侯毓昆

（陽泉煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司， 山西 陽泉 045000）

1 新柳煤礦選煤一廠概況

新柳煤礦選煤一廠隸屬于汾西礦業(yè)集團(tuán)公司，主要建設(shè)目的是與新柳礦井的生產(chǎn)工作相配合，屬于礦井型煉焦煤選煤廠。該廠建成于2003年，其設(shè)計能力在180萬t/年，新柳礦井的生產(chǎn)能力經(jīng)擴(kuò)建后能夠達(dá)到400萬t/年，因此，集團(tuán)公司于2007年增設(shè)選煤二廠，以滿足礦井生產(chǎn)對原煤洗選的生產(chǎn)需求，并于2009年建成投產(chǎn)。

2 新柳煤礦選煤一廠浮選系統(tǒng)存在的問題

新柳煤礦選煤一廠最初采用脫泥有壓三產(chǎn)品重介旋流器進(jìn)行相關(guān)分選作業(yè)，濃縮旋流器組被用于回收粗煤泥，而細(xì)煤泥的回收采用微泡浮選柱，直徑為5 m。浮選系統(tǒng)中采用的加壓過濾機(jī)1臺，規(guī)格為96 m2，用于原煤脫水操作。對尾煤的浮選操作，選用了2臺型號為F150的普通壓濾機(jī)、2臺型號為F250的普通隔膜壓濾機(jī)。新柳選煤一廠浮選系統(tǒng)的實際應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)以下問題：

1）處理能力差。在浮選系統(tǒng)投入使用之后，無法適應(yīng)洗原煤煤質(zhì)變化以及原生煤泥量增加的生產(chǎn)環(huán)境，煤泥水系統(tǒng)的生產(chǎn)能力致使系統(tǒng)無法達(dá)到滿負(fù)荷運行的狀態(tài)，難以滿足相應(yīng)生產(chǎn)要求。

2）精煤損失大。在實際生產(chǎn)過程中，浮選尾煤灰分約為35%，直接說明現(xiàn)有浮選系統(tǒng)存在分選不充分、精煤損失嚴(yán)重的問題，與之相對比，選煤二廠所用機(jī)械攪拌式浮選機(jī)來進(jìn)行細(xì)煤泥分選，尾煤灰分約為50%。

3）脫水設(shè)備能力不足。在選煤一廠的浮選系統(tǒng)中，采用了1臺規(guī)格為96 m2的加壓過濾機(jī)在浮選精煤的過程中進(jìn)行脫水回收，系統(tǒng)運行時該設(shè)備的處理效率在40～50 t/h之間。若主洗系統(tǒng)能夠達(dá)到滿負(fù)荷運行狀態(tài)，則浮選精煤的產(chǎn)量能夠達(dá)到約90 t/h，與預(yù)期生產(chǎn)目標(biāo)相差甚遠(yuǎn)，而脫水設(shè)備的能力缺陷問題，正是造成主洗系統(tǒng)難以達(dá)到滿負(fù)荷運行狀態(tài)的重要影響原因之一。

在洗原煤煤質(zhì)變化、原生煤泥量增加的環(huán)境下，現(xiàn)有浮選系統(tǒng)中的浮選設(shè)備難以滿足相關(guān)生產(chǎn)需求，精煤損失率過高，煤泥水系統(tǒng)嚴(yán)重制約選煤廠的生產(chǎn)效率。因此，為使選煤廠能夠達(dá)到滿負(fù)荷運行的狀態(tài)，同時提高選煤廠煤產(chǎn)率以及經(jīng)濟(jì)效益，急需對浮選系統(tǒng)進(jìn)行有效的工藝改造。

3 新柳煤礦選煤一廠浮選系統(tǒng)工藝改造與布置方案

新柳選煤廠目前采用的浮選系統(tǒng)中包含的浮選設(shè)備如下：1臺渣漿泵組與1臺直徑為3 m的浮選柱對煤泥水進(jìn)行分選操作；1臺規(guī)格為96 m2的加壓過濾機(jī)在浮選精煤過程進(jìn)行脫水處理；1臺30 m直徑的高效濃縮機(jī)進(jìn)行浮選尾礦過程的濃縮處理，濃縮機(jī)產(chǎn)生的溢流可以作為循環(huán)水重復(fù)使用；2臺型號為F150的普通壓濾機(jī)與2臺型號為F250的普通隔膜壓濾機(jī)，共同對底流進(jìn)行相關(guān)處理操作，整體浮選工藝流程如圖1所示[1]。

圖1 選煤廠浮選工藝流程示意圖

3.1 工藝改造

新柳選煤一廠對浮選系統(tǒng)進(jìn)行的工藝改造是在原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)的改建和擴(kuò)建，主要改造內(nèi)容包括更換浮選設(shè)備、強(qiáng)化浮選精煤的脫水設(shè)備能力。以現(xiàn)場資料為基礎(chǔ)，生產(chǎn)需求浮選入料礦漿的最大量為1 500 m3/h，而干煤泥的最大量為110 t/h，經(jīng)過細(xì)致的選型計算之后，對浮選設(shè)備進(jìn)行更新改造，新的浮選系統(tǒng)中，改用2臺20 m3×4室的機(jī)械攪拌式浮選機(jī)，在單臺礦漿通過能力達(dá)到560～960 m3/h之間時，2臺設(shè)備能夠充分滿足相應(yīng)生產(chǎn)需求。當(dāng)選煤廠達(dá)到滿負(fù)荷運行時，以浮選精煤抽出率達(dá)到75%為目標(biāo)進(jìn)行相關(guān)計算，得出浮選精煤的最大產(chǎn)量要達(dá)到90 t/h。1臺規(guī)格為96 m2的加壓過濾機(jī)，處理能力僅為45 t/h左右，在此基礎(chǔ)上增設(shè)2臺350 m2的高效隔膜壓濾機(jī)在浮選精煤過程進(jìn)行脫水處理，能夠很好地實現(xiàn)選煤廠滿負(fù)荷運行目標(biāo)[2]。

在工藝改造之后，新的浮選系統(tǒng)中采用機(jī)械攪拌式浮選機(jī)代替了原系統(tǒng)中的浮選柱，進(jìn)而對選煤一廠的細(xì)煤泥進(jìn)行相關(guān)分選操作，得到的浮選精煤再通過原有加壓過濾機(jī)與新增高校隔膜壓濾機(jī)進(jìn)行共同處理，經(jīng)由濃縮機(jī)處理后的浮選尾煤，依舊由原有脫水設(shè)備進(jìn)行相關(guān)處理。

3.2 工藝布置

在進(jìn)行工藝改造的過程中，應(yīng)遵循不影響正常生產(chǎn)的基本原則，充分利用原有生產(chǎn)設(shè)施，為使選煤廠的新舊車間需要得到有效配合的生產(chǎn)效果，采用并列布置的形式以現(xiàn)有主廠房為基礎(chǔ)進(jìn)行浮選車間的擴(kuò)建改造。改造之后，新柳選煤一廠浮選車間與原主廠房毗連，下部有主廠房矸石棧橋、煤泥、中煤以及精煤穿過。新建車間總長40 m，寬13 m，共3層，浮選機(jī)與壓濾機(jī)等重要浮選設(shè)備布置在最頂層位置，并在出入口位置設(shè)置了安裝門與檢修電動葫蘆。中間層的主要作用是利用輸送設(shè)備進(jìn)行物料輸送。在最底層棧橋之間布置了壓路機(jī)入料泵以及浮選精煤池。

4 新柳煤礦選煤一廠浮選系統(tǒng)工藝改造經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測與分析

相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，采用Jamesan浮選柱的浮選尾煤灰分約為35%，分選效果不充分，而采用機(jī)械攪拌式浮選機(jī)之后，能夠顯著提升灰分到45%～50%之間。新柳選煤一廠在對浮選系統(tǒng)進(jìn)行工藝改造之后，對采用機(jī)械攪拌式浮選機(jī)的浮選效率與采用浮選柱的原系統(tǒng)浮選效率進(jìn)行了對比分析，對比結(jié)果如表1所示。

表1 浮選系統(tǒng)改造前后分選效果比較 %

以表1數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，洗出同樣灰分的浮選精煤產(chǎn)品，機(jī)械攪拌式浮選機(jī)與浮選柱相比，產(chǎn)量要高出約1.85%，隨著入浮煤泥的灰分值越高，差值也會隨之增大。以表1中入浮煤泥灰分最低時的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行相關(guān)計算，發(fā)現(xiàn)在進(jìn)行了系統(tǒng)改造之后，選煤廠通過煤泥分選這一環(huán)節(jié)能夠增加約19 800 t的精煤產(chǎn)品回收量，以800元/t的精煤售價、400元/t的電煤售價進(jìn)行生產(chǎn)利潤計算，選煤廠浮選系統(tǒng)的改造直接增加選煤廠生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益為19 800×（800-400）=792萬元。

[1] 朱光輝，袁靜怡，孫佳慧，等.煤礦選煤一廠浮選系統(tǒng)的工藝改造探討 [J].哈爾濱師范大學(xué)社會科學(xué)學(xué)報，2016（11）：263-264.

[2] 張錫侯，李高申，趙婷.煤礦選煤一廠浮選系統(tǒng)的工藝改造分析[J].太原城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2016，23（3）：113-115.