童培國，高沐翔，李 哲，武守真，王學(xué)民，田 亮，趙 帥，戴長官

(1.山東能源集團(tuán)物資有限公司，山東 濟(jì)南 250000；2.山東能源集團(tuán)技術(shù)研究總院，山東 濟(jì)南 250000；3.山東能源集團(tuán)肥城礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，山東 泰安 271600；4.山東能源集團(tuán)魯西礦業(yè)陳蠻莊煤礦選煤廠，山東 泰安 274300)

1 選煤廠粗煤泥分選現(xiàn)狀分析

陳蠻莊選煤廠是陳蠻莊礦井配套建設(shè)的煉焦煤選煤廠，年設(shè)計入洗能力90 萬t，煤種屬低灰、低硫、特低磷、高發(fā)熱量、強(qiáng)粘結(jié)性、成焦率較高的25號焦煤和少量1/3焦煤，具有優(yōu)良的煤質(zhì)特征，是稀缺的煉焦煤資源。

選煤工藝采用大于50 mm塊煤動篩排矸、50～0 mm原煤預(yù)先脫泥、50～0.5 mm無壓三產(chǎn)品重介旋流器分選、0.5～0.25 mm TBS粗煤泥分選機(jī)分選、小于0.25 mm煤泥浮選的聯(lián)合工藝流程。其中重介系統(tǒng)和浮選系統(tǒng)技術(shù)較為成熟、運(yùn)行較為穩(wěn)定，但TBS粗煤泥分選系統(tǒng)存在精煤灰分超標(biāo)、尾礦跑煤現(xiàn)象，是影響產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵因素，具體表現(xiàn)在以下幾方面。

(1)TBS底流口容易堵塞，精煤灰分嚴(yán)重超標(biāo)，導(dǎo)致煤質(zhì)事故發(fā)生。TBS粗煤泥分選機(jī)根據(jù)密度值的設(shè)定進(jìn)行間歇性排料，當(dāng)排料間歇時間過長或入料粒度超限時，極易造成排料不暢甚至底流口堵塞，致使TBS精煤灰分嚴(yán)重超標(biāo)，導(dǎo)致煤質(zhì)事故發(fā)生[1]。

(2)TBS精煤灰分高，造成重介精煤“背灰”現(xiàn)象，影響綜合精煤回收率。TBS粗煤泥分選機(jī)分選精度低、分選效果差，灰分長期維持在13%左右，而綜合精煤灰分要求控制在9.5%～10%，為了保證綜合精煤灰分合格，勢必要降低重介精煤的灰分，如此一來，重介精煤產(chǎn)率將受到一定的損失，從而影響綜合精煤回收率[2]。

(3)TBS尾礦灰分低，存在跑煤現(xiàn)象，造成一定的精煤損失。由于TBS粗煤泥分選機(jī)排料的不穩(wěn)定和不連續(xù)性，排料大小不易控制。排料開度小時，尾礦灰分高，且排料口容易堵塞，造成煤質(zhì)事故，同時影響生產(chǎn)；排料開度大時，尾礦灰分低，造成精煤損失[3]。

TBS粗煤泥分選系統(tǒng)分選效果不佳，一方面導(dǎo)致精煤損失到TBS尾礦，另一方面導(dǎo)致TBS精煤灰分超標(biāo)，為了保證精煤產(chǎn)品灰分合格，只能降低重介精煤灰分，造成重介精煤損失到中煤。TBS尾礦和中矸磁選機(jī)尾礦合并進(jìn)入中矸磁尾桶，經(jīng)中矸磁尾旋流器分級濃縮后，底流經(jīng)脫水后摻入中煤，溢流進(jìn)入浮選機(jī)進(jìn)行浮選，溢流中的精煤得到了有效回收，但底流中的精煤無法回收，造成精煤損失。

為了減少精煤損失、提高精煤回收率，急需對現(xiàn)有粗煤泥分選工藝進(jìn)行技術(shù)改造。

2 國內(nèi)粗煤泥分選工藝及設(shè)備現(xiàn)狀

目前，我國在用的粗煤泥分選設(shè)備主要有螺旋分選機(jī)、煤泥重介質(zhì)旋流器、干擾床分選機(jī)(TBS)和水介質(zhì)旋流器等[4-6]。

2.1 螺旋分選機(jī)

螺旋分選機(jī)主要有以下特點(diǎn)：有效分選密度在1.60 kg/L以上，低于該值，會影響分選效果；無運(yùn)動部件，維修工作量??；單臺占地面積小，可用雙頭甚至三頭螺旋來提高單臺設(shè)備的處理能力，但對于大型選煤廠處理礦漿量大時，則需要多臺，占地面積較大；入料不需要壓力，操作簡便；加工費(fèi)低，節(jié)能。缺點(diǎn)是：由于分選路徑較長，所以螺旋分選機(jī)較高，機(jī)身高度大；對于煤質(zhì)發(fā)生變化時，工藝參數(shù)不易調(diào)節(jié)；分選密度較低時，分選效果較差[7-8]。

2.2 煤泥重介旋流器

煤泥重介旋流器是利用離心力場進(jìn)行分選的設(shè)備。具有分選精度高，運(yùn)行費(fèi)用比常規(guī)浮選低，分選密度寬，對入選原煤質(zhì)量波動的適應(yīng)性較強(qiáng)，且其本身無運(yùn)動部件，有效分選下限低至0.20～0.10 mm[9]的優(yōu)勢。缺點(diǎn)是分選效果易受加重質(zhì)的粒度和分選密度控制等因素的影響。

2.3 干擾床分選機(jī)

陳蠻莊建廠時選用的粗煤泥分選設(shè)備，工藝簡單，有一定的分選效果，但是存在底流口易堵塞，尾礦灰分不穩(wěn)定等問題。

綜合考慮，螺旋分選機(jī)占地面積大，動力消耗較小，分選密度低時分選效果差，不易調(diào)整分選參數(shù)；粗煤泥重介旋流器占地面積小，動力消耗比TBS稍大，適合各種分選密度的要求，易于調(diào)整分選參數(shù)，但介耗大；TBS在我廠使用效果不佳；以上分選設(shè)備都不適合本次技改。

3 改造情況

陳蠻莊選煤廠粗煤泥分選系統(tǒng)工藝改造的主要內(nèi)容包括采用大直徑分級旋流器更換原小直徑粗煤泥分級旋流器組和采用TCS智能分選機(jī)更換TBS粗煤泥分選機(jī)。

TCS粗煤泥分選工藝采用泵排料，尾礦排料連續(xù)、穩(wěn)定，排料量在線可控。由于尾礦的連續(xù)穩(wěn)定排放，確保了分選密度的穩(wěn)定，分選精度高。與傳統(tǒng)的TBS粗煤泥分選工藝相比，TCS分選裝置底部增加動力干擾沉降系統(tǒng)，減少了錯配率。該粗煤泥分選工藝自動控制系統(tǒng)穩(wěn)定，分選密度控制穩(wěn)定，全部數(shù)字化監(jiān)控，無人值守操作[10]。

4 分選效果評價

2018年2月19日，選煤廠改造后的粗煤泥系統(tǒng)進(jìn)行帶煤試運(yùn)行，至今生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行正常，試運(yùn)行當(dāng)天生產(chǎn)精煤2 275 t，精煤灰分指標(biāo)合格，TCS精礦灰分在9.5%～10.5%，各項技術(shù)指標(biāo)達(dá)到預(yù)期。粗煤泥系統(tǒng)改造前后各產(chǎn)品指標(biāo)如表1和表2所示。

由表1、表2中技術(shù)檢查數(shù)據(jù)可以看出，精煤產(chǎn)率由改造前的64.13%提高至65.37%，綜合精煤回收率提高1.24個百分點(diǎn)，每年創(chuàng)效700余萬元。

表1 粗煤泥系統(tǒng)改造前各產(chǎn)品灰分

表2 粗煤泥系統(tǒng)改造后各產(chǎn)品灰分

改造完成后，TCS精煤產(chǎn)品灰分由13%左右降至10%左右，避免了重介精煤“背灰”現(xiàn)象。TCS尾礦灰分由40%左右提高至60%，優(yōu)化了分選效果，粗精煤回收效率提高。

5 結(jié) 語

隨著洗選工藝的不斷發(fā)展和進(jìn)步，選煤廠也需要及時進(jìn)行技術(shù)會診和技術(shù)改造。陳蠻莊選煤廠采用TCS智能分選機(jī)替換原有TBS粗煤泥分選機(jī)，優(yōu)化了粗煤泥分選工藝，有效解決了粗煤泥分選回收問題，提高了精煤回收率，同時企業(yè)增加了經(jīng)濟(jì)效益。