馬 超

(潞安環(huán)能股份公司 常村煤礦，山西 長(zhǎng)治 046102)

常村煤礦選煤廠隸屬于潞安環(huán)保能源開(kāi)發(fā)股份有限公司常村煤礦的礦井型選煤廠，在2013年經(jīng)擴(kuò)能改造以后，采用重介+粗煤泥分選+浮選和跳汰+粗煤泥分選+浮選的雙系統(tǒng)雙工藝，原煤入選能力為600萬(wàn)t/a，其中跳汰系統(tǒng)原煤入選能力300萬(wàn)t/a，重介系統(tǒng)原煤入選能力300萬(wàn)t/a。主要產(chǎn)品為噴吹煤，副產(chǎn)品包括中煤、煤泥、矸石。

1 存在問(wèn)題

煤泥灰分指標(biāo)為28%～30%，造成部分低灰分煤泥的損失。常村煤礦選煤廠煤泥水處理系統(tǒng)分為粗煤泥分選系統(tǒng)和浮選系統(tǒng)。-1 mm經(jīng)分級(jí)旋流器分級(jí)后，1～0.35 mm的粗煤泥經(jīng)TBS分選機(jī)分選出粗精煤和尾煤，粗精煤經(jīng)弧形篩+煤泥離心機(jī)兩級(jí)脫水得到粗精煤產(chǎn)品，弧形篩篩下水和離心機(jī)離心液返回至原生煤泥桶；尾煤經(jīng)高頻篩脫水得到尾煤產(chǎn)品，高頻篩篩下水進(jìn)入濃縮系統(tǒng)。0.35～0 mm的細(xì)煤泥經(jīng)浮選得到浮選精煤和浮選尾煤，浮選精煤經(jīng)加壓過(guò)濾機(jī)脫水得到浮選精煤產(chǎn)品，濾液水進(jìn)入濃縮系統(tǒng)；浮選尾煤經(jīng)濃縮+壓濾得到煤泥產(chǎn)品，濾液水進(jìn)入濃縮系統(tǒng)，具體工藝見(jiàn)圖1。

經(jīng)過(guò)工藝分析，煤泥產(chǎn)品的主要來(lái)源是濃縮底流，而濃縮底流中包含TBS尾煤高頻篩篩下水、加壓過(guò)濾機(jī)濾液水、浮選尾煤以及跳汰系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的撈坑溢流水四部分。

2 原因分析

常村煤礦洗煤廠煤泥水處理系統(tǒng)進(jìn)入濃縮池的入料主要包括浮選尾煤、TBS尾煤高頻篩篩下水、加壓過(guò)濾機(jī)濾液水、跳汰洗煤系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的部分撈坑溢流四部分，經(jīng)過(guò)對(duì)這四部分入料分別采樣并進(jìn)行采樣沉淀、化驗(yàn)分析灰分以及濃度檢測(cè)，結(jié)果見(jiàn)表1。

圖1 煤泥水系統(tǒng)工藝流程

表1 煤泥灰分統(tǒng)計(jì) %

經(jīng)過(guò)對(duì)上述四部分入料分析，加壓過(guò)濾機(jī)濾液水和撈坑溢流的灰分低于煤泥灰分指標(biāo)，尤其是加壓過(guò)濾機(jī)濾液水比較低。經(jīng)過(guò)采樣檢測(cè)，加壓過(guò)濾機(jī)濾液水濃度在50～60 g/L、撈坑溢流濃度在30～40 g/L。撈坑溢流濃度偏低，在跳汰系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中有部分進(jìn)入濃縮池。

3 改造措施

經(jīng)過(guò)對(duì)煤泥組成部分分析對(duì)比，最大限度減少加壓過(guò)濾機(jī)濾液水和撈坑溢流進(jìn)入濃縮池的量，優(yōu)化提高浮選尾煤灰分是此次改造的關(guān)鍵?；谝陨戏治觯扇∫韵麓胧?shí)施改造：

1) 加壓過(guò)濾機(jī)濾液水部分。加壓過(guò)濾機(jī)主要用于處理浮選精煤脫水，濾液水自流排至濾液池，通過(guò)泵直接排至濃縮入料，該部分濾液水中包含的部分細(xì)粒低灰煤泥，影響造成煤泥產(chǎn)品灰分偏高。通過(guò)管路工藝改造，優(yōu)化工藝，改變加壓過(guò)濾機(jī)濾液水的去向。將加壓過(guò)濾機(jī)濾液水全部打入浮選礦漿預(yù)處理器中，形成煤泥水處理系統(tǒng)小循環(huán)。減少濃縮入料中低灰細(xì)煤泥的含量。改造后工藝見(jiàn)圖2。

圖2 煤泥系統(tǒng)改造后工藝流程

2) 調(diào)整加壓過(guò)濾機(jī)工藝參數(shù)，減少濾液水中的低灰細(xì)煤泥含量。常村煤礦選煤廠浮選精煤從浮選精礦槽經(jīng)管路自流排至加壓過(guò)濾機(jī)入料桶，通過(guò)沖水方式減少入料桶中的精礦泡沫，造成加壓過(guò)濾機(jī)入料濃度偏低，生產(chǎn)過(guò)程中加壓過(guò)濾機(jī)排料周期長(zhǎng)等諸多問(wèn)題。參照王亞健等提出的細(xì)微粒浮選精煤絮凝脫水試驗(yàn)研究，在保證浮選精煤產(chǎn)品水分滿足要求的情況下，對(duì)加壓過(guò)濾機(jī)入料(浮選精煤)添加部分絮凝劑和凝聚劑，讓加壓過(guò)濾機(jī)入料中小于濾布目數(shù)的低灰細(xì)粒煤泥形成絮團(tuán)，改變加壓過(guò)濾機(jī)入料濃度[1]。

添加一定量的絮凝劑和凝聚劑后，濾布仍保持原有目數(shù)的情況下，加壓過(guò)濾機(jī)入料濃度由80 g/L提高到150 g/L，排料周期由90 s/次調(diào)整至130 s/次，浮選精煤產(chǎn)品水分保持在18%左右，滿足產(chǎn)品水分指標(biāo)要求，加壓過(guò)濾機(jī)濾液水濃度降至40 g/L左右，回收部分浮選精煤的同時(shí)減少加壓過(guò)濾機(jī)濾液水中低灰細(xì)煤泥的含量。

3) 降低撈坑溢流濃度，減少撈坑溢流進(jìn)入濃縮的煤泥水量。撈坑溢流的主要來(lái)源是跳汰洗煤系統(tǒng)中洗選精煤脫水篩篩下水，在撈坑中沉淀部分經(jīng)過(guò)煤泥斗提機(jī)提升脫水后直接摻配至精煤中，溢流部分經(jīng)過(guò)管道自流進(jìn)入濃縮入料。精煤脫水篩篩下水進(jìn)入撈坑沉降效果不好或者進(jìn)入量偏大會(huì)造成該部分煤泥在撈坑中未及時(shí)沉降隨著溢流直接排至濃縮池。

跳汰系統(tǒng)經(jīng)過(guò)系列改造以后，增加選前脫泥工藝，跳汰入洗原煤中的煤泥含量有所減少，在確保精煤產(chǎn)品水分滿足產(chǎn)品指標(biāo)要求的前提下，調(diào)整跳汰系統(tǒng)精煤脫水篩的篩板，將篩縫尺寸由1 mm調(diào)整為0.75 mm，減少精煤脫水篩篩下水中的煤泥含量，讓進(jìn)入撈坑中的煤泥水能夠及時(shí)沉降。對(duì)撈坑的煤泥斗提機(jī)進(jìn)行改造，對(duì)2臺(tái)煤泥斗提機(jī)安裝變頻調(diào)速器，調(diào)節(jié)煤泥斗提機(jī)的運(yùn)行速度，一方面讓撈坑中的煤泥有足夠的沉降時(shí)間，另一方面根據(jù)煤泥斗提機(jī)的運(yùn)輸量大小實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)斗提機(jī)的提升速度。經(jīng)過(guò)上述的調(diào)整改造，撈坑溢流的濃度由原來(lái)的30～40 g/L降至20～30 g/L，減少了撈坑溢流中的低灰煤泥含量。

跳汰洗煤系統(tǒng)增加選前脫泥工藝后，在選前脫泥環(huán)節(jié)增加沖水，經(jīng)過(guò)對(duì)撈坑溢流管道改造，增加閥門(mén)調(diào)節(jié)，一部分撈坑溢流水直接作為選前脫泥沖水，使這部分煤泥水在跳汰系統(tǒng)中形成小循環(huán)，減少撈坑溢流進(jìn)入濃縮池的量，另外一部分撈坑溢流水進(jìn)入濃縮池。在保證脫泥篩不跑水的前提下，撈坑溢流進(jìn)入濃縮池的水量減少50%。

4) 優(yōu)化浮選藥劑添加制度，選用新型藥劑，合理配比添加藥劑，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高浮選尾煤灰分。常村煤礦洗煤廠浮選系統(tǒng)采用直接浮選，使用浮選藥劑為傳統(tǒng)藥劑，起泡劑選用仲辛醇、捕收劑選用輕煤油，藥劑由泵通過(guò)管路從浮選藥劑庫(kù)運(yùn)至浮選車(chē)間藥劑罐，生產(chǎn)過(guò)程中自流添加至礦漿預(yù)處理器和浮選機(jī)，藥劑的添加量根據(jù)浮選入料濃度人工調(diào)節(jié)藥劑添加閥門(mén)，存在不穩(wěn)定性。2019年4月進(jìn)行系列改造，安裝浮選藥劑添加裝置，通過(guò)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的浮選入浮濃度和流量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)自動(dòng)控制藥劑添加，浮選自動(dòng)加藥系統(tǒng)投入前后對(duì)比，藥劑的使用量降低10個(gè)百分點(diǎn)，最大限度地提高浮選精煤抽出率[2]。

藥劑選擇方面，2018年4月至6月，通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)浮選藥劑和新型浮選藥劑試驗(yàn)對(duì)比，選用納爾科新型浮選藥劑(起泡劑為脂肪醇、捕收劑為石油加氫輕餾分)浮選精煤抽出率提高了1.79個(gè)百分點(diǎn)，浮選尾煤灰分由原來(lái)的55%左右提高至66%左右。

采取一系列措施后，大大降低了煤泥發(fā)熱量，減少了煤泥中低灰分煤泥含量，避免了資源浪費(fèi)。每年可增加精煤量約5.3萬(wàn)t，創(chuàng)造效益800余萬(wàn)元。