蔚志恒，解亞輝，馬云州，周立習

(1．神華烏海能源有限責任公司，內蒙古 烏海016000；2.中國礦業(yè)大學 國家煤加工工程中心，江蘇 徐州221116)

神華烏海能源有限責任公司駱駝山選煤廠(以下簡稱駱駝山選煤廠)是一座設計能力為3.0 Mt/a的煉焦煤選煤廠，生產采用“無壓給料三產品重介旋流器+煤泥重介+煤泥浮選”聯合工藝流程，洗精煤產品主要供應周邊地區(qū)的焦化廠，混煤和煤泥供周邊地區(qū)的發(fā)電廠。該廠原設計主要入選配套礦井的9#、16#原煤，由于配套礦井沒有按期投產，目前主要外購烏海及周邊地區(qū)礦井的原煤入選，入選煤種為1/3焦煤。由于駱駝山選煤廠入選的是外來煤，煤質與設計資料有出入，因此在生產中煤泥水系統(tǒng)出現了一些與設計工藝不相適應的問題。

1 存在問題

駱駝山選煤廠原有煤泥水工藝流程(圖1)為：精煤磁選尾礦由泵送到截粗弧形篩，篩上物料自流到立式刮刀卸料離心脫水機(以下簡稱立式離心機)進行脫水；篩下水和立式離心機離心液自流至浮選入料池；浮選精煤采用快開式壓濾機脫水，浮選尾礦自流到濃縮系統(tǒng)處理。在生產中出現的主要問題有：

(1)入浮前煤泥水粗顆?；厥绽щy。原設計的弧形篩+立式離心機截粗脫水工藝無法滿足現有生產要求，當入料中煤泥含量升高時，弧形篩會出現跑水現象，導致立式離心機脫水效果變差，精煤水分增加，嚴重時還會出現膠帶打滑、撒煤等問題。

(2)浮選效果差。駱駝山選煤廠浮選工藝采用的是一次浮選(粗選)流程，適用于易選或中等易浮煤泥，或精煤質量要求不高時[1]。在實際生產中，浮選入料灰分約為17%～19%，精煤灰分約為12%，浮選尾礦灰分在25%～26%左右，浮選產率約為50%。從生產數據可以看出，由于入選原煤煤泥的可浮性差，造成精煤灰分偏高(最終精煤灰分要求為10.5%)，需要重介主選系統(tǒng)為浮選“背灰”。此外，這也會導致部分精煤損失在浮選尾礦中，使浮選尾礦灰分偏低，浮選產率偏低，不僅造成資源的浪費，也嚴重影響選煤廠的經濟效益。

圖1 原煤泥水系統(tǒng)工藝流程

(3)立式離心機篩籃磨損快，生產成本高。一般情況下，離心機篩籃每兩個月換一次，每個篩籃價格為0.8萬元，加上人員工資，一臺立式離心機每年維修成本約為6萬元。

2 方案調研

國內文獻中有關選煤廠煤泥水系統(tǒng)改造實踐經驗介紹方面的文章很多。例如，王榮彩[2]描述了云駕嶺煤礦選煤廠進行的煤泥水系統(tǒng)技術改造，主要通過在循環(huán)水中添加石膏水和改變絮凝劑溶液的配制濃度，從而使煤泥更容易兼并、絮凝和沉降。徐海玲[3]等介紹了葛店選煤廠在煤泥水系統(tǒng)中，增設了螺旋分選機回收粗煤泥，減少了精煤損失。沈雁[4]針對馬頭洗選廠煤泥離心機入料濃度低，精煤水分高，以及大量高灰細泥進入精煤產品，致使精煤灰分升高的問題，啟用角錐沉淀池強化粒度分級，有效控制了浮選入料粒度；并將中煤磁選尾礦打入浮選機進行二次分選，明顯提高了精煤產率，同時，還將撈坑溢流返回一段濃縮機進行二次濃縮，最終使煤泥中粗顆粒含量明顯減少。朱長勇[5]等介紹了太西洗煤廠一分區(qū)在煤泥水系統(tǒng)工藝改造實踐中，針對部分粗煤泥在末煤重介和浮選系統(tǒng)中循環(huán), 精煤泡沫含水量大，精煤脫水回收作業(yè)困難，精煤水分偏高等問題，采用分級旋流器組+弧形篩+煤泥離心機的工藝回收粗煤泥，采用半直接浮選工藝提高入浮濃度，不僅改善了加壓過濾機脫水效果，降低了精煤水分，并使分選效果變好。

參考業(yè)內處理方案，并結合該廠實際情況，決定采用煤泥水分級回收方案對該廠煤泥水系統(tǒng)進行優(yōu)化。

3 工程實施及效果

結合駱駝山選煤廠的實際情況，該廠將原一次浮選流程調整為部分二次浮選工藝，并采用二次脫水工藝代替原一次脫水工藝，以徹底解決煤泥水系統(tǒng)存在的問題。

3.1 實施內容

在工程實施過程中，在投資少、改動小的前提下，根據選煤廠空間結構，進行了以下方面的改造：

(1)采用臥式沉降過濾離心機(發(fā)下簡稱臥式離心機)替代立式離心機進行粗煤泥的脫水，入料為原隔粗弧形篩篩上物和一次浮選(浮選機A)精礦。為充分利用廠房空間，拆除原有一臺立式離心機，在該位置安裝一臺臥式離心機，弧形篩篩上物料可自流至臥式離心機進行脫水，如果臥式離心機處理能力不夠，可分流一部分物料去另一臺立式離心機進行脫水。

(2)將原浮選入料池分為一次浮選入料池和二次浮選入料池。隔粗弧形篩篩下物與立式離心機離心液進入一次浮選入料池，并泵送至浮選機A。臥式離心機離心液進入二次浮選入料池，并泵送至浮選機B。

(3)在原浮選精礦池中間增加隔墻并設溢流堰，分為浮選粗精煤池(精礦池1)和浮選細精煤池(精礦池2)，浮選精礦池1約占整個浮精池的1/3。將一次浮選粗精煤泵送到新增設的臥式離心機入料緩沖箱，與截粗弧形篩篩上物一起進入臥式離心機脫水；浮選精礦池1的溢流與二次浮選(浮選機B)的精礦一起，泵送至原有精煤加壓過濾機處理。

(4)在截粗弧形篩篩上物溜槽處增設緩沖箱，將篩上物與浮選精煤混合，以提高臥式離心機入料的均勻性。

改造后的煤泥水工藝流程見圖2。

圖2 改造后的煤泥水工藝流程

3.2 實施效果

改造后的生產實踐表明，可適當提高浮選機A的精煤灰分，再通過臥式離心機將細泥脫去，可以獲得合格的精煤產品，并提高精煤的產率；將高灰的離心液和部分浮選入料混合后進行二次浮選，可進一步提高細粒、難選煤粒的回收率。

與原工藝相比，約2/3的浮選入料進行了二次浮選，用臥式離心機取代原有的立式離心機，從根本上解決了原弧形篩跑水、立式離心機脫水效果差的問題，并大幅度減少了加壓過濾機的入料量，顯著降低了脫水成本和精煤水分。

改造后，在浮選入料灰分不變的情況，浮選精煤灰分可降至11.5%左右，浮選尾礦灰分升高到32%左右，浮選精煤產率提高到60%左右，比改造前提高約10個百分點。按駱駝山選煤廠年處理原煤300萬t，精煤價格為600元/t，煤泥價格為100元/t，煤泥含量為20%計算，改造后年經濟效益約為(600-100)元/t×300萬t×20%×60%×10%=2 100萬元，經濟效益相當明顯。

4 結語

駱駝山選煤廠在不進行大規(guī)模投資、不增加設備臺數、不復雜工藝流程的前提下進行了煤泥水系統(tǒng)技術改造，在一定程度上解決了浮選機分選效果差、精煤水分高的問題，經濟效益明顯。采用部分二次浮選工藝替代原來的一次浮選工藝，在其他條件不變的情況下，浮選精煤灰分比改造前降低0.5個百分點，尾礦灰分提高約10個百分點，浮選效果明顯改善；采用兩段脫水工藝取代原來的一段脫水工藝，不僅降低了最終精煤產品水分，而且降低了脫水成本。此外，改造盡可能利用了原有設備，并充分考慮了生產運行新舊工藝的轉換，解決了技改與正常生產的矛盾。本次系統(tǒng)改造有效解決了煤泥分選難、脫水難的問題，使煤泥水系統(tǒng)能力顯著提高，年經濟效益約2 100萬元。