文/張金輝 張東妹

安徽恒源煤電股份有限公司祁東煤礦選煤廠屬礦井型選煤廠，設(shè)計(jì)入洗能力為2.0Mt/a，煤種為1/3焦煤和肥煤等。選煤工藝為原煤經(jīng)分級脫泥后，采用有壓三產(chǎn)品重介旋流器分選，煤泥則進(jìn)入水力分級旋流器分級濃縮，大于0.25mm的粗煤泥采用CSS粗煤泥分選機(jī)分選，小于0.25mm的細(xì)煤泥直接進(jìn)入濃縮壓濾系統(tǒng)。主要產(chǎn)品作為煉焦精煤，灰分指標(biāo)是Ad=10.00%～10.50%，δ±0.1含量為30%左右，屬難選煤。本文就CCS粗煤泥分選機(jī)在祁東煤礦選煤廠的應(yīng)用及分選效果進(jìn)行了闡述。

一、CSS粗煤泥分選機(jī)工作原理及結(jié)構(gòu)圖

CSS粗煤泥分選機(jī) （CoalSlurrySeparator）， 亦稱TBS干擾床分選機(jī)，分選下限可達(dá)0.15mm，上限為3mm，最佳入料粒度范圍是0.25～1mm，精煤灰分可無級可調(diào)，尾礦灰分隨入料性質(zhì)從40%到81%變化，EP≤0.12，給定密度波動范圍±0.005g/cm3。具有以水為分選介質(zhì)、結(jié)構(gòu)簡單、對入料煤質(zhì)變化的適應(yīng)性強(qiáng)、分選效率高等優(yōu)勢，是一種較好的粗煤泥分選設(shè)備。

分選機(jī)理。顆粒的密度和粒度不同，在同一流體（水）中的沉降速度也不同。高密度粗粒具有較大的沉降速度，低密度細(xì)粒的沉降速度則較小。如果提供一個(gè)上升流體速度，使其介于低密度細(xì)粒的沉降速度和高密度粗粒的沉降速度之間，高密度粗粒將在該上升流體中沉降，而低密度細(xì)粒則上浮，由此實(shí)現(xiàn)多組分粒群按密度和粒度的分離。同時(shí)，在粒度相近或很窄的粒級范圍內(nèi)，顆粒的沉降速度取決于顆粒的密度，不同密度的顆粒在一定上升水速作用下將按密度進(jìn)行分選。輕細(xì)顆粒從上部溢流而出，形成溢流產(chǎn)品。沉降快的顆粒從底部排料口排出，形成底流產(chǎn)品。

頂水控制系統(tǒng)。在循環(huán)水進(jìn)入CSS粗煤泥分選機(jī)前的管道上安裝有智能電磁流量計(jì)用于測定頂水流量，通過電信號反饋到控制系統(tǒng)，自動調(diào)節(jié)頂水調(diào)節(jié)閥的開度或頂水專用泵變頻器的輸出，從而實(shí)現(xiàn)頂水流量的穩(wěn)定。頂水通過三根頂水分配管進(jìn)入桶體底部，在CSS桶體底部有均勻分布的噴嘴，形成向上流動的水流。

密度控制系統(tǒng)：密度探測裝置主要用來測量桶內(nèi)懸浮液的密度，通過將電信號反饋到控制系統(tǒng)，控制排料執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作，從而保持桶內(nèi)干擾床層的穩(wěn)定。

CSS粗煤泥分選機(jī)結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 CSS粗煤泥分選機(jī)結(jié)構(gòu)圖

二、CSS粗煤泥分選機(jī)在祁東礦選煤廠的應(yīng)用

1.改造前的CSS煤泥分選機(jī)入料流程及分選效果

工藝流程。入洗原煤經(jīng)1mm原煤脫泥篩1mm脫泥，篩上進(jìn)入重介混料桶；篩下水經(jīng)水力旋流器分級后底流進(jìn)入CSS粗煤泥分選機(jī)，溢流進(jìn)入濃縮—壓濾煤泥處理系統(tǒng)，溢流和底流分別依次經(jīng)振動弧形篩和煤泥離心機(jī)脫水；脫水后的溢流精礦摻入重介精煤，底流尾礦作為產(chǎn)品經(jīng)皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)供給矸石煤泥電廠；CSS粗煤泥分選機(jī)溢流和底流的振動篩篩下水、煤泥離心機(jī)離心液進(jìn)入煤泥水桶。見圖2CSS煤泥分選機(jī)工藝流程所示。

分選效果。祁東煤礦選煤廠在使用CCS粗煤泥分選機(jī)初期，預(yù)先脫除的煤泥經(jīng)水力旋流器分級后，底流部分進(jìn)入粗煤泥分選機(jī)，濃度在400g/L～600g/L，滿足入料條件。給定密度在(0.005g/cm3區(qū)間內(nèi)，CSS粗煤泥分選機(jī)實(shí)現(xiàn)排料閥自動開閉，精煤灰分控制在10.00%～10.50%之間，尾礦灰分隨入料性質(zhì)在40.00%～65.00%之間波動。

圖2 CSS煤泥分選機(jī)工藝流程

在煤泥水處理流程中，CSS粗煤泥分選機(jī)的溢流和底流，其弧形篩篩下水及煤泥離心機(jī)離心液又返回到煤泥水桶，存在著局部小循環(huán)，增加了次生煤泥量，造成CSS粗煤泥分選機(jī)入料中－0.25mm高灰細(xì)泥含量高達(dá)41.29%（見表1），部分高灰細(xì)泥隨CSS粗煤泥分選機(jī)的溢流進(jìn)入精煤產(chǎn)品中，影響了精煤質(zhì)量。在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，精煤灰分只能短期控制在10.00%～10.50%之間，隨后精煤灰分逐漸上升，最終穩(wěn)定在12.79%，不能作為精煤產(chǎn)品。

表1 CSS粗煤泥分選機(jī)入料小篩分試驗(yàn)數(shù)據(jù)

2.改造后的CSS煤泥分選機(jī)入料流程及分選效果

為降低－0.25mm高灰細(xì)泥對CSS粗煤泥分選機(jī)分選效果的影響，針對煤泥水局部小循環(huán)，水力分級旋流器底流夾細(xì)高等問題，祁東煤礦選煤廠技術(shù)人員將尾礦弧形篩篩下水及煤泥離心機(jī)離心液改為返回到濃縮壓濾系統(tǒng)，調(diào)整水力分級旋流器底流口并增大壓力。CSS煤泥分選機(jī)優(yōu)化改造后，入料中－0.25mm高灰細(xì)泥含量由41.29%下降到31.43%，+0.25mm煤泥分選效果良好，灰分僅為6.91%，精煤總體灰分是10.03%，滿足了精煤產(chǎn)品指標(biāo)要求。

三、經(jīng)濟(jì)效益及結(jié)論

祁東煤礦選煤廠脫泥后的原生煤泥，經(jīng)水力分級旋流器分級和脫水后，粗煤泥進(jìn)入中煤系統(tǒng)，產(chǎn)率為8.00%左右，灰分為30.87%，作為動力配煤銷售。但通過CSS煤泥分選機(jī)分選后，精礦回收率達(dá)41.71%，灰分10.00%～10.50%，其產(chǎn)品入進(jìn)重介精煤作為精煤銷售，改造后經(jīng)濟(jì)效益可增收1440萬元。

CSS粗煤泥分選機(jī)流程簡單，操作簡易，改變了原選煤系統(tǒng)中粗煤泥僅分級，而不分選的現(xiàn)狀，針對1～0.25mm的粗煤泥進(jìn)行有效分選，提高了精煤產(chǎn)率，增加了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，對采用原煤預(yù)先脫泥分選工藝，粗煤泥想得到有效分選的選煤廠具有借鑒意義。