郜偉強(qiáng)

(山西焦煤霍州煤電集團(tuán)呂梁山煤電有限公司 選煤廠，山西 呂梁 033102)

呂梁山煤電有限公司選煤廠(以下簡(jiǎn)稱呂梁山選煤廠)隸屬于山西焦煤霍州煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司，是一座處理能力達(dá)3.75 Mt/a的煉焦煤選煤廠。選煤工藝為選前脫泥有壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器+粗煤泥三錐水介旋流器+煤泥機(jī)械攪拌浮選；主要產(chǎn)品為11級(jí)冶金中硫焦精煤(Ad不大于10.50%，St，d不大于1.00%)，副產(chǎn)品為洗混煤(Qnet，ar不小于16.72 MJ/kg)和煤泥。

該廠歷年來(lái)主要對(duì)主選工藝和精煤煤泥水處理系統(tǒng)進(jìn)行改造[1-3]，沒(méi)有對(duì)中煤和矸石(以下簡(jiǎn)稱中矸)煤泥水處理工藝進(jìn)行改造，致使中矸煤泥水系統(tǒng)存在諸多問(wèn)題，難以滿足生產(chǎn)要求。

1 存在問(wèn)題

該廠原設(shè)計(jì)中矸煤泥水為混合處理，中矸稀介質(zhì)經(jīng)磁選后，尾礦采用旋流器組進(jìn)行濃縮分級(jí)，其中溢流作為原煤脫泥篩沖水，底流則經(jīng)過(guò)高頻篩脫水分級(jí)后，篩上物摻入中煤，篩下產(chǎn)物則自流進(jìn)入煤泥濃縮機(jī)，與浮選尾礦一同組成煤泥副產(chǎn)品，其部分流程如圖1所示。

圖1 原設(shè)計(jì)中矸煤泥水處理工藝

從圖1可以看到，煤泥在進(jìn)入中矸系統(tǒng)后并沒(méi)有得到充分有效分選，而是大部分按粒度(0.35 mm)分級(jí)后作為中煤和煤泥產(chǎn)品，分選過(guò)程比較粗放。該廠煤泥產(chǎn)品灰分僅為55%左右，外銷后作為周邊煤泥再選廠的入選原料。研究表明，此煤泥經(jīng)過(guò)再次浮選后，精礦(Ad不大于14%)產(chǎn)率最高可達(dá)到25%以上[4]，說(shuō)明這一部分煤泥仍有較高的回收利用價(jià)值。

該廠對(duì)中矸磁選尾礦高頻篩篩下水進(jìn)行了分步釋放浮選試驗(yàn)[5](見(jiàn)表1)，結(jié)果表明，高頻篩下的物料中仍然存在著相當(dāng)一部分低灰物料，直接作為尾煤泥將導(dǎo)致資源浪費(fèi)。若將此部分物料進(jìn)行浮選，以精煤灰分10.50%計(jì)算，精煤理論產(chǎn)率可達(dá)到約14%。但實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，這一部分煤泥水直接浮選效果不佳，其可燃體回收率僅為20%～25%，可浮性極差[6]。從工藝流程中可以看到，這一部分煤泥水有一部分是來(lái)自于矸石系統(tǒng)，鑒于細(xì)粒度矸石易泥化的特性[7-9]，應(yīng)在其進(jìn)入浮選作業(yè)前將其提前排出。

表1 中矸磁選尾礦高頻篩篩下物分步釋放試驗(yàn)結(jié)果

2 中矸煤泥水優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

2.1 工藝改造思路

通過(guò)檢測(cè)分析，選煤廠生產(chǎn)系統(tǒng)存在的主要問(wèn)題是中矸煤泥水沒(méi)有得到有效分選，直接摻入了煤泥產(chǎn)品，導(dǎo)致尾煤泥灰分偏低[10-11]。解決這一問(wèn)題的途徑是將這一部分可回收的煤泥水進(jìn)入浮選作業(yè)。為防止矸石細(xì)泥參與浮選后惡化浮選過(guò)程，需要將中矸煤泥水進(jìn)行分離，分設(shè)中煤稀介質(zhì)桶和矸石稀介質(zhì)桶，并將后續(xù)磁選、濃縮分級(jí)環(huán)節(jié)進(jìn)行隔離，僅中煤泥進(jìn)入浮選，矸石煤泥則進(jìn)入尾煤泥濃縮機(jī)。主要流程如圖2所示。

圖2 改造后的中矸煤泥水處理工藝

2.2 改造內(nèi)容

改造工程以節(jié)約投資為前提，充分利用現(xiàn)有閑置設(shè)備，調(diào)整各環(huán)節(jié)煤泥水走向，并增設(shè)了矸石磁選尾礦濃縮分級(jí)環(huán)節(jié)。根據(jù)選煤廠實(shí)際情況，在車間二層平臺(tái)增設(shè)了矸石磁選尾礦濃縮旋流器組和矸石磁選尾礦高頻篩，并充分利用一層泵場(chǎng)所閑置的三個(gè)煤泥水桶，將原有中矸磁選機(jī)分為中煤磁選機(jī)和矸石磁選機(jī)，將矸石稀介和中煤稀介分別處理；通過(guò)管路調(diào)整，使中煤煤泥水中0.35 mm以下粒度級(jí)物料進(jìn)入浮選機(jī)，矸石煤泥水中0.35 mm粒度以下物料仍進(jìn)入煤泥濃縮機(jī)，粗顆粒物料則分別摻入中煤和矸石。

3 改造效果

3.1 各產(chǎn)品數(shù)質(zhì)量變化

依據(jù)改造前及改造后運(yùn)行穩(wěn)定的生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，可以對(duì)改造前后各產(chǎn)品數(shù)質(zhì)量變化進(jìn)行對(duì)比(表2)。從表2可以看到，由于浮選精煤產(chǎn)率上升，全廠精煤產(chǎn)率升高0.87個(gè)百分點(diǎn)，且產(chǎn)品灰分沒(méi)有明顯變化，而煤泥產(chǎn)率則下降50%以上，煤泥平均灰分上升至70%以上。

3.2 改造后的煤泥檢測(cè)情況

對(duì)改造后的尾煤泥進(jìn)行了分步釋放浮選試驗(yàn)(表3)，結(jié)果表明，精礦產(chǎn)率僅為0.37%，而精礦灰分已超過(guò)30%。說(shuō)明煤泥中所含的有效成分極少，已無(wú)回收利用價(jià)值，應(yīng)作為矸石處置。

3.3 效益評(píng)價(jià)

改造完成后，由于煤泥不作為產(chǎn)品銷售，應(yīng)剔除煤泥廢棄處置費(fèi)用，綜合計(jì)算得到每年可增加經(jīng)濟(jì)效益1 130.68萬(wàn)元。

表2 改造前后各產(chǎn)品數(shù)質(zhì)量平衡表

4 結(jié) 語(yǔ)

技術(shù)數(shù)據(jù)的檢測(cè)以及經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益的分析表明，呂梁山選煤廠開(kāi)展的中矸煤泥水優(yōu)化改造工程取得了較為滿意的成果。

(1)對(duì)于煉焦煤選煤廠來(lái)說(shuō)，中矸煤泥水混合處理工藝在經(jīng)濟(jì)效益上并非最優(yōu)。為實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)煉焦煤資源的最大化回收，應(yīng)將中煤、矸石煤泥水分別處理，并對(duì)其中有效成分進(jìn)行再次回收。

表3 改造后煤泥分步釋放試驗(yàn)結(jié)果

(2)國(guó)內(nèi)許多煉焦煤選煤廠采用中矸煤泥水混合處理的傳統(tǒng)工藝，呂梁山洗煤廠遇到的問(wèn)題在多家選煤廠也都存在。呂梁山選煤廠突破原設(shè)計(jì)工藝瓶頸，進(jìn)行了改造探索和實(shí)踐，取得了較為顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，在類似選煤廠有較為廣泛的推廣基礎(chǔ)和應(yīng)用價(jià)值。