李小樂，趙 杰，延海龍，白少龍

(唐山國選精煤有限責任公司，河北 唐山 063000)

榮輝選煤廠位于山西省長治市武鄉(xiāng)縣境內(nèi)，于2019年投產(chǎn)運行，是一座設計能力0.9 Mt/a的群礦型煉焦煤選煤廠。設計工藝為原煤采用無壓給料三產(chǎn)品重介旋流器分選、粗煤泥分級旋流器和螺旋分選機分選、細煤泥直接浮選的聯(lián)合工藝，入選原煤以鄰近的東莊煤礦3號焦煤為主，輔以周邊礦井的焦煤、貧瘦煤。

入選原煤質(zhì)脆易碎的特點使得原生煤泥量大，直接入浮濃度高，一次浮選精煤高灰細泥夾帶明顯，精煤和尾礦灰分較難兼顧。為了降低浮選精煤灰分，減少重介背灰，日常浮選生產(chǎn)中尾煤泥灰分偏低。為減少寶貴的煉焦煤資源浪費，提高企業(yè)經(jīng)濟效益，在對生產(chǎn)現(xiàn)狀分析和實驗室采樣試驗的基礎上，采用二次浮選(一段粗選，二段精選)工藝進行改造[1-4]。

1 生產(chǎn)狀況

選煤廠煤泥水處理原則工藝流程見圖1，浮選來料為精煤以及中煤、矸石磁選尾礦經(jīng)水力旋流器分級濃縮后的細粒煤泥水。

圖1 榮輝選煤廠煤泥水工藝流程

改造前原一次浮選環(huán)節(jié)選用1臺XJM-12(4室)浮選機，生產(chǎn)中浮選入料濃度在110～150 g/L，濃度偏高，且浮選入料中小于0.043 mm細粒物料含量高達40%～55%。浮選過程中細粒精煤泥與高灰細泥容易產(chǎn)生“罩蓋”夾帶，浮選入料、浮選精煤篩分試驗結(jié)果見表1、表2。

表1 浮選入料篩分試驗結(jié)果

表2 浮選精煤篩分試驗結(jié)果

由表1、表2可以看出，浮選入料濃度為144.17 g/L，其中小于0.043 mm細粒級物料占47.19%，浮選入料濃度高、細泥含量高。浮選精煤中大于0.043 mm粒級煤泥的綜合灰分為6.73%，產(chǎn)率為53.43%，小于0.043 mm細粒級煤泥灰分為16.06%，產(chǎn)率為46.57%。受小于0.043 mm細粒級浮選精煤分選精度低、灰分高的影響，整體浮選精煤灰分高達11.07%，高于目前生產(chǎn)出廠精煤灰分10%的要求。

改造前生產(chǎn)中各環(huán)節(jié)產(chǎn)品數(shù)質(zhì)量統(tǒng)計見表3，可以看出入選原煤質(zhì)脆易碎的特點使得原生煤泥和洗選過程中次生煤泥量很大，加上原煤整體回收偏低，使得浮選精煤占總精煤的權重高達29.35%。浮選精煤灰分偏高情況下勢必需要通過降低重介精煤灰分加以平衡，重介精煤灰分為8.43%，存在“背灰”現(xiàn)象，不利于精煤產(chǎn)率最大化。

表3 洗選產(chǎn)品組成

2 改造方案與實施

降低浮選入料濃度可改善浮選過程中高灰細泥夾帶情況[5-7]。本廠浮選入料平均濃度按125 g/L取，通過增加稀釋循環(huán)水的方法將濃度降低到80 g/L時，預計增加的稀釋水量為目前浮選入料礦漿量的56.25%，遠超目前車間現(xiàn)有浮選機以及循環(huán)水泵的額定負荷，因此采用該方法不可行。二次浮選(一段粗選，二段精選)在改善浮選精煤高灰細泥夾帶方面在行業(yè)內(nèi)已有諸多應用，該工藝中浮選入料首先進入一段浮選環(huán)節(jié)進行充分浮選，保證尾礦灰分，一次粗選精煤經(jīng)調(diào)漿后進入二段浮選機進行精選，保證精煤產(chǎn)品灰分[8-10]。

在實驗室中，選用本廠生產(chǎn)用浮選藥劑，通過小浮選試驗研究浮選入料多次浮選下降低精煤灰分的可行性。試驗參數(shù)控制：浮選入料濃度134.8 g/L，攪拌轉(zhuǎn)速1 850 r/min，充氣量0.25 m3/(m2·min)，捕收劑∶起泡劑=3∶1，結(jié)果見表4、表5。

表4 生產(chǎn)藥劑用量下多次浮選試驗結(jié)果

表5 充分加藥下多次浮選試驗結(jié)果

由表4、表5可以看出，目前生產(chǎn)浮選加藥量下，1次浮選精煤灰分為11.23%，尾礦灰分54.46%。經(jīng)過2次浮選，精煤灰分降低為6.61%，尾礦灰分49.72%，優(yōu)于生產(chǎn)實際指標。在充分加藥情況下，經(jīng)過1次浮選，精煤灰分16.36%，尾礦灰分78.12%，經(jīng)過2次浮選，精煤灰分降為12.30%，綜合尾礦灰分74.73%；經(jīng)過3次浮選，精煤灰分10.09%，綜合尾礦灰分70.62%；經(jīng)過4次浮選，精煤灰分8.53%，綜合尾礦灰分66.52%。2種加藥量下，通過增加浮選次數(shù)均能在兼顧浮選尾礦灰分的基礎上顯著降低浮選精煤灰分，尾礦產(chǎn)率隨浮選次數(shù)逐漸增加，尾礦以高灰細泥為主，說明采用二次浮改善本廠煤泥浮選指標在技術上是可行的。

結(jié)合車間工藝設備布置情況，確定的二次浮選改造方案為：在原車間二層磁選機南部空置跨間布置二次浮選機。生產(chǎn)中，車間原有一次精煤自流至一次浮選精煤轉(zhuǎn)排桶(布置在原車間建一層中矸磁尾桶旁邊)，通過轉(zhuǎn)排泵將一次浮選精煤給入二次浮選機，二次浮選精煤自留至原有浮選精煤桶。

3 改造效果與經(jīng)濟效益

3.1 改造效果

改造實施后，浮選指標改善明顯，改造前后浮選環(huán)節(jié)工藝指標對比見表6、表7?？梢钥闯觯焊脑旌笤诟∵x精煤灰分相當情況下，尾煤泥灰分由51.20%提高到63.82%，可燃體回收率由61.78%提高到78.14%，浮選完善指標由45.27%提高到57.92%。

表6 改造前后生產(chǎn)統(tǒng)計

表7 改造前后浮選工藝指標對比

3.2 經(jīng)濟效益

改造后產(chǎn)品數(shù)質(zhì)量統(tǒng)計見表8。

表8 二次浮選改造后洗選產(chǎn)品統(tǒng)計

結(jié)合表3、表8可知，改造后在保證綜合精煤灰分與現(xiàn)有水平9.48%相當情況下，綜合精煤回收率由26.80%增加到28.62%，精煤回收提高1.82個百分點。選煤廠年入洗原煤90 萬t，精煤市場價格1 500元/t，年增加精煤銷售收入為2 457 萬元。改造后年新增電費18萬元、維修及備件費用約5萬元，每年可為選煤廠增加經(jīng)濟效益2 434萬元。

4 結(jié) 語

武鄉(xiāng)榮輝選煤廠采用一段粗選、二段精選的二次浮選工藝改造是成功的，在保證浮選精煤灰分的前提下，提高了尾煤泥灰分和總精煤回收率，經(jīng)濟效益顯著。