禾草沟二矿选煤厂浮选替代工艺改造实践_李小乐.pdf

禾草沟二矿选煤厂浮选替代工艺改造实践 李小乐1,2,3, 赵 杰1,2,3, 吴树明1,2,3, 周 彪1,2,3 1. 中煤科工集团唐山研究院有限公司; 2. 唐山国选精煤有限责任公司; 3. 河北省煤炭洗选工程技术研究中心, 河北 唐山 063012 摘 要 针对禾草沟二矿选煤厂宽粒级精煤泥水中高灰细泥与低灰精煤泥粒度分布差异显 著的特点, 采用分级、 分选组合旋流器对其进行分级浓缩及粗煤泥精选一体化, 分选后粗精煤 泥经电磁振动高频筛脱水脱泥, 分级后细粒煤泥水进尾煤浓缩机。 改造后精煤泥、 尾煤泥灰分 指标优于原 “水力旋流器弧形筛二段浮选” 工艺, 每年增加经济效益 435 万元。 关键词 选煤厂; 浮选; 高灰细泥; 分级、 分选组合旋流器; 电磁筛 中图分类号 TD946. 2 文献标识码 A 文章编号 1005-8397202011-0029-05 收稿日期 2020-08-08 DOI 10. 16200/ j. cnki. 11-2627/ td. 2020. 11. 007 作者简介 李小乐1974, 男, 河北沧州人, 1998 年毕业于辽宁工程技术大学机械设计及制造专业, 工学学士, 唐山国选精煤有限责 任公司总经理, 高级工程师。 引用格式 李小乐, 赵 杰, 吴树明, 等. 禾草沟二矿选煤厂浮选替代工艺改造实践 [J]. 煤炭加工与综合利用, 202011 29-33. 1 选煤厂存在问题 延安市禾草沟二号煤矿选煤厂是一座设计能 力为 0. 60 Mt/ a 的矿井型炼焦煤选煤厂, 设计采 用 “无压三产品重介质旋流器分选两段浮选 煤泥压滤” 联合工艺流程。 选煤厂于 2012 年 5 月建成投产后, 先后进行了尾煤压滤扩能、 大于 25 mm 块煤排矸系统改造, 目前洗选能力达到 1. 20 Mt/ a。 入选原煤主要为禾草沟二号煤矿的 3 号煤和一号煤矿调入的 5 号煤, 2 种原煤均为气 煤, 其中主洗 3 号煤的配洗比例为 50 100, 生产综合精煤灰分不大于 8. 5。 2 种原煤中 3 号煤为薄煤层, 平均厚度 0. 7 m, 但实际采高大 于 1. 2 m, 导致井下毛煤含矸量高; 5 号煤的煤 层稍厚但嵌布有厚度 300 mm 的矸石层, 机械开 采过程也会混入大量过粉碎矸石。 2 种原煤所含 矸石均为黏土类矿物含量很高的泥质页岩, 洗选 过程存在严重的矸石泥化现象, 日常生产中需设 定较大的分流开度以及时排出进入重介系统的煤 泥, 保证重介悬浮液的稳定。 这些细泥随着磁选 机尾矿经水力旋流器分级浓缩后从溢流进入细粒 煤泥水, 带来浮选入料浓度高不小于 100 g/ L、 灰分高不小于 52、 浮选过程选择性差的问 题煤泥水具体处理工艺流程见图 1。 生产统计 显示, 浮选精煤仅占浮选入料的 20左右, 配套 浮精压滤系统的利用率仅为额定负荷的 23, 利 用浮选回收细粒煤泥水内精煤泥的成本收益率较 低, 需要对煤泥水系统进行取样分析, 以寻求可 行的浮选替代工艺。 图 1 原煤泥水处理工艺流程 2 取样结果与分析 鉴于组成矸石的黏土类矿物在水中一般很容 易分散成小于 0. 01 mm 的细小鳞片, 而精煤虽然 92 煤炭加工与综合利用 No. 11, 2020 COAL PROCESSING 二段溢流与二段底流的灰分分别为 44. 12和 54. 08, 其中大于 0. 125 mm 粒级物 料灰分分别为 11. 45和 41. 37, 说明二段大锥 角圆锥筒体对大于 0. 125 mm 粒级物料具有明显 的分选作用; 二段底流粗粒物料灰分与重介中煤 灰分相当, 可直接排放至中煤筛。 二段溢流浓度 为 236 g/ L, 考虑到筛分粒度小于 0. 125 mm 的要 求, 兼 顾 脱 水、 脱 泥 效 率, 决 定 采 用 1 台 DZSN3042 三质体电磁振动高频筛ϕ0. 105 mm 聚氨酯筛网处理[16-17], 筛上物去精煤离心机, 筛下水去浓缩机。 3. 3 改造方案与效果 停用原浮选及精煤压滤系统后的工艺流程见 图 3。 图 3 改造后煤泥水处理工艺流程 原浮选系统设备予以保留, 相关管路通过阀 门与改造后系统隔离并保持备用状态, 特殊煤质 下需要使用原工艺系统时可方便临时切换。 改造 完成后, 对不同原煤配洗下新工艺的指标进行了 生产统计, 结果见表 5。 表 5 改造后工艺指标统计 物料 改造前 灰分/ 水分/ 改造后 灰分/ 水分/ 浮精6. 58. 5 2830 粗精煤泥振动弧形筛上 12171215 压滤尾煤泥6872252870742528 粗精煤泥电磁筛上791719 由表 5 可知 电磁筛上精煤泥灰分为 7 9, 较同粒级入料灰分降低 34, 与原二段 浮选精煤灰分相当。 分析认为, 电磁筛脱泥过程 中细粒物料与水组成具有一定密度的悬浮液, 在 透筛的同时将低密度的粗粒托起, 同一粒级物料 中密度小的物料透筛率小于密度大的物料。 根据 生产统计, 结合精煤磁选尾矿的筛分结果, 原工 艺流程中粗精煤泥振动弧形筛上、 浮选精煤、 尾煤泥分别约占 32、 9、 59, 则原精煤泥 振动弧形筛上浮精的平均灰分为 13。 改造 后的精煤泥电磁筛上平均灰分为 8, 与改造 前相比, 掺入主洗精煤中的精煤泥灰分降低约 4。 根据生产测算, 原工艺压滤尾煤泥约占原 煤的 11, 改造后平均灰分由 70提高到 72, 抽出精煤灰分按 8. 5计, 则总精煤产率预计提 高 0. 35。 改造前浮选精煤通过刮板机间断排料 至精煤中, 煤泥易团聚、 分散性差, 改造后粗精 煤泥全部进离心机, 与主洗重介精煤掺混后连续 均匀混入精煤中, 销售产品的匀质性较好。 3. 4 经济效益分析 1工艺改造后生产系统设备装机功率降低 249 kW, 年节约用电 90 kWh, 节约电费 64 万 元; 以原煤折算, 吨原煤节约浮选药剂0. 0258 kg, 药剂价格按 7 500 元/ t 计, 每年节省费用 23 万元。 动力与药剂消耗每年节省费用合计 87 万元。 2尾煤泥灰分提高增加精煤产率 0. 35, 23 煤炭加工与综合利用2020 年第 11 期 精煤泥按 830 元/ t 计, 每年增加销售收入 348 万 元。 4 结 语 针对中煤含量少、 矸石易泥化的宽粒级煤泥 水, 在高灰细泥与低灰精煤泥粒度分布差异显著 的情况下, 可考虑通过精细分级和水介质旋流器 分选的方法回收精煤泥, 与传统浮选工艺相比可 降本增效。 参考文献 [1] 桂夏辉, 程 敢, 刘炯天, 等. 异质细泥在煤泥浮选中 的过程特征 [J]. 煤炭学报, 2012, 372 301-309. [2] 于跃先, 马力强, 张仲玲, 等. 煤泥浮选过程中的细泥 夹带与罩盖机理 [J]. 煤炭学报, 2015, 403 652- 658. [3] 朱勇武, 纪宗山, 常 红, 等. 浮选入料脱泥池的研究 与应用 [J]. 煤炭加工与综合利用, 2013, 5 1-6. [4] 谢广元, 吴 玲, 欧泽深, 等. 煤泥分级浮选工艺研究 [J]. 中国矿业大学学报, 2005, 346 756-760. [5] 孟凡彩, 同秀林, 张 爽. 我国粗煤泥分选设备应用现 状 [J]. 选煤技术, 20184 1-5, 18. [6] 鲍玉新, 李永志, 李迎喜, 等. 高频筛在洗煤厂中的应 用及技术改进 [J].煤矿机械, 2008, 291 128- 129. [7] 严 锋.筛分机械 [ M].北京 煤炭工业出版社, 1995. [8] 彭德强, 吕一波.水力旋流器评述 [J].选煤技术, 20065 13-18. [9] 崔 瑞, 王光辉, 李茂林. 锥体结构对水力旋流器内流 场及分离性能的影响 [J].矿山机械, 20144 83- 87. [10] 褚良银.水力旋流器 [M].北京 化学工业出版社, 1998. [11] 褚良银, 陈文梅, 李晓钟, 等. 水力旋流器结构与分离 性能研究 [J]. 化工装备技术, 19983 1-5. [12] 赵良兴. 选煤厂水力旋流器选型及应用探讨 [J]. 选煤 技术, 20112 47-50. [13] 樊民强, 董连平, 韩小恒, 等. 新型水介质旋流器分选 粗煤泥的试验研究与工业应用 [J].选煤技术, 2007, 4 25-29. [14] 郭富强, 董连平, 樊民强, 等. 一段分选、 二段分级组 合旋流器的性能研究 [J]. 煤炭加工与综合利用, 2018 1 10-15. [15] 崔广文, 刘惠杰.粗煤泥分选分级一体机 中国, 201610463448. 6 [P], 2016-08-17. [16] 卢志明. 电磁振动高频筛在选煤厂煤泥水处理中的应用 [J]. 选煤技术, 20076 36-38. [17] 王振国, 张宏珂, 马 茵, 等. DZS 高频电磁细筛在煤 泥脱水回收作业中的应用 [J].选煤技术, 19961 31-34. 􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮 上接第 28 页 5 结 语 通过理论研究和试验数据的对比表明, 新型 闸板机构可以满足选煤厂不同煤质的变化对床层 厚度的要求, 具有原闸板机构的功能, 同时能智 能地随床层上下跳动, 更准确地切割分选界限, 有利于提高精煤质量, 防止细小矸石随脉动水流 跑到精煤中去, 可以明显提高跳汰机分选效率, 结构性能稳定, 具有可行性和先进性, 进一步提 高了跳汰机的自动化程度, 有利于推动跳汰选煤 技术的发展。 参考文献 [1] 鲁 杰.SKT 型跳汰机新技术综述 [J].洁净煤技术, 2005, 113 38-40, 37. [2] 吴式瑜. 跳汰选煤技术 [M]. 徐州 中国矿业大学出版 社, 2006. [3] 陈 迹. 跳汰选煤的理论与实践 [M]. 北京 煤炭工业 出版社, 1990. [4] 周翠红, 贾长龄. 跳汰机动态分离排料装置的研究 [J]. 选煤技术, 20013 4-6, 1. [5] 许 红, 王 宏, 秦 芳, 等.复合脉动跳汰理论在我 国的研究与应用 [J]. 煤矿设计, 20009 33-34. [6] 任慧杰, 连建华.电磁数控风阀及其改进 [J].煤, 2006, 154 27-29. [7] 吴存利, 杨 波, 王厚军.矸石含煤与精煤污染 [J]. 煤质技术, 2004S1 47-49, 68. 33 2020 年第 11 期李小乐, 等 禾草沟二矿选煤厂浮选替代工艺改造实践