寧石茂

(西山煤電集團(tuán)有限公司 屯蘭選煤廠，山西 古交 030200)

1 存在問題

屯蘭選煤廠隸屬于山西焦煤西山煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司，是一座礦井型煉焦煤選煤廠，設(shè)計處理能力4.0 Mt/a。選煤工藝為重介淺槽預(yù)排矸+預(yù)先脫泥無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選+ TCS粗煤泥分選+浮選的聯(lián)合工藝[1，2]。

粗煤泥分選系統(tǒng)工藝簡述[3-5]：原煤經(jīng)預(yù)先脫泥篩脫泥后，篩下煤泥水經(jīng)FX900×2型煤泥水旋流器進(jìn)行分級處理，其溢流進(jìn)入浮選系統(tǒng)，底流自流進(jìn)入2臺TCS粗煤泥分選機(jī)，TCS尾煤進(jìn)入重介系統(tǒng)的中煤脫水系統(tǒng)脫水處理后，摻入中煤產(chǎn)品；TCS溢流自流進(jìn)入TCS精礦桶，由3227渣漿泵轉(zhuǎn)載輸送至舊車間精煤泥池；再由3228渣漿泵輸送至1臺FX850型旋流器進(jìn)行分級處理后，溢流進(jìn)入浮選系統(tǒng)，底流進(jìn)入弧形篩和煤泥離心機(jī)脫水、脫泥處理后作為粗精煤，摻入精煤系統(tǒng)，弧形篩篩下水和煤泥離心機(jī)離心液進(jìn)入浮選系統(tǒng)[6-7]?，F(xiàn)有系統(tǒng)技術(shù)檢查結(jié)果見表1。

目前屯蘭選煤廠生產(chǎn)12級精煤，灰分小于11.0%。從表1可以看出，由于粗精煤泥灰分基本維持在12%～13.5%，灰分偏高且不穩(wěn)定，導(dǎo)致最終精煤灰分超標(biāo)?，F(xiàn)場為保證最終精煤灰分，不得不采取降低重介系統(tǒng)分選密度和TCS粗煤泥分選密度的措施，從而導(dǎo)致了重介系統(tǒng)精煤“背灰”和TCS尾礦損失精煤的問題，造成經(jīng)濟(jì)效益損失。同時由于分選工藝復(fù)雜，分級濃縮旋流器受壓力、入料池液位、人工操作、旋流器磨損等因素影響，造成旋流器溢流跑粗，分選效果不佳，能耗高。

表1 2019年5月4日屯蘭選煤廠洗煤車間生產(chǎn)報表

2 試驗(yàn)研究

為驗(yàn)證目前粗煤泥分選系統(tǒng)的分選效果，合理制定解決方案，屯蘭選煤廠委托威海市海王旋流器有限公司技術(shù)中心進(jìn)行了試驗(yàn)分析。試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表2～表4。

由表2可知，弧形篩篩上產(chǎn)品總灰分為15.31%，其中的主導(dǎo)粒級為大于0.5 mm和0.5～0.25 mm粒級，其含量分別高達(dá)42.70%和31.90%；大于0.25 mm粒級灰分為9.06%，隨著粒度減小，灰分呈升高趨勢；0.15～0.074 mm粒級和小于0.074 mm粒級含量分別為7.30%和10.30%，其灰分分別為34.58%和45.06%，這是由于弧形篩難以高效脫除小于0.15 mm粒級高灰細(xì)泥，從而造成粗精煤灰分偏高。

表2 弧形篩篩上物小篩分實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表3 363B膠帶上粗精煤的小篩分實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表3可知，粗精煤產(chǎn)品總灰為12.47%，經(jīng)煤泥離心機(jī)脫水后，粗精煤泥中的0.15～0.074 mm粒級和小于0.074 mm粒級含量有所降低，但仍分別高達(dá)4.18%和5.04%，其灰分分別為32.22%和46.33%，從而造成粗精煤灰分偏高。如果有效脫除小于0.15 mm粒級高灰細(xì)泥，即可獲取灰分低于10.0%的合格粗精煤泥。

表4 TCS粗煤泥分選機(jī)尾煤的浮沉實(shí)驗(yàn)結(jié)果

為降低粗精煤灰分，現(xiàn)場不得不降低TCS粗煤泥分選機(jī)的分選密度和頂水流量，從而造成TCS粗煤泥分選機(jī)尾礦中損失了部分精煤產(chǎn)品。由表4可知，TCS粗煤泥分選機(jī)尾礦灰分為43.58%，其中小于1.4 kg/L密度級含量可達(dá)20.37%，灰分僅為9.80%，大量低灰精煤損失至底流產(chǎn)品中，嚴(yán)重影響了選煤廠的綜合經(jīng)濟(jì)效益。

3 解決方案

針對選煤廠粗煤泥系統(tǒng)存在的問題，建議現(xiàn)場采用高效分級設(shè)備[2]——ZKJ1007-D5型疊層高頻篩，對粗煤泥系統(tǒng)進(jìn)行改造，以提高分級效率，在保證粗精煤泥灰分的前提下，提高重介主洗系統(tǒng)分選密度和TCS粗煤泥分選機(jī)[3-5]的分選密度和頂水流量，從而提高全廠精煤產(chǎn)率和綜合經(jīng)濟(jì)效益。

4 分級效果預(yù)測

結(jié)合推薦的工藝，對粗精煤泥脫泥效果進(jìn)行了計算，結(jié)果見表5～表7。

表5 疊層細(xì)篩入料粒度組成

表6 疊篩篩上產(chǎn)品粒度組成

表7 疊篩篩下產(chǎn)品粒度組成

對測算結(jié)果進(jìn)行分析，計算篩上產(chǎn)率為75.21%，篩下物產(chǎn)率為24.79%，篩上物灰分為10.03%，對比入料灰分，灰分下降4.42%。

5 效益分析

本次改造的效益點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下3方面：

(1)ZKJ1007-D5疊層高頻振動篩屬于精細(xì)分級設(shè)備，分級效率高達(dá)85%～90%。采用該設(shè)備對粗煤泥系統(tǒng)進(jìn)行改造，使工藝更加靈活，從而最大限度回收粗精煤泥產(chǎn)品。

根據(jù)現(xiàn)場考察得知，目前主洗精煤灰分約為10.0%，經(jīng)改造后，主洗精煤可不必再為粗精煤泥“背灰”，主洗精煤灰分可提高至10.5%，從而提高了重介主洗精煤產(chǎn)率。依據(jù)屯蘭選煤廠入洗原煤的煤質(zhì)資料，當(dāng)重介主洗精煤灰分由10.0%提高至10.50%時，理論精煤產(chǎn)率[4]可由25.85%提高至27.33%，增幅為1.48%，無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的數(shù)量效率按95%計算，屯蘭選煤廠原煤量按700 t/h計算。

則每小時可多回收精煤量：700t/h×1.48%×95%=9.84t/h。

生產(chǎn)制度按每天16 h，每年330 d計算，則每年可多回收精煤量：

9.84t/h×16h×330d =51955.2t。

精煤與中煤差價按1 000元/t計算，則每年可產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益：

51955.2t×0.1萬元/t=5195.52萬元。

(2)采用ZKJ1007-D5型疊層高頻振動篩可最大限度脫除TCS粗煤泥分選機(jī)溢流產(chǎn)品中的高灰細(xì)泥，降低粗精煤泥灰分。由表4可知，目前TCS粗煤泥分選機(jī)底流產(chǎn)品中的精煤含量高達(dá)20.37%，造成了合格精煤產(chǎn)品的嚴(yán)重?fù)p失，采用ZKJ1007-D5疊層高頻振動篩對粗煤泥分選系統(tǒng)[8-9]進(jìn)行改造后，可在保證粗精煤泥灰分不超標(biāo)的前提下，提高TCS粗煤泥分選機(jī)的分選密度和頂水流量，降低底流產(chǎn)品中的精煤損失。

(3)改造完成后，可拆除3229旋流器1臺、3228泵入料泵1臺、220 kW電機(jī)1臺、4臺弧形篩。年節(jié)約電費(fèi)約37.02萬元。

6 結(jié) 語

粗精煤泥夾帶高灰細(xì)泥是選煤廠粗煤泥分選工藝的常見問題，而傳統(tǒng)的旋流器、弧形篩脫泥效果不理想。疊層高頻篩用于粗精煤泥脫除高灰細(xì)泥可適應(yīng)不同煤質(zhì)的多煤種入洗，有利于穩(wěn)定產(chǎn)品指標(biāo)，提高精煤回收率，屯蘭選煤廠力爭在2020年完成此項改造工程。