東曲礦選煤廠洗選工藝改造實踐

梁 宇

(1.中國礦業大學,江蘇省徐州市,221008; 2.西山煤電集團東曲礦選煤廠,山西省古交市,030200)

★煤炭科技·加工轉化 ★

東曲礦選煤廠洗選工藝改造實踐

梁 宇1,2

(1.中國礦業大學,江蘇省徐州市,221008; 2.西山煤電集團東曲礦選煤廠,山西省古交市,030200)

介紹了東曲礦選煤廠在技術改造中使用新技術,創新發展選煤新工藝,解決影響選煤廠生產發展難題等方面的具體實踐。并且分析了新的選煤工藝特征、設備運行效果和取得的經濟效益、社會效益。

選煤工藝 選煤技術 運行效果 東曲選煤廠

AbstractFocusing on an introduction to the application of new technology and innovated coal preparation processes in the technical upgrading in Dongqu Coal Prep,this paper provides an account about the practice of this coal prep in addressing the major problems that hinder the production development.At the same time,this paper also gives an analysis of the characteristics of the new coal separation processes,the operation results of relevant equipment,the social and economic benefits obtained therefrom.

Key wordsnovel coal separation process,separation technology,operation result,Dongqu Coal Prep

西山煤電集團東曲礦選煤廠屬礦井型選煤廠,原設計能力為年入洗原煤400萬t,于1994年11月建成投產,主要采用跳汰粗選-重介旋流精選-煤泥浮選的聯合工藝流程,洗選設備分別從德國、美國、澳大利亞引進。系統經過15年的運行,設備老化、洗選效率低下,生產工藝明顯落后,已不適應礦井煤質的變化,無法滿足洗選的要求,給選煤生產及管理帶來了諸多問題。為了從根本上解決影響選煤廠發展的難題,東曲礦選煤廠靠發展新工藝,使用新技術,運用新設備,實行工藝與設備的合理配置,將原來的生產工藝改造為:脫泥無壓三產品重介旋流器+粗煤泥 TBS分選+煤泥浮選+

快開壓濾機浮精脫水的聯合流程。

1 新工藝新設備

1.1 工藝介紹

東曲礦選煤廠入洗原煤全部來自礦井 2#、4#、8#原煤,井下原煤經準備車間篩分、除雜和破碎至-50 mm后入倉分貯備選。入洗原煤倉下配煤后經脫泥篩脫除-1 mm末煤,篩上物進入?1400 mm的三產品重介質旋流器分選,選后產品經過脫介脫水后成為最終產品。脫泥篩篩下物收集至煤泥池,由泵送至?1000 mm單臺分級旋流器,分級后-0.25 mm級去浮選系統,0.25～1 mm級進入TBS干擾床分選機進行粗煤泥分選,選出產品脫水后分別作為最終精煤和中煤入倉。進入浮選系統的煤泥由FCMC-4000Ι型旋流微泡浮選柱分選,分選出的浮選精煤,由快開隔膜壓濾機壓濾脫水后作為最終精煤產品。浮選尾煤經過濃縮沉淀后分別由沉降離心機、高頻篩、煤泥離心機及尾煤壓濾機回收,洗水實現閉路循環。東曲礦選煤廠改造前、后的工藝流程見圖1和圖2。新的生產工藝系統采用了脫泥、三產品重介、干擾床分選、旋流微泡浮選和快開隔膜壓濾脫水等先進的生產工藝,同時使用了目前最大直徑的三產品重介質旋流器和煤泥分級旋流器及最新運用于選煤生產的干擾床 TBS和最大直徑的旋流微泡浮選柱,先進的選煤技術與新型的設備合理配合,將新技術新設備的優勢在選煤行業發揮的淋漓盡致。對東曲礦選煤廠來說,由于原煤±0.1含量在40%以上,屬極難選煤,且煤質泥化程度嚴重,選擇新的生產工藝和新裝備,對穩定產品質量,提高設備的洗選效率有著重要意義。

1.2 重點工藝環節特征

東曲礦選煤廠原煤不僅極難洗選,煤泥含量還很高,平均在20%以上,這部分細泥進入重介系統,不僅造成介質消耗量大,需加大介質回收設備的處理能力,而且細泥進入三產品重介旋流器后,使得重介旋流器分選下限降低,分選效率下降,分選效果差。選前脫泥雖然增加了選煤環節,但克服了上述弊端。大直徑三產品重介質旋流器的使用,能一次分選出3種產品,較改造前的生產工藝,減少了跳汰選煤環節,降低了原煤因浸泡和系統循環產生的次生煤泥量,減輕了后續浮選環節的生產壓力。同時解決了原生產系統小旋流器組 (4臺?610 mm兩產品旋流器/組)易堵、壓力分配不均、分選精度不一、分選效率低、產品產率低的問題。

大直徑?1000 mm分級旋流器取代了原?350 mm旋流器組 (15臺/組),解決了原旋流器組因堵塞而造成浮選系統跑粗的問題,同時分級效果由原來的0.5 mm降低到了0.25 mm,進入浮選系統的煤泥量減少,減輕了浮選系統的生產壓力,改善了浮選效果。

旋流器底流產品,由 TBS干擾床分選機進行分選,TBS干擾床分選機于20世紀90年代初開始應用于選煤行業,是一種利用上升水流在槽體內產生紊流的干擾沉降分選設備。通過實踐應用和不斷完善改進,TBS已發展到第4代產品,設備本身有一套密度控制系統,能保證分選密度的精確性,且分選密度可調,對煤質變化的適應性強,在分選密度范圍內,精煤灰分穩定。因其工藝簡單,運行成本費用低,單位處理量大,分選效率高,其分選下限可降到0.15 mm,分選上限可達到2～3 mm,近幾年在選煤廠得到了廣泛應用。它與煤泥重介分選相比產率高,細泥污染少,操作管理方便。

FCMC-4000Ι型旋流微泡浮選柱由中國礦業大學自主研發,同一設備能實現浮選和重選 (旋流力場)作業,該浮選柱柱體高達6.8 m。這樣,從礦漿的入料到產品的分級,分選時間長,分選的精度與分選效率較高。同時該浮選柱的微泡發生器結構獨特,外配置的射流自吸式節能微泡發生器為國家實用新型專利產品,所產生的氣泡質量好,工作壓力較低 (0.16～0.2 MPa),材質耐磨,使用壽命長,且不堵塞,易調節,工作穩定,易維護和更換。與原來使用的XJ X-T12型浮選機比較,該浮選柱無攪拌機構,減少了煤泥的二次粉碎,設備構造簡單,維護檢修量少,而且該浮選柱動力消耗小,配套電機最大功率為160 kW,比相同處理能力的常規浮選機節能1/3。需特別說明的是,該浮選柱應用后,通過提高尾礦箱、增加溢流堰長度等措施,該機更加適合東曲礦選煤廠煤質的特點,且油耗有較好的改善。

快開隔膜壓濾機因其自動化程度高、處理量大、濾液濃度低,近幾年來逐步應用于選煤廠浮選精煤的脫水。東曲礦選煤廠原使用的 GPY-200型圓盤真空過濾機,處理能力低,濾餅水分高,濾液濃度高,易導致細泥在循環系統中惡化浮選效果、影響洗水平衡,特別是遇到井下工作面過地質構造,原煤泥化、煤質變差時,過濾機濾餅薄不脫落,細泥在系統中積聚,洗水濃度劇增,有時須停產換水?？扉_隔膜壓濾機相對于過濾機和加壓濾機而言,對煤質的適應性強,即使是細泥含量較大時,只要延長進料時間,也可有效回收。使用快開隔膜壓濾機后,濾餅水分由原來的28%降到了22%左右,濾液濃度由100 g/l降到了5 g/l,保證了生產的正常進行。

2 新工藝運行效果

(1)三產品重介旋流器替代跳汰+兩產品重介旋流器效果見表1。

表1 三產品重介旋流器替代跳汰+兩產品重介旋流器

(2)FCMC-4000I型旋流微泡浮選柱替代XJ X-T12型機械攪拌式浮選機效果見表2。

表2 微泡浮選柱替代攪拌式浮選機后運行效果

(3)KZG450/2000-U/XBK型快開式隔膜壓濾機替代圓盤真空過濾機效果見表3。

表3 KZG450/2000-U/XBK型快開式隔膜壓濾機替代圓盤真空過濾機效果

(4)TBS干擾床分選機各項指標如下:入料粒度 1～0.25 mm;入料濃度 62.1%;Ep值0.08;分選密度1.17～1.24 g/l;上升水量80～85 m3/h;上升水壓0.07 MPa;入料灰分27.9%;精煤灰分10.79%;中煤灰分41.82%。

(5)大直徑分級旋流器替代分級旋流器組效果見表4。

表4 大直徑分級旋流器替代分級旋流器組效果

綜上所述,使用新技術新工藝后,在保證精煤灰分的同時,精煤產率提高了3%,浮選精煤抽出率提高了10.7%,油耗降低了0.04 kg/t干煤泥,介耗降低了0.6 kg/t重介原煤。

3 經濟效益和社會效益

3.1 計算依據

(1)按改造后精煤產率提高3%,2009年入洗241萬t原煤計,每年多生產精煤7.23萬t。

(2)2009年精煤價格730元/t,動力煤價格350元/t,每度電0.4元,每噸浮選藥劑4700元,磁鐵礦粉930元/t,工業用水1.87元/t。

(3)改造前入浮煤泥量為30%,改造后降為21%。

3.2 經濟效益計算

根據以上計算依據每年多產精煤創效益:7.23 × (730-350) =2747.4萬元;每年節約藥劑費用152.23萬元;每年多用磁鐵礦粉費用62.76萬元;每年節約水費2.34萬元;每年節約電費165.35萬元;改造后共增經濟效益2904.66萬元。

3.3 社會效益

新工藝新技術的使用,提高了選煤廠生產系統的處理能力,縮短了生產時間,減輕了職工的勞動強度;實現了煤炭資源的合理利用和企業的可持續發展;為今后選煤行業新廠的設計和舊廠的技術改造提供了成功案例及寶貴經驗,也為探索新工藝與設備的優化配置開拓了視野。

(責任編輯 康淑云)

Practice of Dongqu Mine Coal Prep in its coal seperation process upgrading

Liang Yu1,2

(1.China University of Mining and Technology,Xuzhou,Jiangsu province 221008,China; 2.Dongqu Coal Prep,Xishan Coal&Electricity Group,Gujiao,Shanxi province 030200,China)

TD948

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梁宇 (1967-),男,山西靜樂縣人,選煤高級工程師,中國礦業大學在讀研究生,1989年畢業于中國礦業大學,現任山西焦煤集團公司東曲礦選煤廠副廠長兼總工程師。