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叠层高频筛脱除高灰细泥的可行性分析 宁石茂 西山煤电集团有限公司 屯兰选煤厂, 山西 古交 030200 摘 要 由于屯兰选煤厂粗煤泥 TCS 分选精矿中高灰细泥含量大, 造成粗精煤泥灰分过 高, 导致重介主洗系统降低分选密度为之 “背灰”, 制约精煤产率提高。 通过利用叠层高频筛 对 TCS 精矿进行脱泥试验, 结果表明, 采用叠层高频筛代替弧形筛可有效减轻 TCS 精矿中的高 灰细泥夹带, 解决重介系统 “背灰” 问题。 并预测采用该工艺后粗精煤泥灰分可降低至 10. 5 以下, 精煤产率提高 1. 48, 经济效益明显。 关键词 选煤厂; 粗精煤; 叠层高频筛; TCS 分选机; 工艺研究 中图分类号 TD941. 3 文献标识码 A 文章编号 1005-8397202008-0045-03 收稿日期 2020-02-12 DOI 10. 16200/ j. cnki. 11-2627/ td. 2020. 08. 013 作者简介 宁石茂1984, 男, 山西稷山人, 2007 年毕业于中国矿业大学矿物加工工程专业, 工学学士, 西山煤电集团有限公司屯兰 选煤厂洗煤车间生产主任, 工程师。 引用格式 宁石茂. 叠层高频筛脱除高灰细泥的可行性分析 [J]. 煤炭加工与综合利用, 20208 45-47. 1 存在问题 屯兰选煤厂隶属于山西焦煤西山煤电集团有 限责任公司, 是一座矿井型炼焦煤选煤厂, 设计 处理能力 4. 0 Mt/ a。 选煤工艺为重介浅槽预排矸 预先脱泥无压三产品重介质旋流器分选 TCS 粗煤泥分选浮选的联合工艺[1,2]。 粗煤泥分选系统工艺简述[3-5] 原煤经预先脱 泥筛脱泥后, 筛下煤泥水经 FX9002 型煤泥水旋 流器进行分级处理, 其溢流进入浮选系统, 底流 自流进入 2 台 TCS 粗煤泥分选机, TCS 尾煤进入 重介系统的中煤脱水系统脱水处理后, 掺入中煤 产品; TCS 溢流自流进入 TCS 精矿桶, 由 3227 渣 浆泵转载输送至旧车间精煤泥池; 再由 3228 渣浆 泵输送至 1 台 FX850 型旋流器进行分级处理后, 溢流进入浮选系统, 底流进入弧形筛和煤泥离心 机脱水、 脱泥处理后作为粗精煤, 掺入精煤系统, 弧形筛筛下水和煤泥离心机离心液进入浮选系 统[6-7]。 现有系统技术检查结果见表 1。 目前屯兰选煤厂生产 12 级精煤, 灰分小于 11. 0。 从表 1 可以看出, 由于粗精煤泥灰分基 本维持在 12 13. 5, 灰分偏高且不稳定, 导 致最终精煤灰分超标。 现场为保证最终精煤灰 分, 不得不采取降低重介系统分选密度和 TCS 粗 煤泥分选密度的措施, 从而导致了重介系统精煤 “背灰” 和 TCS 尾矿损失精煤的问题, 造成经济 效益损失。 同时由于分选工艺复杂, 分级浓缩旋 流器受压力、 入料池液位、 人工操作、 旋流器磨 损等因素影响, 造成旋流器溢流跑粗, 分选效果 不佳, 能耗高。 表 1 2019 年 5 月 4 日屯兰选煤厂洗煤车间生产报表 时间 主 A 系统 灰分/ 主 B 系统 灰分/ 浮选精煤 灰分/ TCS 粗精 煤灰分/ 最终精煤 灰分/ 6 3010. 1510. 3810. 813. 6211. 73 7 0010. 1210. 2810. 5913. 4811. 35 7 3010. 2310. 0110. 3913. 2811. 32 8 0010. 059. 9810. 4512. 8511. 50 8 309. 619. 3510. 811. 9510. 68 2 试验研究 为验证目前粗煤泥分选系统的分选效果, 合 理制定解决方案, 屯兰选煤厂委托威海市海王旋 流器有限公司技术中心进行了试验分析。 试验数 据见表 2表 4。 由表 2 可知, 弧形筛筛上产品总灰分为 15. 31, 其中的主导粒级为大于 0. 5 mm 和 0. 5 54 煤炭加工与综合利用 No. 8, 2020 COAL PROCESSING 大于 0. 25 mm 粒级灰分为 9. 06, 随 着粒度减小, 灰分呈升高趋势; 0. 150. 074 mm 粒级和小于 0. 074 mm 粒级含量分别为 7. 30和 10. 30, 其灰分分别为 34. 58和 45. 06, 这 是由于弧形筛难以高效脱除小于 0. 15 mm 粒级高 灰细泥, 从而造成粗精煤灰分偏高。 表 2 弧形筛筛上物小筛分实验结果 粒级/ mm 产率/ 灰分/ 筛上累积/ 产率灰分 筛下累积/ 产率灰分 0. 542. 70 7. 8042. 707. 80100. 0015. 31 0. 50. 2531. 9010. 8474. 609. 1057. 3020. 91 0. 250. 157. 8017. 4282. 409. 8925. 4033. 56 0. 150. 0747. 3034. 5889. 7011. 9017. 6040. 71 -0. 07410. 30 45. 06100. 0015. 3110. 3045. 06 合计100. 0015. 31 表 3 363B 胶带上粗精煤的小筛分实验结果 粒级/ mm 产率/ 灰分/ 筛上累积/ 产率灰分 筛下累积/ 产率灰分 0. 546. 22 7. 6446. 227. 64100. 0012. 47 0. 50. 2538. 2110. 7784. 439. 0653. 7816. 63 0. 250. 156. 3518. 0590. 789. 6915. 5731. 01 0. 150. 0744. 1832. 2294. 9610. 689. 2239. 93 -0. 0745. 04 46. 33100. 0012. 475. 0446. 33 合计100. 0012. 47 由表 3 可知, 粗精煤产品总灰为 12. 47, 经煤泥离心机脱水后, 粗精煤泥中的 0. 15 0. 074 mm 粒级和小于 0. 074 mm 粒级含量有所降 低, 但仍分别高达 4. 18和 5. 04, 其灰分分别 为 32. 22和 46. 33, 从而造成粗精煤灰分偏 高。 如果有效脱除小于 0. 15 mm 粒级高灰细泥, 即可获取灰分低于 10. 0的合格粗精煤泥。 表 4 TCS 粗煤泥分选机尾煤的浮沉实验结果 密度级/ gcm - 3 产率/ 灰分/ g 筛上累积/ 产率灰分 筛下累积/ 产率灰分 -1. 37. 82 6. 997. 826. 99100. 0043. 58 1. 31. 412. 5511. 5520. 379. 8092. 1846. 68 1. 479. 63 52. 22100. 0043. 5879. 6352. 22 合计100. 0043. 58 为降低粗精煤灰分, 现场不得不降低 TCS 粗 煤泥分选机的分选密度和顶水流量, 从而造成 TCS 粗煤泥分选机尾矿中损失了部分精煤产品。 由表 4 可知, TCS 粗煤泥分选机尾矿灰分为 43. 58, 其中小于 1. 4 kg/ L 密度级含量可达 20. 37, 灰分仅为 9. 80, 大量低灰精煤损失 至底流产品中, 严重影响了选煤厂的综合经济 效益。 3 解决方案 针对选煤厂粗煤泥系统存在的问题, 建议现 场采用高效分级设备[2] ZKJ1007-D5 型叠层 高频筛, 对粗煤泥系统进行改造, 以提高分级效 率, 在保证粗精煤泥灰分的前提下, 提高重介主 洗系统分选密度和 TCS 粗煤泥分选机[3-5]的分 选密度和顶水流量, 从而提高全厂精煤产率和综 合经济效益。 4 分级效果预测 结合推荐的工艺, 对粗精煤泥脱泥效果进行 了计算, 结果见表 5表 7。 表 5 叠层细筛入料粒度组成 粒级/ mm 产率/ 灰分/ 筛上累积/ 产率灰分 筛下累积/ 产率灰分 0. 530. 617. 2427. 28. 03100. 0017. 83 0. 50. 2530. 529. 1562. 328. 6472. 8021. 49 0. 250. 1521. 8214. 7475. 299. 2937. 6833. 03 0. 150. 0745. 6629. 7790. 4012. 8624. 7143. 87 0. 539. 77. 2439. 707. 24100. 0010. 03 0. 50. 2547. 079. 1586. 778. 2860. 3011. 87 0. 250. 158. 1114. 7494. 888. 8313. 2321. 54 0. 150. 0743. 8329. 7798. 719. 645. 1232. 31 0. 51. 667. 241. 667. 24100. 0027. 86 0. 50. 255. 699. 157. 358. 7298. 3428. 21 0. 250. 1522. 9014. 7430. 2513. 2892. 6529. 38 0. 150. 074 39. 1729. 7769. 4222. 5869. 7534. 19 0. 07430. 5839. 85100. 0027. 8630. 5839. 85 合计100. 0027. 86 64 煤炭加工与综合利用2020 年第 8 期 ChaoXing 对测算结果进行分析, 计算筛上产率为 75. 21, 筛下物产率为 24. 79, 筛上物灰分为 10. 03, 对比入料灰分, 灰分下降 4. 42。 5 效益分析 本次改造的效益点主要体现在以下 3 方面 1ZKJ1007-D5 叠层高频振动筛属于精细分 级设备, 分级效率高达 85 90。 采用该设备 对粗煤泥系统进行改造, 使工艺更加灵活, 从而 最大限度回收粗精煤泥产品。 根据现场考察得知, 目前主洗精煤灰分约为 10. 0, 经改造后, 主洗精煤可不必再为粗精煤 泥 “背灰”, 主洗精煤灰分可提高至 10. 5, 从 而提高了重介主洗精煤产率。 依据屯兰选煤厂入 洗原煤的煤质资料, 当重介主洗精煤灰分由 10. 0提高至 10. 50时, 理论精煤产率[4]可由 25. 85提高至 27. 33, 增幅为 1. 48, 无压三 产品重介质旋流器的数量效率按 95计算, 屯兰 选煤厂原煤量按 700 t/ h 计算。 则每小时可多回收精煤量 700t/ h1. 48 959. 84t/ h。 生产制度按每天 16 h, 每年 330 d 计算, 则 每年可多回收精煤量 9. 84t/ h16h330d 51955. 2t。 精煤与中煤差价按 1 000 元/ t 计算, 则每年 可产生经济效益 51955. 2t0. 1 万元/ t5195. 52 万元。 2采用 ZKJ1007-D5 型叠层高频振动筛可 最大限度脱除 TCS 粗煤泥分选机溢流产品中的高 灰细泥, 降低粗精煤泥灰分。 由表 4 可知, 目前 TCS 粗煤泥分选机底流产品中的精煤含量高达 20. 37, 造成了合格精煤产品的严重损失, 采 用 ZKJ1007-D5 叠层高频振动筛对粗煤泥分选系 统[8-9]进行改造后, 可在保证粗精煤泥灰分不超 标的前提下, 提高 TCS 粗煤泥分选机的分选密度 和顶水流量, 降低底流产品中的精煤损失。 3改造完成后, 可拆除 3229 旋流器 1 台、 3228 泵入料泵1 台、 220 kW 电机1 台、 4 台弧形 筛。 年节约电费约 37. 02 万元。 6 结 语 粗精煤泥夹带高灰细泥是选煤厂粗煤泥分选 工艺的常见问题, 而传统的旋流器、 弧形筛脱泥 效果不理想。 叠层高频筛用于粗精煤泥脱除高灰 细泥可适应不同煤质的多煤种入洗, 有利于稳定 产品指标, 提高精煤回收率, 屯兰选煤厂力争在 2020 年完成此项改造工程。 参考文献 [1] 谢广元, 等.选矿学 [M].徐州 中国矿业大学出版 社, 2001. 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