。

(3)電能消耗增加。由于浮選精煤產(chǎn)率增加，加壓過濾系統(tǒng)的電能消耗提高約500 kW，在電價為0.52元/度的情況下，電能成本提高約260元/h。按照系統(tǒng)原煤處理量900 t/h計算，每噸原煤的電能成本約為0.29元/t，根據(jù)該選煤廠的原煤實際處理能力計算，每年的電能成本增加約133萬元。

(4)浮選藥劑成本與維修費用增加。由于浮選生產(chǎn)時間延長，為了保證浮選效果，捕收劑、起泡劑的用量均增大。每噸煤泥的浮選藥劑成本增加0.286元/t，全年的藥劑成本增加131.56萬元。此外，由于增開了設(shè)備，每年的設(shè)備維修費用增加約30萬元。

綜上分析，浮選工藝改造后，每年可為該選煤廠創(chuàng)造約4 563萬元的經(jīng)濟效益。

4 結(jié)語

煤泥浮選流程發(fā)展至今，已形成濃縮浮選、直接浮選、半直接浮選三種原則流程，國內(nèi)外大多數(shù)選煤廠都在使用這三種原則流程；根據(jù)各流程的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，又可將其分為一次浮選、中煤再選、精煤再選等流程。在對浮選工藝進行改造過程中，棋盤井選煤廠選用了直接浮選原則流程，但其內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同于上述任何流程之一，而是將向掃選方向發(fā)展的浮選流程與向精選方向發(fā)展的浮選流程有機結(jié)合，這樣既能保證浮選精煤產(chǎn)率，又能提高商品煤質(zhì)量。

生產(chǎn)實踐證明：棋盤井選煤廠的二次浮選工藝改造是成功的，達到了降低浮選精煤灰分，提高浮選精煤產(chǎn)率的目的。查閱眾多文獻發(fā)現(xiàn)，該選煤廠目前的二次浮選流程并未在其他選煤廠得到應(yīng)用，這對于浮選流程未來的發(fā)展與應(yīng)用有一定借鑒意義和指導(dǎo)作用。

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[10] 謝廣元.選礦學(xué)[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2001.

Renovation of the secondary flotation at process at Qipanjing coal preparation plant

LU Xian-lu

(Shenhua Mengxi Coal Co., Qipanjing Preparation Plant, Etuokeqi, Inner Mongolia 016100, China)

Imperfection of flotation circuit and considerably high ash of flotation concentrate are the problems confronted by the plant. Following an analysis of the present status, a renovation work is made of the secondary flotation process. After upgrading of the flotation circuit, the yield of concentrate has seen a rise by 15 percentage points while the ash of the concentrate is controlled within the specified limit. This has brought forth remarkable economic benefits.

1001-3571(2016)01-0048-03

TD943

B

Keywordsflotation concentrate; secondary flotation; ash; yield

2016-01-29

10.16447/j.cnki.cpt.2016.01.012

盧憲路(1990—)，男，黑龍江省黑河市人，助理工程師，從事選煤廠生產(chǎn)技術(shù)管理工作。

E-mail：77692761@qq.com Tel：18747717956