張千軍

(神華新疆公司洗選中心機(jī)電設(shè)備辦,新疆烏魯木齊 830019)

淺析烏東選煤廠選煤工藝流程的確定

張千軍

(神華新疆公司洗選中心機(jī)電設(shè)備辦,新疆烏魯木齊 830019)

對(duì)烏東煤礦原煤粒度進(jìn)行分析，認(rèn)入洗最佳粒度范圍應(yīng)為200～13mm；在綜合對(duì)比各排矸設(shè)備利弊的基礎(chǔ)上，確定采用重介質(zhì)淺槽分選機(jī)處理+13mm的原煤，進(jìn)行排矸；針對(duì)采區(qū)原煤泥化現(xiàn)象，提出將煤泥分為粗煤泥和細(xì)煤泥，并采取相應(yīng)的工藝進(jìn)行回收。在此基礎(chǔ)上，確定了烏東煤礦選煤廠的分選工藝，并進(jìn)行了簡(jiǎn)要的闡述。生產(chǎn)實(shí)踐表明，該工藝流程在烏東煤礦選煤廠運(yùn)行效果較好，能夠達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)目的。

入選粒度 排矸 煤泥處理 分選工藝流程

1 入選原煤粒度分析

根據(jù)烏東煤礦原煤銷售可知,原煤經(jīng)篩分后+200mm的塊煤可直接供給民用;-200mm的原煤則可入選煤廠進(jìn)行分選,可確定入洗原煤粒度上限為200mm。將烏東煤礦原煤進(jìn)行篩分浮沉試驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,+13mm的原煤中含矸量較高,灰分可達(dá)為26．7～36．9%,故入選的塊煤需要進(jìn)行排矸;-13mm的原煤中灰分偏高,可達(dá)22．9%,若直接作為電煤使用,則不能夠滿足灰分含量要求。有上述分析可確定烏東選煤廠的入洗粒度下限為13mm。為了提高-13mm原煤質(zhì)量,可將25～13mm塊精煤進(jìn)行摻配,這樣可以相對(duì)降低其灰分,在滿足一定摻配比的條件下可作為電煤銷售。對(duì)烏東煤礦煤炭主要銷售對(duì)象進(jìn)行分析,可知周邊電廠、裝備集中供熱系統(tǒng)的大型企業(yè)或單位是烏東煤礦的烏東煤礦的主要銷售客戶,且這些客戶與烏東煤礦保持有較為穩(wěn)定的供給關(guān)系,末煤使用單位極少。由此可知,若將混煤產(chǎn)品作為烏東煤礦的主要銷售產(chǎn)品則是最為合理的,因此可確定烏東選煤廠入洗粒度范圍為200～13mm是最為合理的,13～0mm末煤不入洗,預(yù)留末煤洗選的可能性。

2 選煤方法的確定

由烏東煤礦原煤篩分沉浮試驗(yàn)可知,+13mm的原煤中含矸量較高,灰分可達(dá)為26．7～36．9%,故需要對(duì)該粒度級(jí)范圍的入洗原煤進(jìn)行排矸。對(duì)烏東煤礦原煤特性進(jìn)行分析,同時(shí)結(jié)合臨近礦井洗選經(jīng)驗(yàn),確定+13mm的原煤排矸可采用跳汰或重介分選兩種方式[1-2]。現(xiàn)對(duì)這兩種塊煤排矸方法利弊進(jìn)行分析：(1)動(dòng)篩跳汰排矸自動(dòng)化程度高,工藝簡(jiǎn)單易于操作,分選精度較高,且洗水可以實(shí)現(xiàn)循環(huán),可節(jié)約大量的水資源,同時(shí)基建投資、生產(chǎn)、維護(hù)成本較低;但動(dòng)篩跳汰排矸的缺點(diǎn)也較為明顯,即其入洗粒度下限較高,一般適合于+25mm的入洗原煤。(2)重介分選排矸的主要優(yōu)點(diǎn)是對(duì)入洗原煤適應(yīng)性較強(qiáng),入洗能力大,分選下限較低,同時(shí)可獲得較高精度的產(chǎn)品,且可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制,大型選煤廠多使用該工藝進(jìn)行排矸或者處理塊煤;其缺點(diǎn)是洗選排矸工藝較復(fù)雜,投資和運(yùn)營(yíng)成本較高,需配套相關(guān)設(shè)備較多。綜上分析,滿足烏東煤礦原煤粒度分選要求,同時(shí)考慮到入洗原煤煤質(zhì)的不穩(wěn)定性,決定采用重介分選對(duì)+13mm的原煤進(jìn)行排矸。

目前,我國(guó)選煤廠所用的重介分選設(shè)備主要有有重介斜(立)輪分選機(jī)和重介淺槽分選機(jī)兩種,前者優(yōu)點(diǎn)是分選精度較高,分選粒度級(jí)較寬,浮液循環(huán)量較小,缺點(diǎn)是存在塊煤過(guò)破碎現(xiàn)象,同時(shí)設(shè)備易于磨損,維修工程量較大;重介淺槽分選機(jī)除了能夠滿足高分選精度外,其分選工藝較簡(jiǎn)單,結(jié)構(gòu)緊湊,占地空間較小,分選粒度范圍為300～13mm,處理能力可達(dá)500t/h,重介淺槽分選機(jī)有代替重介斜(立)輪分選機(jī)的趨勢(shì)[3-4]。綜合上述分析,鑒于重介淺槽分選機(jī)的諸多優(yōu)點(diǎn),認(rèn)為烏東煤礦選煤廠選擇重介質(zhì)淺槽分選機(jī)處理+13mm的原煤較適合,能夠滿足粒度要求和精度要求。

3 煤泥回收工藝

受煤層賦存條件和水文地質(zhì)的影響,烏東煤礦部分采區(qū)原煤存在一定的泥化現(xiàn)象,煤炭泥化作用的結(jié)果便是細(xì)泥灰分較高,在原煤入洗過(guò)程中產(chǎn)生大量的煤泥,煤泥的增多直接影響到介質(zhì)的回收率和精煤產(chǎn)率。這些煤泥若得不到回收和利用,不僅使大量的煤炭損失,還會(huì)增加煤泥水處理負(fù)擔(dān),不利于提高選廠的綜合經(jīng)濟(jì)效益。分析認(rèn)為,烏東煤礦選煤廠應(yīng)對(duì)粗、細(xì)煤泥分別回收,其中回收所得粗煤泥可以按照合理配比摻入混煤中作為電煤銷售,對(duì)于難以回收的細(xì)煤泥可根據(jù)其灰分值進(jìn)行留或者棄。

3.1 粗煤泥回收

粗煤泥回收工藝和分選設(shè)備一直是我國(guó)選煤界研究的熱點(diǎn),其研究成果有效地推動(dòng)了粗煤泥回收水平的提高。目前,我國(guó)常見(jiàn)的粗煤泥分選設(shè)備有高頻篩、小直徑重介質(zhì)旋流器、加壓過(guò)濾機(jī)、TBS干擾床、煤泥篩網(wǎng)沉降離心機(jī)等,這些設(shè)備有著不同的適應(yīng)性[5-7]。高頻篩分選原生煤泥效果較好,適合于對(duì)粒度范圍要求較寬的單位;加壓過(guò)濾機(jī)具備單機(jī)處理大,產(chǎn)品水分低等優(yōu)點(diǎn),但對(duì)于泥化較嚴(yán)重的煤泥而言其處理能力和處理效果會(huì)相對(duì)較差;TBS干擾床分選機(jī)對(duì)于粗煤泥分選有著較好的效果,同時(shí)由于其占地小、易于維護(hù)、運(yùn)營(yíng)成本低、節(jié)省藥劑和重介質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用范圍有增大趨勢(shì),但該設(shè)備要求粒度范圍較窄,同時(shí)自動(dòng)檢測(cè)和控制系統(tǒng)不夠完善,難以保證精煤質(zhì)量和產(chǎn)率;煤泥篩網(wǎng)沉降離心機(jī)主要應(yīng)用于粗煤泥回收和精煤、尾煤脫水,該設(shè)備處理能力大、占地面積小、工藝簡(jiǎn)單,投資運(yùn)營(yíng)成本較低,分選效果較好。綜合考慮這幾種分選設(shè)備的利弊,同時(shí)結(jié)合烏東煤礦原煤自身特性,決定采用篩網(wǎng)沉降離心機(jī)進(jìn)行粗煤泥回收。

3.2 細(xì)煤泥回收

以往煤泥回收多采用板框式壓濾機(jī),這種壓濾機(jī)具有操作簡(jiǎn)單,濾餅含固率高等特點(diǎn),其缺點(diǎn)是連續(xù)性差,工作壓力較低,需要專人值守,濾布需定時(shí)人工清理。隨著壓濾機(jī)的快速發(fā)展,板框式壓濾機(jī)使用率已經(jīng)呈降低趨勢(shì),在其基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的快開(kāi)式隔膜壓濾機(jī)使用率有增大趨勢(shì)。快開(kāi)式壓隔膜壓濾機(jī)采用機(jī)、電、液一體化設(shè)計(jì)和制造,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理,操作方便,安全可靠程度較高,能夠?qū)崿F(xiàn)壓濾的自動(dòng)化,且能夠使濾餅水分降低至20%以內(nèi)。鑒于快開(kāi)式隔膜壓濾機(jī)的諸多優(yōu)點(diǎn),決定采用其來(lái)回收烏東煤礦細(xì)煤泥。

4 分選工藝流程

根據(jù)烏東煤礦原煤分選粒度的分析和選煤方法的確定,結(jié)合設(shè)計(jì)的煤泥回收工藝,確定烏東煤礦選煤廠分選工藝流程。烏東煤礦選煤廠分選工藝可簡(jiǎn)述為：原煤經(jīng)篩分后,+200mm產(chǎn)品揀除矸石后直接銷售,-200mm產(chǎn)品進(jìn)行分級(jí),分級(jí)所得-13mm產(chǎn)品摻入混煤,所得200～13mm產(chǎn)品經(jīng)脫泥篩后進(jìn)入重介質(zhì)淺槽分選機(jī)進(jìn)行排矸和洗塊煤,其中洗塊煤分為200～100mm洗大塊煤和100～25mm洗混中塊煤,25～1mm洗末煤經(jīng)離心脫水后摻入末原煤中,脫介后的矸石運(yùn)至矸石場(chǎng)地儲(chǔ)放;重介質(zhì)可經(jīng)磁選機(jī)回收,所得磁選尾礦進(jìn)入煤泥水處理系統(tǒng),磁選精礦返回合格介質(zhì)桶;煤泥水采用兩段濃縮、煤泥兩段回收的工藝流程,經(jīng)脫泥篩處理后的煤泥水進(jìn)入濃縮旋流器,底流經(jīng)離心機(jī)脫水后所得產(chǎn)品摻入混煤中,溢流進(jìn)入一段濃縮機(jī),底流經(jīng)篩網(wǎng)沉降離心機(jī)脫水可得粗煤泥;濃縮機(jī)濾液進(jìn)入二段濃縮機(jī),底流經(jīng)快開(kāi)式隔膜壓濾機(jī)壓濾脫水后可得細(xì)煤泥。

5 結(jié)語(yǔ)

自該選煤工藝應(yīng)用到烏東煤礦選煤廠生產(chǎn)中后,達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo),目前工藝運(yùn)行良好。入洗原煤粒度的分析和分選方法的確定是實(shí)現(xiàn)煤炭有效分選的前提和關(guān)鍵,煤泥的有效回收不僅有助于提高選煤廠的綜合經(jīng)濟(jì)效益,同時(shí)對(duì)于降低煤泥水處理壓力和環(huán)境保護(hù)也至關(guān)重要。實(shí)踐證明,設(shè)計(jì)的分選工藝適合于烏東煤礦煤質(zhì)分選要求,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,分選精度較高,且可在原煤煤質(zhì)出現(xiàn)波動(dòng)的情況下保證分選精度。

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Considered that the best particle size range is 200 ～13mm by the coal granularity analysis of wudong coal mine,determined that shoud adopt Dense Medium Separator to deal with the +13mm original coal and waste stone exhaust system，put forward recover coarse slime and fine slime individually based on the sludging phenomenon of mining area coal.Based on all of above,determined the separation technology of wudong mine coal preparation plant,and described the separation technology in a nutshell.The production practice shows that this separation technology is appropriate，achieve the desired objectinv.

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