李海軍

(1.中煤科工集團唐山研究院有限公司，河北 唐山 063012； 2.河北省煤炭洗選工程技術研究中心，河北 唐山 063012)

近年來，由于地質(zhì)條件的變化以及采煤機械化程度的提高，原煤中細粒級的含量逐漸增加，隨著大直徑重介質(zhì)旋流器的開發(fā)和應用，重介分選下限也隨之提高，因此為了提高產(chǎn)品回收率，加強對選煤廠細粒煤的處理十分重要[1-3]。

重慶松藻白巖選煤廠是一座處理能力為3.0 Mt/a的大型群礦型動力煤選煤廠，選煤廠主要入選松藻煤電集團石豪和逢春煤礦高灰、高硫、中發(fā)熱量的3#無煙煤，洗選工藝為：>50 mm粒級原煤采用動篩排矸后，50～6 mm粒級采用重介質(zhì)旋流器分選，<6 mm粒級直接作為電煤產(chǎn)品，煤泥水采用濃縮壓濾工藝處理。

1 煤質(zhì)特征

白巖選煤廠主要入洗石豪煤礦6#、7#、8#煤層和逢春煤礦6#、7#、8#煤層原煤。各煤層原煤按比例綜合后，原煤粒度組成見表1，<0.5 mm粒級粉煤小篩分試驗結果和全廠煤泥分析結果見表2—表3。

表1 原煤粒度組成表

表2 粉煤小篩分試驗結果

表3 煤泥特性分析結果

由表1可知，隨著粒度的減小，灰分和硫分呈降低趨勢，表明此煤質(zhì)較脆，<6 mm粒級煤泥為45.13%，灰分為24.78%，硫分為3.65%，<3 mm粒級煤泥產(chǎn)率為29.99%，灰分為22.81%，硫分為3.39%，表明細粒級含量較大，且硫分、灰分均不高，由于發(fā)熱量滿足要求，因此可采用原煤干法分級，將細粒級原煤直接作為電煤產(chǎn)品[4-5]。

由表2和表3可知，選煤廠總煤泥量高達25.51%，洗選系統(tǒng)設有弛張篩，篩分效率為70%～80%，因此，實際進入濃縮池的煤泥量只有部分原生煤泥以及次生、浮沉煤泥，煤泥量約為70 t/h。

2 原設計煤泥水系統(tǒng)

選煤廠產(chǎn)品主要作為發(fā)電用煤，對硫分和發(fā)熱量兩項指標有一定的要求，當發(fā)熱量達到電廠用煤要求，且硫分<3.5%時，原則上均應回收為電煤產(chǎn)品[6-8]。為了提高產(chǎn)品回收率，選煤廠選用兩臺6 mm弛張篩，采用原煤干法分級+重介質(zhì)分選的工藝，部分煤泥直接作為電煤產(chǎn)品。煤泥水系統(tǒng)的設備選型見表4，原設計煤泥水系統(tǒng)流程如圖1所示。由圖1可知，進入主洗系統(tǒng)的煤泥，經(jīng)磁選后進入磁尾桶，然后經(jīng)濃縮分級旋流器組+振動弧形篩+煤泥離心機回收粗煤泥，并作為電煤產(chǎn)品，<0.3 mm粒級的煤泥隨濃縮旋流器組溢流、振動弧形篩的篩下水、煤泥離心機的離心液進入濃縮機，經(jīng)濃縮機沉淀后，濃縮機底流經(jīng)泵輸送至壓濾機脫水成為煤泥產(chǎn)品，濃縮機溢流和壓濾機的濾液作為循環(huán)水[9-10]。

表4 煤泥水系統(tǒng)設備選型表

圖1 原設計煤泥水系統(tǒng)流程圖Fig.1 Process flowsheet of the slurry system originally applied

3 改造后的煤泥水系統(tǒng)

由于重慶地區(qū)雨水較多，原煤采用露天堆放，再加上石豪、逢春煤礦原煤為3#無煙煤，原煤煤泥量較大，當雨季來臨時，原煤堆放易結團，弛張篩篩分效率明顯下降，煤泥進入洗選系統(tǒng)后，經(jīng)過各級設備的振動、泵的輸送，結團的煤泥將松散，系統(tǒng)煤泥量明顯增多[11]。為了減輕煤泥水系統(tǒng)負荷，減少壓濾機的入料量，將濃縮機的底流返回振動弧形篩再次進行隔粗，改造后的煤泥水系統(tǒng)流程如圖2所示。

圖2 改造后煤泥水系統(tǒng)流程圖

4 應用效果

改造優(yōu)化前、后系統(tǒng)的工藝參數(shù)及生產(chǎn)指標對照結果見表5。

表5 改造前、后工藝參數(shù)及生產(chǎn)指標對照表

由表5可知，將濃縮機底流再次隔粗后，合格介質(zhì)密度在1.30～1.35 g/cm3范圍內(nèi)，加介后密度上升困難。隨后電廠用煤指標以及原煤煤質(zhì)發(fā)生變化，原煤分級篩的篩縫從6 mm調(diào)整到11 mm，進入洗選系統(tǒng)的煤泥量大幅度減少，此時將濃縮機底流再隔粗系統(tǒng)關閉，回歸到原設計的工藝流程，選煤廠的生產(chǎn)情況有所改變，合格介質(zhì)桶的密度從1.30 g/cm3調(diào)到了1.55 g/cm3,最高可達1.60 g/cm3，循環(huán)水濃度也隨之下降，系統(tǒng)進入了正常的生產(chǎn)狀態(tài)。

通過這一改變可以看出，將濃縮機底流返回至粗煤泥回收系統(tǒng)再次回收部分粗煤泥，以此來降低壓濾機負荷的方案不可取[12-13]。分析原因有以下幾點：①濃縮機要求能實現(xiàn)兩級沉降，僅采用一級濃縮難以實現(xiàn)底流既隔粗又可送至壓濾機的功能。②壓濾機的入料粒度變小，降低了壓濾效果，濾液濃度升高使得循環(huán)水濃度升高，進而導致加介過程中煤泥量增大，合介密度升高困難[14-16]。③粗煤泥重新回收后，入濃縮機的煤泥粒度變小，延長了顆粒的沉降時間。④濃縮機中添加的藥劑量過大。

5 結語

在選煤廠工藝設計中，煤泥水兩段濃縮工藝得到了越來越多的應用，一級濃縮采用沉降過濾式離心機回收粗煤泥，二級濃縮采用壓濾機作為回收細煤泥設備，有效提高了煤泥水系統(tǒng)的處理能力，但若選煤廠未設計兩級濃縮，不推薦將濃縮機底流返回粗煤泥回收系統(tǒng)再次隔粗，盲目修改煤泥水處理工藝流程，易帶來合介密度紊亂、煤泥水澄清困難以及介耗、藥耗升高等一系列問題，影響選煤廠生產(chǎn)指標的穩(wěn)定。

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