悦昌煤业选煤厂工艺比选.pdf

2 0 1 6年第 1 期 ． 毯 燕夤 j} 技 1 8 5 悦 昌煤业选煤厂工艺比选 孙海滔 1 ． 中煤科工集团唐山研究院有限公司，河北 唐山0 6 3 0 1 2 ； 2 ． 河北省煤炭洗选工程技术研究中心，河北 唐山0 6 3 0 1 2 摘要通对悦 昌煤 业选煤 厂煤质特征及可选性进行 了分析和 对预 先排 矸、分级下限、脱泥入洗和混合入洗 、两段 两产品 重介旋流器分选和三产品重介旋流器分选、入料方式等的比选，确定了最佳的分选工艺。 关键词可选性分选 工艺 比选重介 旋流器 中图分类号T D9 4 2 文献标识码B d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ． i s s n ． 1 0 0 5 2 8 0 1 ． 2 0 1 6 ． O 1 ． 0 7 9 Pr o c e s s s e l e c t i o n o f c o a l p r e p a r a t i o n p l a n t o f Yu e Ch a n g Co a l S u n Ha i t a o 1 , 2 1 ． C C T E G T a n g s h a n R e s e a r c h I n s t i t u t e ， H e b e i T a n g s h a n 0 6 3 0 1 2 ； 2 ． He b e i P r o v i n c e C o a l C l e a n i n g E n g i n e e r i n g T e c h n o l o g y R e s e a r c h C e n t e r , H e b e i T a n g s h a n 0 6 3 0 1 2 Ab s t r a c t I n t h i s p a p e r , t h e Wa s h a b i l i t y a n d c h a r a c t e ris t i c s o f c o a l q u a l i t y o f the c o a l p r e p a r a t i o n p l a n t o f Yu e C h ang Co a l are a n a l y z e d ， b a s e d o n P r ee x c l u s i o n o f wa s t e ， Lo we r b o u n d ， mu d r e mo v a l a n d mi x e d i n wa s h ， t wo s t a g e tw o p r o d u c t d e n s e me d i u m c y c l o n e s o r t i n g and t h r e e p r o d u c t d e n s e me d i u m c y c l o n e s e p a r a t i o n and Fe e d i n g mo d e s e l e c t i o n t o d e t e r mi n e o p t i ma l p r o c e s s ． Ke y wo r d s wa s h a b i l i ty s e p a r mi o n p r o c e s s c o mp a ris o n an d s e l e c t i o n h e a v y me d i um c y c l o n e 悦 昌煤业选煤厂是一座处理能力为 2 ． 1 M 矿 井型炼焦煤选煤厂，随着煤炭加工和销售市场发生 了较大的变化 ，用煤企业对煤炭产品的质量要求 E t 趋严格 ，选煤企业的竞争更加激烈 ，工艺的合理选 择对选煤厂未来的发展和市场效益起到重要作用。 1 煤质特征及可选性 1 ． 1 煤质特征 悦 昌煤业选煤厂建成后入洗悦 昌矿井原煤 ，煤 源充足 ，煤质稳定 。原煤煤质特征为 1 原煤硫分为 0 ． 9 ％，属低硫分煤 ，原煤灰 分为 3 6 ． 8 7 ％，属中高灰分煤。 2 随着粒度 的减小 ，原煤灰分逐渐下降， 说明煤质较脆。 3原煤 中 5 0 n l l l l 级含量为 1 8 ． 1 2 ％，大块 矸石含量为 4 ． 4 2 ％，属于中含矸等级煤。 4原煤中 一 0 ． 5 mm级的产率 4 ． 7 9 ％，灰分 3 4 ． 5 5 ％，与相邻粒度级相 比灰分高。 收稿 日期2 0 1 5 0 8 2 5 作者简介孙海滔 1 9 7 9 一 ，男，河北平泉人 ，工程师，学士。 2 0 0 3 年毕业于太原理工大学矿物加工工程专业，现就职于中煤 科工集团唐山研究院有限公司，主要从事选煤厂设计工作。 1 ． 2煤的 可选性 由图 1 可以看出当分选密度为 1 ． 4 k 时，分 选密度下的 0 ． 1 含量为 3 3 ． 9 9 ％，属难选煤，其理论 精煤产率为 3 3 ． 9 9 ／0，灰分为 9 ． 3 1 ％。当分选密度为 1 ． 5 k g ／ l 时，分选密度下的 0 ． 1 含量为 2 7 ． 5 2 ％，属较难 选煤，其理论精煤产率为 5 0 ． 2 1 ％，灰分为 1 1 ． 6 6 ％。 满足选煤厂要求精煤灰分小于 1 0 ％时，原煤可 选性 属难选 煤 。 塞 蒸 霎 灰分 f ％ 图 1 5 0 ～ 0 ． 5 i n n l 综合原煤可选性 曲线 2 分选工艺的比选 2 ． 1 块原煤预先排矸采用动筛排矸与浅槽排矸比 1 8 6 童硝晨 斜枝 2 0 1 6 年 第 1 期 选 原煤中 5 0 to n i 级含量为 1 8 ． 1 2 ％，其中硫铁矿 含量 1 ． 1 7 ％，大块矸石含量 4 ． 4 2 ％，如果不采用预 先排矸 ，矸石进入主洗 ，影响后续系统处理能力。 目前较成熟的预先排矸有动筛排矸与浅槽排矸两种 方法 。 动筛排矸分选的粒度范围在 3 0 0 ～ 2 5 m n l ，粒度 上限比浅槽大，不需要增加介质系统，工艺比浅槽 简单 ，管理相对方便 ，投资成本、运行成本均比浅 槽低。但动筛排矸分选精度比浅槽低，矸石带煤量 比浅槽多 3 - 4 ％，设备维修量相对较大，对煤质适 应性 比浅槽差。 浅槽排矸分选的粒度范围在 2 0 0 1 3 ton i ，分选 精度较动筛高 ，设备维修量较低 ，自动化程度高 ， 对煤质适应性较动筛高。但粒度上限相 比动筛小 ， 同时增加了一套介质制备和回收系统，工艺相对复 杂 ，操作难度增加，生产成本较高，投资较高。 从长远考虑看，块原煤预先排矸应采用浅槽排 矸工艺 ， 不仅能适应煤质的可变性和市场的多变性 ， 而且能提高精煤回收率，减少精煤损失。 2 ． 2 浅槽预先排矸分选下限的选择 浅槽分选粒度范围为 2 0 0 ～ 1 3 mn l ，从该厂原煤 煤质资料中可以看出，1 3 r n n l 以上原煤量原煤含量 为 4 9 ． 3 7 ％，由于 1 3 n l I n分级的设备普遍分级效率 较低，入浅槽分选的原煤量在考虑到原煤分级筛的 分级效率等问题后将达 6 0 ％左右。如果浅槽分选如 果采用 1 3 mm下限，会使得浅槽选型增大，介质循 环量也相应增大，这导致原煤分级筛及介质回收设 备等相关设备选型的增大，使投资成本和运行成本 大大增加。同时考虑分级筛的分级效率等问题， 下 限的减小将会增大细粒级进入浅槽系统的概率，对 浅槽分选效果产生影响。况且该厂浅槽用于排矸 ， 并不作为最终产品，后续有主洗重介 ，降低分选下 限，其分选精度不如重介旋流器 ，造成资源重复洗 选 ，得不偿失。 该厂 5 0 mm原煤量为 1 8 ． 1 2 ％，如果下限选用 5 0 r n n l ，5 0 mm分级效率较高，不仅细粒级进入浅 槽系统概率将大大减少，而且可以大大缩小浅槽系 统规模，减少投资成本和运行成本。为此浅槽预先 排矸分选下限采用 5 0 mm分级为最佳。 2 ． 3 主洗 采 用跳 汰选 与重介 选 比较 选煤厂常用的选煤方法有跳汰选和重介选。该 厂原煤属难选煤 ， 且煤质易碎， 用跳汰选效率较差。 重介工艺有着精煤 回收率高、自动化程度高 、生产 管理方便、对煤质变化适应性强、产品结构灵活特 点 ，能够保证稳定的产品质量。所以设计应采用技 术先进 ，系统可靠的重介质选煤方法。 2 ． 4脱 泥入 洗和 混合入 洗 的 比较 脱泥人洗避免了煤泥在系统中的循环，适用于 原煤煤泥量大的煤质，对主洗作业介质回收系统中 的相关设备的处理能力得到提高。但脱泥人洗工艺 流程较复杂 ，煤泥处理环节相应增多，生产用水量 也相应增加，后续煤泥水处理成本及功耗也会大大 增加，增加了管理的难度。 混合入洗工艺简单，有利于降低厂房高度和体 积，节省功耗 ，对降低基建投资费用和生产运行成 本具有一定的优势。但由于采用宽级别分选 ，细粒 煤用大直径重介旋流器分选效果较差。由于该厂细 粒煤采用浮选工艺，且入洗原煤煤泥含量较低，最 大原生煤泥为 1 1 ． 6 ％，适量的煤泥有利于重介系统 的分选 ，克服了混合入洗的不利因素，所以设计采 用原煤} 昆 合人洗为宜 。 2 ． 5两段 两 产 品 重 介 旋 流 器分 选及 三 产 品 重 介 旋 流 器分 选 比选 2 ． 5 ． 1 工艺比较 两段两产品重介旋流器分选即主洗和再洗分别 设置，主洗与再洗重介旋流器可以根据煤质情况对 分选密度实现单独控制和调节，保证每段旋流器均 能实现高效分选，减少 了中煤 的损失和资源 的浪 费，且根据需要产品可以自由组合 ，较三产品灵活。 但两段两产品重介旋流器分选一段底流需要二次分 选，重复洗选的煤量加大 ，重介悬浮液循环量较三 产品大很多，使得次生煤泥量加大，加重了后续介 质系统及煤泥水处理系统的负担，工艺较三产品复 杂，增加了运行管理成本。 三产品重介旋流器通过较低的悬浮液密度可以 直接分选出精、中、矸三种产品，不需要重复洗选 ， 工艺系统相对简单 ，次生煤泥量相对较少。但二段 悬浮液无法实现 自动控制，而且一段处理能力受二 段 的限制 ，无法对 中煤 和矸石进行精 确 的分选 ，造 成中煤的损失和资源的浪费。 2 ． 5 ． 2效益 比较 采用两段两产品分选较三产品分选多增加投资 约 1 5 0 0 万元 ， 包括合格介质泵、 密控系统、 介质系统、 脱介筛、磁选机、旋流器及供电系统等增加设备的 费用以及厂房面积增大的基建投资及生产运行费用 下转第 l 8 9页 2 0 1 6 年第 1 期 东 娃茬 钟 技 1 8 9 囹 1液 压 支 架 的顶 梁主 筋 对一些长宽比较大的窄长条形零件，编套时还 可考虑采用留 “ 断点”或 “ 桥”切割法。就是在窄 长条形零件的切割长边方向上设置几个暂不切割点 或几段 ，这几个点或段在切割过程中将零件与钢板 连为一个整体 ，待其他部分切割完后 ，再切开这几 个点或段。这样可减小零件在长度方向上的收缩变 形 。 2 异形件 的减少变形 的切 割工艺 。 如某支架的一零件 ，图2示。正常如图 2编辑 、 切割会产生尺寸超差变形 ，保证不了零件尺寸。因 此，如图 3示，在零件槽内加两根 2 0 m m 的筋 ，待 零件全部切割完毕后，再把两根筋切割掉。这样 ， 便减少了零件的热变形 ，保证了切割尺寸。 图 2零件示 意图 图 3零 件 槽 内加 两 根 2 0 mm 的 筋 4结论 切割热变形的防止措施应在编套图纸之前就考 虑好、设定好。根据零件的形状与尺寸，预先分析 其可能出现的变形形式及尺寸误差 ，在编套中有针 对性地选择编套方案 ，在切割中有 目的地调节各项 参数。采取切实可行的防止手段，把变形量有效地 控制在所允许的公差范围之内，最大化地减少了废 品的出现。切割变形是一个相当复杂的过程，只有 经过长期不断地摸索规律， 在 日常工作中总结经验 ， 才能在数控切割下料这一环节中进一步完善防止和 减少切割变形方法，使数控切割机的集中下料真正 实现安全 ，可靠 、高效 、优质。 上接 第 1 8 6页 等。但通过计算发现采用两段两产品在重介精煤产 率一定的情况下 中煤产率较三产品提高 5 ． 9 1 ％，中 煤每年提高产量 l 2 ． 4 1 万 t 。中煤按 2 5 0元 ／ t 计算可 以增加 3 1 0 2 ． 5 万元收入 ，带来的效益远远大于增加 的投资。 从长远考虑看 ，采用两段两产品主再洗分选工 艺，不仅可以提高企业的经济效益，而且减少资源 的浪费 。 2 ． 6 有压入料与无压入料比选 有压入料是原煤与重介悬浮液混合后 由泵以一 定的压力给人旋流器。由于是通过泵人料，可以有 效降低楼层高度 ，减少投资成本，而且对细粒煤的 分选较无压人料效果好。但通过泵输送物料，因离 心泵的高速旋转对浸泡过的煤和矸石有较强的撞击 破碎作用和泥化作用 ，导致次生煤泥量增加，同时 加大了对管路及设备的磨损程度。介质泵还容易堵 塞 ，造成生产事故，影响生产。 无压人料是重介悬浮液及原煤分别进入旋流 器 ，重介悬浮液由泵以一定的压力沿重介旋流器切 线方向给人 ，原煤由旋流器上部入料 口自然落人， 可以避免渣浆泵高速旋转对煤的破碎和泥化作用。 但厂房高度增加，投资相应增加。 结合有压和无压人料的优缺点及煤质情况，主 洗重介旋流器采用无压人料，再洗重介旋流器采用 有压人料较为合理。 3结论 通过对悦昌煤业选煤厂煤质特性及可选性的分 析以及上述多种分选方法的比选，确定该选煤厂的 最佳分选工艺为 2 0 0 ～ 5 0 m l n原煤采用浅槽预先排 矸分选 ，5 0 - 0 ． 3 mm原煤采用两段两产品重介旋流 器分选主再洗分选工艺 ，主洗采用无压人料 ，再洗 采用有压人料，0 ． 3 ～ 0 mm采用浮选工艺 ，尾煤浓 缩压滤，全厂洗水实现 闭路循环。此工艺不仅能 够根据需要生产出不同的产品 ，产品结构具有很 大的灵活性 ，确保各产品满足产率最大化及效益 最大化的原则， 而且能适应将来煤质的不断变化， 为选煤厂的发展提供了广阔的天地。 【 参考文献 】 [ 1 ] G B ／ T 1 6 4 1 7 1 9 9 6 ． 中国煤炭可选性评定标准 [ S ]． [ 2] 郭锋宾 ． 悦 昌选煤厂重介分选工艺的设计与选 择 ． 煤炭加工与综合利用，2 0 1 2 32 7 2 9 ． [ 3] 李慧 ． 有压两段 两产品旋流器分选工艺探讨 ． 煤 炭技术 2 0 1 5 ．3 4 1 3 3 6 3 3 7 ．