河南天元選煤廠粗煤泥系統技改實踐

劉建華

(河南天元選煤廠，河南 許昌 461000)

河南天元選煤廠位于河南省許昌市，是一座設計能力為1.5 Mt/a的中心型選煤廠，入洗原煤以高煤泥含量的貧瘦煤為主，現有工藝為：預先脫泥+無壓三產品重介質旋流器分選+煤泥二次浮選兩段分選工藝。隨著礦井采煤條件的復雜化，河南天元選煤廠入洗原煤中的細粒級煤泥含量不斷增加，目前原生煤泥含量高達40%～50%，煤泥灰分在22%～26%。煤泥含量大，灰分高，不僅導致重介系統分選效率降低、介耗增大，而且影響浮選系統的處理能力。本次針對以上問題，對該廠的煤泥回收系統進行了改造，增加了粗煤泥FBS分選系統，由兩段分選改為了三段分選，以提高精煤產率及經濟效益。

1 選煤廠生產現狀及存在問題

1.1 入洗原煤煤質情況

河南天元選煤廠原煤篩分數據見表1。

表1 河南天元選煤廠原煤篩分試驗結果

由表1可以看出，入洗原煤灰分較高，達到36.55%，原生煤泥含量高達41.20%，原生煤泥灰分25.34%?？紤]次生煤泥的影響，入洗原煤中煤泥含量將超過50%，說明原煤中煤泥含量特別高，要加強對煤泥回收系統的管理。

河南天元選煤廠原生煤泥篩分數據見表2。

表2 河南天元選煤廠原生煤泥篩分試驗結果

由表2可知，原生煤泥中0.5～0.25 mm和0.25～0.125 mm為主導粒級，占本級含量分別達到37.50%和35.50%，灰分分別為28.16%和26.33%。各粒級灰分隨著粒度的減小而降低，說明原煤易碎。然后對原生煤泥進行小浮沉試驗，試驗結果見表3。

表3 河南天元選煤廠原生煤泥小浮沉試驗

由表3可知，原生煤泥中主導密度級為小于1.4 g/cm3和大于1.8 g/cm3，小于1.8 g/cm3密度級灰分僅9.16%，說明實際浮選精煤灰分較低，可以有效回收精煤。

1.2 改造前煤泥回收工藝流程

天元選煤廠原有煤泥回收工藝流程為：原煤預先脫泥后，篩下水進入煤泥水桶，再由煤泥水泵輸送到弧形篩進行脫泥脫水后，篩上物料與預先脫泥篩篩上物一起進入主洗系統；弧形篩篩下煤泥水進入一次浮選系統，一次浮選精礦經臥式沉降離心過濾脫水機處理后摻入精煤，溢流口排出的離心液和過濾段的濾液進入二次浮選系統，二次浮選精礦經壓濾機脫水后摻入精煤，浮選尾煤濃縮后由壓濾機回收。改造前煤泥回收工藝流程見圖1。

圖1 改造前的煤泥回收工藝流程

1.3 存在問題

結合煤質資料和改造前工藝流程分析，改造前存在的主要問題有：

(1)煤泥含量大，煤泥弧形篩脫泥、脫水效果變差，弧形篩篩上細粒級煤泥含量高(試驗表明，弧形篩篩上小于0.2 mm粒級含量約占30%～40%)，該部分細粒級煤泥進入無壓三產品重介質旋流器，導致重介質旋流器分選效率降低，同時，大量細粒級煤泥混入，影響脫介篩脫介效果和磁選機回收效果。

(2)煤泥含量大，浮選系統壓力大，同時原生煤泥中0.5～0.25 mm含量達到37.5%，影響浮選效果。

2 改造后的工藝流程

鑒于改造前煤泥回收系統存在的問題，天元選煤廠經過試驗論證后，決定在原設計工藝的基礎上進行改造，增加1套粗煤泥分選系統，改造后的粗煤泥系統具體工藝為：預先脫泥煤泥水經新增FX610水力旋流器分級，溢流進入一次浮選，底流進入FBS2400流化床分選機進行分選；流化床分選機底流經中煤回收篩回收后成為中煤產品，中煤回收篩篩下水進入濃縮機，流化床分選機溢流進入疊層高頻細篩進行脫泥，脫泥后的篩上物經精煤離心機脫水后成為粗精煤產品，疊層篩篩下水和粗煤泥離心液一起進入一次浮選系統。

改造后的粗煤泥回收工藝流程見圖2。

圖2 改造后的粗煤泥回收工藝流程

改造后粗煤泥分選系統與重介系統相對獨立，避免了預先脫除的煤泥再次進入主洗重介系統，減少了懸浮液中的煤泥含量，保證了重介分選系統密度的相對穩定，從而改善了無壓三產品重介旋流器的分選效果，提高了分選效率；同時，0.25～0.5 mm物料經FBS流化床進行分選，大幅降低了浮選系統入料量，緩解了浮選系統壓力，改善了浮選系統分選效果。

3 改造后效果

3.1 應用效果

改造完成后，對FBS2400分選機現場使用情況進行單機檢查分析，試驗結果見表4。由表4可知：

表4 FBS粗煤泥分選機的入料、產品篩分資料

(1)FBS入料灰分為26.89%，底流灰分為79.02%，溢流灰分為20.42%，粗精煤回收率達到88.96%，說明FBS流化床分選機對0.25～0.5 mm物料分選效果良好，降灰明顯；

(2)FBS溢流經疊層高頻細篩和離心機脫泥、脫水后，粗精煤灰分為10.87%，符合河南天元選煤廠精煤產品灰分要求。

根據干擾沉降原理，FBS流化床分選機入料粒度要求為1.0～0.25 mm，粒度過粗或者過細均會導致小粒度高密度顆粒與大粒度低密度顆粒在分選過程中發生錯配，從而使分選機溢流超灰或底流夾帶精煤，因此，實際生產過程應嚴格控制FBS流化床分選機上游分級設備的工作狀況。

3.2 應用效果分析

河南天元選煤廠通過對粗煤泥系統進行技改，對預先脫除的粗煤泥進行分選，不僅有效回收了其中的粗精煤泥，而且優化完善了選煤廠生產工藝，提高了重介系統的分選效率，改善了浮選系統的分選效果，緩解了浮選系統的壓力，同時提高了系統的單位處理量，降低了介耗和能耗，提高了全廠的綜合效益。主要表現在以下幾點：

(1)預先脫除的煤泥進入粗煤泥分選系統進行分選，不再經原系統的弧形篩脫泥后進入主洗重介旋流器，直接減少了主洗重介系統煤泥含量，可明顯改善重介旋流器的工作狀況，提高其分選效率，同時減少重介分流，使介耗得到降低；

(2)0.25～0.5 mm粒級經粗煤泥分選系統分選，減少了進入浮選系統的煤泥量，從而減輕浮選系統壓力，改善了浮選效果，有助于提高浮選精煤質量，避免重介精煤“背灰”；

(3)重介系統和浮選系統分選精度得到提高，使得精煤產品灰分穩定，產率提高；

(4)浮選系統壓力減輕，提高了單位時間入洗量，噸煤洗選成本降低。

4 經濟效益

實踐表明，天元選煤廠粗煤泥分選系統投入運行以來，取得了良好的應用效果。在節能降耗方面，選煤廠入洗噸原煤電耗下降了1.02 kW·h，介耗下降了0.4 kg。以年入洗150萬t原煤，電費1 元/(kW·h)，介質價格700 元/t計算，每年可節約資金(1.02×1+0.4×700/1000)×150=195(萬元)。

5 結 語

河南天元選煤廠粗煤泥系統技改生產實踐表明，通過分析和研究入選原煤中的煤泥含量和性質，在原有工藝的基礎上，進行了粗煤泥分選工藝改造，避免了原煤中煤泥含量過大對主洗系統造成的不利影響，有效提高了無壓三產品重介旋流器的分選效率，同時減輕了浮選系統處理壓力，避免重介精煤“背灰”現象，提高了精煤綜合產率，創造了可觀的經濟效益，同時選煤廠原煤單位時間處理量也得到提高，降低了介耗、能耗和噸煤加工成本，節能降耗效果明顯，創造了良好社會效益。