張偉林，馬雄

（新疆八一鋼鐵股份有限公司制造管理部）

1 概述

新疆焦煤艾維爾溝煤礦選煤廠是一座年入洗原煤270萬(wàn)t重介選煤廠。原煤洗選后，每年約產(chǎn)生24萬(wàn)t中煤、26萬(wàn)t矸石、20萬(wàn)t煤泥。一直以來(lái)對(duì)艾礦中煤、煤泥的處置主要采用外銷的方式。隨著選洗煤技術(shù)的發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢料外排減量化和資源化利用，八鋼公司開(kāi)展了艾礦中煤、煤泥再洗選回收利用的試驗(yàn)研究，探索艾礦中煤、煤泥回收利用的途徑。

通過(guò)試驗(yàn)研究，初步確定了中煤、煤泥洗選的工藝條件，為中煤、煤泥的工業(yè)化回收提供參考依據(jù)。中煤、煤泥的回收利用，為八鋼焦?fàn)t生產(chǎn)提供了一種新的配煤煉焦方式。艾礦中煤、煤泥的回收利用可以有效降低企業(yè)生產(chǎn)成本，也拓寬八鋼煉焦用煤途徑。

2 中煤、煤泥的浮選試驗(yàn)

2.1 中煤的試驗(yàn)

2.1.1 中煤品質(zhì)測(cè)試

對(duì)艾礦中煤進(jìn)行二次洗選,為了減少中煤的破碎量和降低成本,進(jìn)行了篩分試驗(yàn),對(duì)中煤分級(jí)處理。篩分試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果如表1、圖1。

表1 篩分試驗(yàn)各粒級(jí)煤的占比、灰分

圖1 中煤粒度組成及其灰分關(guān)系

從篩分測(cè)試數(shù)據(jù)可以看出，＜3mm中煤的占比比較大，占了1/3，灰分也最低，其它四個(gè)粒級(jí)中煤的占比都很接近，灰分和真相對(duì)密度也相差不大，灰分很高，都在42%以上。

2.1.2 各粒級(jí)中煤直接浮沉試驗(yàn)

根據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T 478-2008煤炭浮沉試驗(yàn)方法，分別用1.4g/cm3、1.5g/cm3和1.6g/cm3的比重液對(duì)各粒級(jí)中煤進(jìn)行了浮沉試驗(yàn)，對(duì)浮煤進(jìn)行工業(yè)分析。分析表明，各粒級(jí)中煤在1.4g/cm3的比重液下浮煤的收率很低，在1.5g/cm3的比重液下浮煤的收率有了很大的提高，但收得的精煤灰分也增高。因此對(duì)中煤直接進(jìn)行浮選，其浮選效果見(jiàn)表2。

將＞25mm中煤、13～25mm中煤和6～13mm的中煤用錘式破碎機(jī)破碎到6m m以下，分別用1.4g/cm3比重液浮選，浮煤稱重并做工業(yè)分析，結(jié)果見(jiàn)表3。

表2 各粒級(jí)中煤浮選試驗(yàn)結(jié)果

表3 各粒級(jí)中煤破碎到< 6 mm以下的浮選試驗(yàn)結(jié)果

從表3，圖2可以看出，各粒級(jí)中煤破碎到＜ 6 mm以下在1.4g/cm3比重液下浮選，浮煤收率都不高，灰分較高。

對(duì)中煤破碎到6mm以下后進(jìn)行浮選，回收率與直接進(jìn)行浮選相比，沒(méi)有明顯提高。

圖2 破碎粒度至6mm以下后各粒級(jí)的收率和灰分

中煤浮選試驗(yàn)表明，中煤中的煤和礦物質(zhì)是相互嵌入式共存的，煤的洗選難度大。 2018、2019年，在艾礦洗煤廠進(jìn)行了中煤工業(yè)返洗生產(chǎn)，共計(jì)生產(chǎn)煤精煤約5.0萬(wàn)t，通過(guò)對(duì)進(jìn)廠煤檢驗(yàn)數(shù)據(jù)、洗選原煤和精煤統(tǒng)計(jì)分析，中煤返洗精煤灰分平均17.89%，回收率20%，生產(chǎn)結(jié)果與此次試驗(yàn)數(shù)據(jù)相符。

2.2 煤泥浮選試驗(yàn)

2.2.1 煤泥分類與灰分指標(biāo)

對(duì)艾礦重介選廠壓濾機(jī)產(chǎn)生的細(xì)煤泥和臥脫產(chǎn)生的粗煤泥分別進(jìn)行檢測(cè)，全水和工業(yè)分析見(jiàn)表4。

表4 煤泥工業(yè)分析結(jié)果

從表4可以看出，兩個(gè)煤泥的品質(zhì)相差很大，臥脫產(chǎn)品粗煤泥的品質(zhì)比較好（生產(chǎn)數(shù)據(jù)灰分一般約在20%）。根據(jù)粗、細(xì)煤泥經(jīng)驗(yàn)占比測(cè)算，混合煤泥灰分約34.44%，這與前期混合煤泥大堆取樣基本一致。

2.2.2 煤泥浮選試驗(yàn)

根據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T 478-2008 煤炭浮沉試驗(yàn)方法，分別用1.4g/cm3、1.5g/cm3和1.6g/cm3的比重液對(duì)細(xì)煤泥和粗煤泥進(jìn)行浮沉試驗(yàn)。

表5 煤泥浮沉試驗(yàn)結(jié)果

圖3 各類煤泥的收率和灰分與洗選重液關(guān)系

從表5、圖3的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，當(dāng)混合煤泥灰分控制在約18%時(shí)，回收率60%以上，與返洗中煤灰分指標(biāo)接近，但回收率高40%以上；當(dāng)混合煤泥灰分控制在約14%時(shí)，回收率約41.5%，比返洗中煤灰分指標(biāo)低4%，但回收率高20%以上。表明煤泥返洗回收經(jīng)濟(jì)價(jià)值和質(zhì)量指標(biāo)具有很大的優(yōu)勢(shì)。

3 中煤、煤泥返洗后精煤質(zhì)量特性和利用

3.1 返洗精煤的質(zhì)量特性

艾礦中煤、煤泥返洗后的精煤顯微煤鏡質(zhì)反射率分布測(cè)定結(jié)果表明，精煤中含1890、1930、2130三種煤的質(zhì)量成分。返洗精煤揮發(fā)分30%～35%，粘結(jié)指數(shù)、Y值分別達(dá)到80、20mm以上，具有很好的粘結(jié)性和結(jié)焦性，能夠起到品質(zhì)好的1/3焦煤相同作用。單獨(dú)煉焦試驗(yàn)焦炭M40為76.3%。圖4為混合煤泥反射率分布。

圖4 混合煤泥反射率分布圖

3.2 返洗精煤的回收利用

在試驗(yàn)焦?fàn)t配煤試驗(yàn)配加10%～15%的煤泥返洗精煤進(jìn)行的煉焦試驗(yàn)，試驗(yàn)焦具有很好機(jī)械強(qiáng)度，可滿足高爐和歐冶爐冶煉需求。

因此可以在八鋼焦?fàn)t配煤生產(chǎn)中，用中煤返洗精煤代替1/3焦煤煉焦，生產(chǎn)高爐或歐冶爐用的焦炭。

4 中煤、煤泥工業(yè)返洗工藝路線的選擇

4.1 煤泥工業(yè)返洗工藝路線

通過(guò)市場(chǎng)調(diào)查及資料分析，在疆內(nèi)可煤泥返洗主要采用的工藝路線是螺旋浮選法，該工藝的路線見(jiàn)圖5。

圖5 螺旋浮選工藝

4.2 中煤工業(yè)返洗工藝路線

試驗(yàn)采用的中煤返洗工藝流程與原煤洗選工藝流程相同，可以利用艾礦現(xiàn)有洗煤生產(chǎn)線進(jìn)行中煤返洗的生產(chǎn)。艾礦洗煤廠洗選原煤工藝流程見(jiàn)圖6。

圖6 艾礦洗煤廠洗選原煤工藝流程圖

為驗(yàn)證艾礦煤泥是否可洗選，曾在疆內(nèi)某廠采用螺旋浮選工藝進(jìn)行了艾礦煤泥返洗試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，洗選出質(zhì)量合格的精煤。

采用螺旋浮選工藝，原選煤系統(tǒng)保持不變，僅對(duì)煤泥分選系統(tǒng)進(jìn)行改造，采用“分級(jí)+粗煤泥螺旋分選+細(xì)煤泥多級(jí)浮選+各產(chǎn)品壓濾脫水”工藝。該工藝較為成熟，具有能耗低、易維護(hù)、運(yùn)行管理方便等優(yōu)勢(shì)。

5 經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

艾維爾溝礦每年約產(chǎn)生24萬(wàn)t中煤、20萬(wàn)t煤泥。返洗精煤灰分15%～18%時(shí)，中煤、煤泥返洗精煤產(chǎn)率分別達(dá)到20%、30%，合計(jì)每年可降低成本6000余萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)中煤、煤泥的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)研究及和工業(yè)返洗再利用的預(yù)測(cè)表明：艾礦中煤、煤泥可以通過(guò)返洗得到返洗精煤，精煤灰分控制在1 5%～18%時(shí)，回收率分別達(dá)到20%、30%及以上；中煤返洗可以采用常規(guī)洗煤生產(chǎn)工藝；煤泥返洗可以采用螺旋浮選工藝回收。返洗精煤具有很好的粘結(jié)性和結(jié)焦性，能夠起到品質(zhì)好的1/3焦煤作用，可以代替1/3焦煤進(jìn)行焦?fàn)t煉焦配煤，經(jīng)濟(jì)效益顯著。