劉 斌

(山西焦煤汾西礦業(yè)集團 高陽選煤廠，山西 孝義 032300)

近年來，重介質(zhì)選煤技術(shù)以其高效、高精度的優(yōu)勢在全國煤炭洗選生產(chǎn)中得到了廣泛應用[1]。重介質(zhì)旋流器已成為國內(nèi)重介質(zhì)選煤廠應用最普遍的分選設(shè)備。目前我國選煤廠采用的有壓重介質(zhì)旋流器分選工藝主要有兩段兩產(chǎn)品(主再選)和三產(chǎn)品兩種[2-3]。

高陽煤礦選煤廠是年入洗量6.0 Mt的礦井型選煤廠，一期系統(tǒng)入洗能力4.0 Mt/a，二期系統(tǒng)入洗能力2.0 Mt/a。二期系統(tǒng)主要工藝為：原煤脫泥有壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器(1300/900)+TBS粗煤泥分選機+煤泥浮選+尾煤濃縮壓濾。目前二期系統(tǒng)有壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的二段分選密度高，導致中煤帶矸嚴重，中煤里大于1.8 kg/L密度級含量普遍在70%以上，中煤發(fā)熱量低，嚴重影響了中煤產(chǎn)品的銷售。雖采取調(diào)整工藝參數(shù)，如入料壓力、密度等措施，但對于中煤里大于1.8 kg/L密度級含量影響不大。因此，亟需對旋流器的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行改進。

1 問題分析

高陽選煤廠綜合中煤產(chǎn)品灰分要求40.00%，一期系統(tǒng)中煤灰分可達標；二期中煤產(chǎn)品由重介中煤和TBS尾礦組成，但是，二期重介中煤灰分為45.00%，為保證中煤產(chǎn)品灰分指標，被迫采取降低TBS尾礦灰分的方式確保綜合中煤指標正常；但采取該方式，也會造成TBS精礦灰分偏低，影響精煤產(chǎn)率，給企業(yè)帶來經(jīng)濟損失。

為解決這一問題，首先對原煤煤質(zhì)和重介中煤的煤質(zhì)情況進行分析(分別見表1和表2)。高陽選煤廠要求精煤灰分小于9.0%，生產(chǎn)實際操作中精煤灰分一般控制在8.5%～9.0%。根據(jù)表1繪制的原煤可選性曲線見圖1，根據(jù)可選性曲線查得對應的理論分選密度1.52～1.6 kg/L，都小于1.70 kg/L，應扣除沉矸(+2.00 kg/L部分)為100%計算±0.1含量，1.48 kg/L、1.52 kg/L對應的±0.1含量分別為9.21%和6.99%，說明一段原煤的可選性屬于易選。

由表2可見，重介中煤浮沉資料中，大于1.80 kg/L含量在70%以上。結(jié)合表1可知，原煤內(nèi)灰低，為保證精煤灰分，旋流器一段分選密度較高，導致二段分選密度過高，產(chǎn)生中煤帶矸多的缺陷，影響中煤產(chǎn)品的發(fā)熱量。從煤質(zhì)情況分析可知，靠調(diào)節(jié)工藝參數(shù)收效甚微，而必須通過調(diào)整旋流器結(jié)構(gòu)參數(shù)才能徹底解決問題。

表1 原煤浮沉資料

圖1 原煤可選性曲線

2 改造方案

高陽選煤廠二期重介系統(tǒng)采用的分選設(shè)備為有壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器(YTMC1300/920)，結(jié)合煤質(zhì)特征分析，需對旋流器結(jié)構(gòu)進行改造，重新調(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù)，降低一、二段分選密度差，達到既保證一段精煤灰分達標，亦能保證二段中煤含矸量較低，從而獲得較為純凈的中煤，提高中煤發(fā)熱量。主要改造方案如下：

(1)降低一段旋流器濃縮強度，降低進入二段旋流器的懸浮液密度；

(2)同時降低二段旋流器濃縮強度，最大程度降低二段分選密度，達到1.8 kg/L的分選密度，由此最大程度將矸石由旋流器矸石口排出，降低中煤帶矸量；

(3)重新設(shè)計旋流器雙錐體結(jié)構(gòu)，將一段錐角去掉，一段出料口改為切線出料，出料口中心長度加長150 mm，并將二段錐體角度由20°改為15°，如圖2所示；

(4)三產(chǎn)品旋流器進行整體更換，力求全面參數(shù)的優(yōu)化，從而保證大幅度改善中煤帶矸量。

圖2 三產(chǎn)品旋流器改造前、后示意

3 應用效果

高陽選煤廠二期系統(tǒng)三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器經(jīng)改造后投入使用，效果明顯。中煤帶矸量由改造前的70.29%下降到29.12%；中煤灰分由45.00%降至40.00%，達到了預期目標。詳見表2和表3。

表2 改造前、后二期系統(tǒng)重介中煤浮沉資料對比

表3 改造前、后中煤產(chǎn)率、灰分對比

重介中煤帶矸指標的好轉(zhuǎn)，也使得粗煤泥系統(tǒng)TBS尾礦不再背灰，在保證中煤發(fā)熱量的條件下，尾礦灰分由改造前的36.53%提升到40.01%。經(jīng)計算，改造后，二期系統(tǒng)中煤產(chǎn)率降低2.64%，精煤產(chǎn)率增加0.73%，產(chǎn)生經(jīng)濟效益149.99萬元/a。

4 結(jié) 語

通過對高陽選煤廠三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的改造，成功解決了中煤含矸量高的難題，改善了中煤質(zhì)量，提高了精煤產(chǎn)率，具有較高的經(jīng)濟效益。這項成功的改造，不僅類似選煤廠可以借鑒，而且對旋流器制造企業(yè)也提出如何結(jié)合煤質(zhì)及產(chǎn)品要求，優(yōu)化設(shè)計設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)的問題。