石云江

(中煤中原(天津)建設(shè)監(jiān)理咨詢有限公司，天津 300000)

選煤廠的煤泥系統(tǒng)是選煤工藝中最重要的環(huán)節(jié)之一，如果煤泥系統(tǒng)出現(xiàn)問題，會(huì)導(dǎo)致全廠不能正常生產(chǎn)，不僅降低了選煤廠的生產(chǎn)效率，更會(huì)給選煤廠帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。隨著采煤技術(shù)的不斷提高和采煤設(shè)備的不斷改良，煤泥含量過多的問題越來越明顯，使選煤廠煤泥處理系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)越來越大。經(jīng)過對雁北地區(qū)的塔山、同忻、麻家梁、北辛窯、安太堡及安家?guī)X6座千萬噸選煤廠的煤泥含量進(jìn)行調(diào)研了解到：其中5座選煤廠的1.5～0.5 mm粒級粗煤泥約占原煤產(chǎn)率的5%～7%、粒度小于0.5 mm的細(xì)煤泥占原煤產(chǎn)率的4%～6%；另1座選煤廠1.5～0.5 mm粒級的粗煤泥約占原煤產(chǎn)率的7%～9%、粒度小于0.5 mm的細(xì)煤泥占原煤產(chǎn)率的8%～12%，該選煤廠的煤泥量遠(yuǎn)高于其他5座選煤廠，特別是細(xì)煤泥含量，幾乎是其他選煤廠的1倍，導(dǎo)致該選煤廠的煤泥處理設(shè)備數(shù)量、設(shè)備維修量及藥劑使用量等遠(yuǎn)超其他選煤廠。為此，中煤中原(天津)建設(shè)監(jiān)理咨詢有限公司對該選煤廠的煤泥處理現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)查與研究。

1 工藝流程及煤泥處理存在的問題

1.1 工藝流程

該選煤廠為動(dòng)力煤選煤廠，2012年年底投產(chǎn)使用，小時(shí)帶煤量為2 850 t，每年入洗原煤12.00 Mt以上。選煤工藝為：塊煤重介淺槽分選，末煤重介旋流器分選，粗煤泥螺旋分選機(jī)分選，細(xì)煤泥由加壓過濾機(jī)和板框式壓濾機(jī)聯(lián)合回收。

煤泥系統(tǒng)具體工藝流程如圖1所示。150 mm粒度以下的原煤入廠后，經(jīng)篩孔為13 mm原煤分級篩分為塊煤和末煤兩部分，塊煤進(jìn)入重介淺槽進(jìn)行分選，末煤進(jìn)入篩孔為1.5 mm的末煤脫泥篩進(jìn)行分級，篩上物進(jìn)入重介旋流器進(jìn)行分選，篩下物即煤泥水進(jìn)煤泥水桶經(jīng)轉(zhuǎn)排泵打入煤泥系統(tǒng)處理；煤泥進(jìn)入水力分級旋流器進(jìn)行分級，分級出底流和溢流，底流即粗煤泥，溢流即細(xì)煤泥；粗煤泥進(jìn)入螺旋分選機(jī)，分選出矸石和精煤，矸石經(jīng)高頻篩脫水后進(jìn)入矸石膠帶，精煤進(jìn)入弧形篩預(yù)脫水后進(jìn)入煤泥離心機(jī)，再次脫水后進(jìn)入精煤膠帶；弧形篩篩下水、離心機(jī)離心液、高頻篩篩下水和分級旋流器溢流全部經(jīng)保護(hù)箱進(jìn)入濃縮池，濃縮池底流經(jīng)泵送到煤泥緩沖桶后，再由煤泥泵將物料送入加壓過濾機(jī)和板框壓濾機(jī)進(jìn)行處理，處理后的精煤經(jīng)刮板機(jī)進(jìn)入精煤膠帶。

圖1 煤泥系統(tǒng)具體工藝流程

1.2 煤泥處理存在的問題

通過6座千萬噸選煤廠的煤泥含量對比可知：6座選煤廠的粗煤泥含量相差不大，因此粗煤泥的處理幾乎不存在問題；有1座選煤廠細(xì)煤泥含量過高，給細(xì)煤泥處理系統(tǒng)帶來了巨大的壓力。一旦細(xì)煤泥處理系統(tǒng)出現(xiàn)問題，會(huì)影響到該選煤廠的正常生產(chǎn)，通過幾年的生產(chǎn)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，具體問題如下：

(1)煤泥水沉淀問題：當(dāng)系統(tǒng)帶煤量超過2 400 t/h時(shí)，隨著入洗量的增加，煤泥含量增加，進(jìn)入濃縮池的煤泥水濃度增加，煤泥沉淀困難，濃縮池清水層高度隨之降低，甚至出現(xiàn)沒有清水層的現(xiàn)象，造成循環(huán)水濃度增大，脫水脫介篩上噴水嘴堵塞，影響脫介效果，同時(shí)，清水層降低或沒有，需要減少系統(tǒng)帶煤量或系統(tǒng)停煤，影響選煤廠的正常生產(chǎn)。

(2)絮凝劑使用量大的問題：煤泥含量高，進(jìn)入濃縮池的煤泥水濃度高，絮凝劑用量大。

(3)壓濾設(shè)備維修費(fèi)用高：因煤泥含量高，導(dǎo)致濃縮池底流濃度高，即壓濾系統(tǒng)設(shè)備入料濃度高，設(shè)備處理壓力大，同時(shí)，煤泥中含有大量金屬離子，對設(shè)備有一定的腐蝕性，壓濾設(shè)備配件周期短，維修維護(hù)費(fèi)用高。

2017年到2018年上半年，該礦煤質(zhì)發(fā)生變化，灰分增加明顯，煤泥沉淀效果不佳，經(jīng)常出現(xiàn)濃縮池清水層降低或沒有的情況，系統(tǒng)帶煤量最大僅達(dá)到2 400 t/h，無法達(dá)到設(shè)計(jì)的2 850 t/h，嚴(yán)重影響該選煤廠的正常生產(chǎn)。

2 應(yīng)對措施及效果檢查

2.1 應(yīng)對措施

2.1.1 脫粉改造前

(1)絮凝劑和凝聚劑聯(lián)合使用：該選煤廠不僅細(xì)煤泥含量高，而且煤泥中含有金屬離子，煤泥水沉降難度大，因此采用絮凝劑和凝聚劑聯(lián)合使用的方法，保證煤泥水的沉降效果和循環(huán)水的澄清度。

(2)多點(diǎn)加藥：因進(jìn)入濃縮池的煤泥水濃度高，單點(diǎn)加藥不能保證煤泥沉降效果，因此在保護(hù)箱、保護(hù)箱到濃縮池管路的中部和尾部，進(jìn)行3點(diǎn)加藥，保證煤泥的沉降效果。

(3)增加配水管：因濃縮池底流濃度過高，即加壓過濾機(jī)和板框壓濾機(jī)入料濃度過高，影響壓濾設(shè)備脫水效果，因此在濃縮池底流泵上料管、加壓過濾機(jī)和板框壓濾機(jī)入料泵上料管處分別增加配水管，降低壓濾設(shè)備的入料濃度，保證壓濾設(shè)備的脫水效果。

2.1.2 脫粉技術(shù)改造

具體措施：將原有單層原煤分級篩更換為雙層馳張篩。原有單層原煤分級篩為香蕉篩，篩板篩縫為13 mm，篩上物料進(jìn)入重介淺槽分選系統(tǒng)，篩下物料進(jìn)入篩板篩縫為1.5 mm的末煤分級篩；末煤分級篩篩上物料進(jìn)入重介質(zhì)旋流器分選系統(tǒng)，篩下物料進(jìn)入煤泥系統(tǒng)。同時(shí)單層原煤分級篩分級方法為濕法分級，分級效率較高，但當(dāng)采用干法分級時(shí)，分級效率低，部分煤泥隨原煤進(jìn)入淺槽塊煤系統(tǒng)，導(dǎo)致塊煤系統(tǒng)分選密度降低速度極快，嚴(yán)重影響塊煤系統(tǒng)穩(wěn)定性，同時(shí)，介質(zhì)消耗量增大，增加洗煤成本。改造后的雙層馳張篩，上層篩板篩縫為13 mm，下層篩板篩縫為6 mm和3 mm混搭，2種篩縫篩板的數(shù)量根據(jù)煤質(zhì)情況而定，下層篩板篩下的部分物料不入洗，經(jīng)轉(zhuǎn)載刮板直接進(jìn)入轉(zhuǎn)載帶式輸送機(jī)，再進(jìn)入精煤帶式輸送機(jī)，減少進(jìn)入洗選系統(tǒng)的煤泥量；同時(shí)，雙層弛張篩采用干法分級，分級效率高，不影響塊煤系統(tǒng)穩(wěn)定性，隨時(shí)能夠根據(jù)煤質(zhì)變化情況，通過調(diào)節(jié)不同篩縫粒度的篩板來控制系統(tǒng)入洗量和不入洗量，從而達(dá)到控制精煤質(zhì)量的目的。

具體改造工藝流程如圖2所示。

圖2 具體改造工藝流程

具體工藝流程為：150 mm粒度以下的原煤入廠后，經(jīng)上層篩孔為13 mm、下層篩孔為6 mm/3 mm的雙層弛張篩分級后，150～13 mm塊煤進(jìn)入重介淺槽分選，13～6 mm/3 mm末煤進(jìn)入末煤脫泥篩進(jìn)行分級，6 mm/3 mm～0 mm部分末煤進(jìn)入末煤脫泥篩進(jìn)行分級，另一部分6 mm/3 mm～0 mm末煤進(jìn)入刮板機(jī)，經(jīng)轉(zhuǎn)載膠帶進(jìn)入精煤膠帶，直接作為產(chǎn)品進(jìn)入精煤倉。而進(jìn)入篩孔為1.5 mm的末煤脫泥篩進(jìn)行脫泥的物料，篩上物進(jìn)入重介旋流器系統(tǒng)進(jìn)行分選，篩下物即煤泥進(jìn)煤泥分選系統(tǒng)。

2.2 效果檢查

(1)脫粉改造前：當(dāng)細(xì)煤泥灰分小于32%或系統(tǒng)帶煤量小于2 400 t/h時(shí)，采取的3條應(yīng)對措施完全能夠解決煤泥水沉淀效果不佳帶來的一系列問題；當(dāng)細(xì)煤泥灰分大于32%或系統(tǒng)帶煤量超過2 400 t/h時(shí)，濃縮池清水層會(huì)出現(xiàn)降低或沒有的情況，因此脫粉改造前采取的應(yīng)對措施是有條件限制的，要根據(jù)煤質(zhì)情況和系統(tǒng)帶煤量來決定，治標(biāo)不治本，具有一定局限性。

(2)脫粉改造后：部分末煤不入洗，進(jìn)入壓濾系統(tǒng)的細(xì)煤泥含量由原來的8%～12%降低到5%～7%，煤泥系統(tǒng)壓力驟降，藥劑使用由絮凝劑和凝聚劑聯(lián)合使用變?yōu)橹挥眯跄齽?，且藥劑使用量大幅降低，選煤成本降低；因煤泥量減少，壓濾系統(tǒng)設(shè)備開機(jī)率降低，設(shè)備維修維護(hù)工作量減小、配件更換周期延長，降低了選煤成本；系統(tǒng)帶煤量最大可以達(dá)到2 850 t/h，解決了入洗量不足的問題，保證了每天的外運(yùn)量。

3 結(jié) 語

通過對該選煤廠煤泥系統(tǒng)處理情況的研究和調(diào)查發(fā)現(xiàn)，煤泥含量過高嚴(yán)重影響到選煤廠的正常生產(chǎn)，對系統(tǒng)進(jìn)行小改小革無法從根本上解決問題，只有從全廠工藝系統(tǒng)考慮，根據(jù)每個(gè)選煤廠的實(shí)際情況，選擇最佳的工藝改造，才能取得最好的改造效果。該選煤廠脫粉改造的成功，不僅解決了煤泥含量高對系統(tǒng)造成的影響，而且創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)對其它煤泥含量高的動(dòng)力煤選煤廠有一定的借鑒作用。