王文賓，劉加強(qiáng)

(潞安化工集團(tuán) 常村煤礦選煤廠，山西 長治 046000)

1 選煤廠概述

常村煤礦選煤廠是隸屬于潞安化工集團(tuán)的一座現(xiàn)代化礦井型選煤廠，處理能力為6.00 Mt/a(重介、跳汰分選系統(tǒng)分別為3.00 Mt/a)，煤種為貧煤。礦井原煤小于0.5 mm煤泥含量為9.884%，50～0.5 mm粒級煤泥含量為1.128%。浮選工藝采用4臺XJM-S28-4 型浮選機(jī)，處理干煤泥能力55 t/h，浮選精煤采用加壓過濾機(jī)回收，濾布孔徑為120目；浮選精煤濾液直排入濃縮機(jī)，閉路循環(huán)；跳汰機(jī)用水為濃縮機(jī)溢流循環(huán)水，洗水通過撈坑處理細(xì)顆粒物料，撈坑溢流直排入濃縮機(jī)閉路循環(huán)；濃縮機(jī)底流由KXGZ-550/200U型板框壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離，自投運(yùn)以來，板框壓濾煤泥灰分持續(xù)偏低。為了進(jìn)一步挖掘煤泥潛力，提升生產(chǎn)效益和技術(shù)水平，選煤廠在煤泥回收工藝上進(jìn)行探索和改進(jìn)，通過采取加壓過濾機(jī)濾液水閉路回收和撈坑溢流水工藝管道改造措施，最終實(shí)現(xiàn)對煤泥灰分的有效控制，提高了精煤產(chǎn)量，有效促進(jìn)了該廠降本增效工作的開展[1-2]。

選煤廠在日常生產(chǎn)工作中發(fā)現(xiàn)板框壓濾煤泥灰分持續(xù)偏低問題，煤泥平均灰分為23%左右。煤泥組分主要來自浮選尾礦、TBS尾煤高頻篩篩下水、跳汰撈坑溢流、加壓過濾機(jī)濾液水和板框壓濾機(jī)濾液水，其中浮選尾礦平均灰分為65%，TBS尾煤高頻篩篩下水平均灰分為39%，跳汰撈坑溢流平均灰分為16%，加壓過濾機(jī)濾液水平均灰分為9%，板框壓濾機(jī)濾液水平均灰分為33%。對煤泥灰分造成直接影響的是跳汰撈坑溢流和加壓過濾機(jī)濾液水，撈坑溢流中所含1 mm以下低灰細(xì)顆粒物料較多，加壓過濾機(jī)濾液水中所含物料基本為浮選精煤[3-4]。

2 低灰物料回收工藝的調(diào)整

經(jīng)現(xiàn)場調(diào)研分析，確定了撈坑溢流和加壓過濾機(jī)濾液水中的低灰細(xì)顆粒物料是造成煤泥灰分持續(xù)偏低的主要原因。在工藝流程中缺少對撈坑溢流中低灰物料的回收環(huán)節(jié)，加壓過濾機(jī)濾液水的處理亦未考慮120目以下細(xì)顆粒物料的進(jìn)一步回收，造成低灰物料直接進(jìn)入濃縮機(jī)形成底流煤泥[5]。原工藝流程如圖1所示。

圖1 原工藝流程

針對以上問題，選煤廠在煤泥水處理工藝上進(jìn)行調(diào)整，將撈坑溢流轉(zhuǎn)排至原生煤泥處理系統(tǒng)，經(jīng)分級旋流器分級后，由粗煤泥分選機(jī)和浮選機(jī)對其中的低灰物料進(jìn)行回收；將加壓過濾機(jī)濾液水轉(zhuǎn)排至浮選機(jī)礦漿預(yù)處理器中，由浮選機(jī)對其中的浮選精煤進(jìn)行再回收，提高浮選精煤回收率，不但避免加壓過濾機(jī)濾液水中浮選精煤的浪費(fèi)，同時也利用了加壓過濾機(jī)濾液水中殘存的浮選藥劑[6-7]。改進(jìn)工藝流程如圖2所示。

圖2 改造后工藝流程

3 改造具體措施

在加壓過濾機(jī)濾液池處安裝濾液轉(zhuǎn)排泵1臺，敷設(shè)專用管路至浮選機(jī)礦漿預(yù)處理器，加壓過濾機(jī)濾液水經(jīng)過收集池收集后由濾液轉(zhuǎn)排泵轉(zhuǎn)排至浮選系統(tǒng)回收其中的低灰精煤，實(shí)現(xiàn)加壓過濾機(jī)濾液水中的低灰細(xì)顆粒煤泥全部回收至精煤中，同時利用了濾液中的殘存浮選藥劑，降本增效[8-9]。

撈坑溢流改造中，將原有的撈坑溢流轉(zhuǎn)排管道進(jìn)行改制，增設(shè)1條通向原生煤泥筒的管路，通過閥門切斷撈坑溢流通向濃縮機(jī)的管路流向，撈坑溢流經(jīng)管路進(jìn)入轉(zhuǎn)排桶，一部分作為跳汰洗選系統(tǒng)選前脫泥篩的沖水、一部分直接進(jìn)入跳汰系統(tǒng)對應(yīng)的原生煤泥桶，實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)，杜絕撈坑溢流直接進(jìn)入濃縮池，造成精煤浪費(fèi)[10]。

圖3 改造示意

4 應(yīng)用效果分析

4.1 精煤產(chǎn)量提升

加壓過濾機(jī)濾液水改造：轉(zhuǎn)排泵處理能力80 m3/h，工作效率70%，濾液水濃度60 g/L，平均每天運(yùn)行16 h，改造后每天多回收精煤約53.76 t；撈坑溢流改造：溢流水流量800 m3/h，工作效率70%，溢流濃度30 g/L，跳汰系統(tǒng)平均每天運(yùn)行5 h，每天多回收精煤約8.4 t。上述改造每年可多回收精煤約2萬t，直接經(jīng)濟(jì)效益可達(dá)1 000萬元以上。

4.2 煤泥灰分得到有效控制

改造前，煤泥產(chǎn)品灰分偏低，平均灰分為23%。改造后煤泥產(chǎn)品質(zhì)量得到了有效控制，灰分提高到33.19%，且隨著改造系統(tǒng)的持續(xù)投運(yùn)，煤泥產(chǎn)品灰分呈現(xiàn)逐漸上升趨勢[11-12]。

圖4 煤泥灰分變化曲線

4.3 煤泥水質(zhì)量得到有效控制

改造后濃縮機(jī)溢流的濃度由原來的30 g/L降至10 g/L，循環(huán)水的質(zhì)量明顯提升，有效地保證了選煤生產(chǎn)用水水質(zhì)需求；壓濾機(jī)壓濾物料周期由21 min提升至67 min，說明由于撈坑溢流直排入濃縮機(jī)所造成的粗顆粒煤泥量明顯減少；同時，在實(shí)現(xiàn)了加壓過濾機(jī)濾液水閉路回收后，因浮選藥劑造成的濃縮池水面泡沫積聚現(xiàn)象基本消失[13]，如圖5所示。

圖5 改造前、后濃縮池表面泡沫積聚情況對比

5 結(jié) 語

從常村煤礦選煤廠煤泥特性、選煤工藝管理、固液分離設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)狀以及工藝技術(shù)改造等方面進(jìn)行深入研究，結(jié)合現(xiàn)場的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，對煤泥灰分持續(xù)偏低的問題及其精益管控措施進(jìn)行了總結(jié)和評價。選煤廠所采取的加壓過濾機(jī)濾液水閉路回收和撈坑溢流水工藝管道改造措施，直接高效地解決了煤泥灰分低的問題，實(shí)現(xiàn)了精煤產(chǎn)量提升的經(jīng)濟(jì)效益和煤泥水質(zhì)量管控的環(huán)境效益，完善了細(xì)粒級煤的分選工藝，大幅提升分選效能并實(shí)現(xiàn)噴吹煤資源回收利用優(yōu)化，但煤泥質(zhì)量精益管控仍有可提升空間，還需進(jìn)一步加強(qiáng)過程管控，以達(dá)到資源利用最大化。