山西玻纤煤化选煤厂跳汰中煤再选改造实践_邸兰君.pdf

山西玻纤煤化选煤厂跳汰中煤再选改造实践 邸兰君 山西离柳焦煤集团有限公司, 山西 吕梁 033000 摘 要 山西玻纤煤化选煤厂由于入选原煤来源减少、 煤质变差, 原有跳汰选煤工艺不能 适应入选原煤煤质变化的要求, 出现精煤回收率低, 大量精煤损失在中煤产品中, 无法回收; 通过煤质分析和技术方案对比, 确定采用无压三产品重介旋流器对跳汰中煤进行再选的技术方 案; 改造后系统运行结果达到了提高精煤产率、 减少中煤带精煤、 提高企业经济效益的预期目 标, 取得了显著效果。 关键词 选煤厂; 跳汰工艺; 跳汰中煤再选; 三产品重介旋流器; 精煤回收; 技术改造 中图分类号 TD942. 7 文献标识码 A 文章编号 1005-8397202008-0022-04 收稿日期 2020-07-02 DOI 10. 16200/ j. cnki. 11-2627/ td. 2020. 08. 006 作者简介 邸兰君1975, 男, 山西吕梁人, 2013 年毕业于东北大学采矿工程专业, 工学学士, 山西离柳焦煤集团有限公司工程师。 引用格式 邸兰君. 山西玻纤煤化选煤厂跳汰中煤再选改造实践 [J]. 煤炭加工与综合利用, 20208 22-25. 我国煤炭资源储量丰富, 但炼焦煤资源依然 稀缺, 仅约占煤炭资源总量的五分之一, 然而其 中优质炼焦煤资源更加稀缺, 仅占炼焦煤资源的 3[1-2]。 国家发改委 2013 年发布的 特殊和稀 缺煤类开发利用管理暂行规定, 要求对肥煤、 焦煤等稀缺煤种实施保护性开发利用[3-4]。 因此, 炼焦用煤是煤炭资源利用中的重点保护对象, 原 煤必须全部入洗, 并最大程度地减少损失在中煤 中的精煤量, 提高炼焦煤利用率。 1 选煤厂概况 山西玻纤煤化选煤厂原设计能力为 1. 2 Mt/ a, 为群矿型炼焦煤选煤厂, 主要入选华瑞煤矿、 梁家沟煤矿及其他附近煤矿原煤, 煤的牌号为焦 煤, 原煤来源多, 煤质差异大。 山西玻纤煤化选煤厂采用不分级混合入选, 工艺为 跳汰浮选浓缩压滤。 原煤经筛分破碎 后, 500 mm 粒级全部进入跳汰机分选, 得到 精煤、 中煤、 矸石产品; 跳汰精煤经弧形筛、 直 线振动筛、 离心机脱水后得到主精煤产品, 中煤 经过斗式提升机和振动筛脱水后作为中煤产品, 矸石经过斗式提升机脱水后作为矸石产品。 精煤 和中煤振动筛筛下水及精煤离心液经煤泥高频筛 截粗后, 筛上物进入煤泥离心机脱水后得到粗煤 泥产品。 煤泥离心机离心液、 高频筛筛下水进入 浮选系统, 浮选精煤经精煤压滤机脱水后, 得到 浮选精煤; 浮选尾矿进入浓缩池处理, 浓缩机底 流经尾煤压滤机处理后得到尾煤泥。 浓缩机溢流 及压滤机滤液作为循环水循环利用, 全厂洗水闭 路循环, 煤泥水不外排。 2 选煤厂存在的问题 随着煤源矿井开采年限的增加, 优质资源正 在减少, 部分煤矿原煤煤质变差, 选煤厂原有跳 汰选煤工艺已经不能适应入选原煤煤质的变化。 当入选可选性较差的原煤时, 会出现跳汰精煤回 收率降低, 精煤损失在中煤产品中, 导致选煤厂 经济效益下降。 针对选煤厂入选较差煤质原煤分选效率较低 的情况, 技术人员对跳汰中煤进行了筛分和浮沉 试验, 并在 2019 年 3 月煤质较差时对跳汰中煤 进行快速浮沉试验, 统计中煤中的精煤损失数 据, 结果如表 1表 3。 1通过表 1 可知, 中煤粒度较粗, 主要粒 度集中在 506 mm, 中煤经过斗式提升机和振动 筛脱水后, 小于 0. 5 mm 煤泥含量很低; 中煤各 22 煤炭加工与综合利用 COAL PROCESSING 方案二是跳汰中煤破碎后用重介质旋 流器分选; 方案三是跳汰中煤破碎后返回主洗跳 汰机再次分选。 并进行 3 个方案论证和比较 1方案三 虽然工艺简单, 理论上可以提 高精煤产率, 但一般中煤可选性与原煤差异较 大, 当要求精煤灰分相同时, 中煤和原煤的分选 密度差异较大, 不符合产率最大原则, 影响各产 品质量; 另外中煤直接返回原跳汰系统, 势必降 低了原煤处理量[5-6], 因此, 不建议采用方案三。 2方案一和方案二的比选 两种方案在周 边其他选煤厂均有使用, 在分选相同煤质、 生产 相同灰分精煤产品时, 精煤产率基本相同。 因 此, 方案一和方案二的选择主要比较建设投资及 生产成本, 如表 4。 表 4 方案一和方案二建设投资及生产成本对比 项目方案一方案二改造前 建设投资 建安投资/ 万元380 166 设备投资/ 万元612 270 合计992 446 生产成本 单位原煤能耗费用/ 元3. 0 2. 82. 0 吨原煤材料消耗/ 元5. 6 4. 0 3. 0 吨原煤人工工资/ 元3. 0 3. 0 2. 8 其他费用 合计11. 6 9. 8 7. 8 通过表 4 可知, 方案一的建设投资和生产成 本均高于方案二, 而且方案一与方案二精煤产率 基本相同, 销售收入基本相同, 因此选择方案二 作为改造方案, 即在原有跳汰洗选工艺的基础 上, 增加 1 套无压三产品重介旋流器分选系统对 原跳汰中煤进行再选。 3. 2 中煤再洗入洗粒度选择 中煤是矸石和煤的连生体, 是一种复杂的混 合物, 一般认为中煤经过破碎后, 使煤与矸石解 离, 能够提高中煤再洗工艺的精煤产率。 相关中煤解离再选研究表明, 中煤的破碎解 离深度没有统一标准, 只能根据具体煤质情况研 究最经济合理的解离深度, 不能简单追求产率最 大化, 应以最小的成本投入换取最大的经济效益 为原则[7-9]。 因此, 为确定最佳解离度, 对中煤 分别进行 25 mm、 13 mm 和 6 mm 破碎, 破碎机 采用快速冲击碎磨机, 并对破碎后的物料进行筛 分和浮沉试验, 相关试验数据、 可选性曲线及精 煤灰分为 9. 5时可选性分析见表 5表 7。 32 2020 年第 8 期邸兰君 山西玻纤煤化选煤厂跳汰中煤再选改造实践 ChaoXing 表 5 中煤破碎级筛分试验结果 粒级/ mm 25 mm 破碎 产率/ 灰分/ 13 mm 破碎 产率/ 灰分/ 6 mm 破碎 产率/ 灰分/ 50 5025 25130. 7537. 79 13610. 7533. 723. 0836. 78 6326. 6233. 5515. 3539. 9912. 8436. 35 3126. 1932. 6829. 8337. 6422. 8937. 34 10. 517. 4432. 0822. 5234. 2926. 0034. 72 -0. 518. 25 32. 1129. 2233. 6838. 2734. 36 合计100. 0032. 85100. 0036. 06100. 0035. 39 表 6 中煤破碎级浮沉试验结果 密度级/ gcm -3 25 mm 破碎 产率/ 灰分/ 13 mm 破碎 产率/ 灰分/ 6 mm 破碎 产率/ 灰分/ -1. 310. 50 5. 937. 526. 507. 506. 45 1. 31. 420. 9812. 6811. 9212. 1314. 5112. 70 1. 41. 517. 3921. 8018. 4620. 9819. 0620. 92 1. 51. 613. 3932. 0417. 3831. 0316. 2331. 64 1. 61. 815. 8244. 5819. 0144. 7417. 8644. 05 1. 8021. 92 66. 6425. 7167. 4624. 8467. 29 合计100. 0033. 02100. 0037. 05100. 0036. 03 表 7 中煤破碎后可选性分析 名称25 mm 破碎 13 mm 破碎 6 mm 破碎 本级产率/ 27. 8617. 6918. 52 理论分选密度/ gcm -3 1. 381. 371. 38 0. 1 含量去矸 / 46. 4634. 9339. 56 可选性[10]极难选难选难选 1分析表 5 可知, 破碎后各粒级灰分随着 粒度的减小而减小, 说明中煤有解离现象; 破碎 粒度越小, 小于 0. 5 mm 粒度级产率明显增大, 说明中煤较易碎, 为了减小煤泥水系统压力, 应 找到一个合适的粒度级进行破碎, 不是破碎的越 小越好。 2分析表 5 和表 6 可知, 中煤破碎到 25 mm 粒级时小于 1. 4 g/ cm3密度级累计产率最高, 这是由于破碎到 13 mm 和 6 mm 时, 破碎煤泥量 急剧增大, 把低密度物破碎到煤泥里面后大于 0. 5 mm 粒级轻产物减少造成的。 3分析表 6、 表 7 及图 1图 3 可知, 当精 煤灰分要求 9. 5时, 中煤 13 mm 破碎, 0. 1 含 量去矸最小, 可选性最好; 但是破碎到 25 mm 时, 精煤产率最大, 达到 27. 86, 且破碎煤泥 量最小, 因此中煤破碎粒级选择为 25 mm。 图 1 中煤破碎到 25 mm 以下可选性曲线 图 2 中煤破碎到 13 mm 以下可选性曲线 图 3 中煤破碎到 6 mm 以下可选性曲线 3. 3 改造后工艺流程 通过 3. 1 节和 3. 2 节分析可知, 适合选煤厂 的改造工艺为跳汰中煤破碎到 25 mm 后用三产品 重介质旋流器再选, 原则工艺流程见图 4。 4 技术改造应用效果 确定改造方案后, 于 2019 年 6 月开始改造施 工, 2019 年 10 月改造完成。 改造后选煤厂经济效 益明显提升, 改造前、 后产品产率比较见表 8。 42 煤炭加工与综合利用2020 年第 8 期 ChaoXing 图 4 改造后原则工艺流程 表 8 改造前后产品产率对比 名称改造前改造后 -1. 4 g/ cm3密度级含量/ 18. 182. 30 精煤产率/ 38. 1246. 87 中煤产率/ 32. 0822. 02 矸石产率/ 29. 8031. 11 由表 8 可知, 跳汰中煤再选技术改造后, 中 煤中小于1. 4 kg/ L 密度级含量明显降低, 精煤产 率提高、 中煤产率降低、 矸石产率略有增加, 其 他产品基本无变化。 同时, 中煤发热量降低了 2. 51 MJ/ kg。 根据当前市场行情, 中煤销售价格 由原来的 320 元/ t 降至 260 元/ t, 精煤售价 850 元/ t。 按选煤厂年处理原煤 120 万 t 计, 技改后 精煤产率提升每年可产生销售收入 8 925 万元, 中煤产率降低及发热量下降每年减少的销售收入 5 448. 48 万元, 选煤厂每年可新增销售收入 3 476. 52 万元。 技改后每年新增运行费用约 360 万元。 项目完成后, 每年为选煤厂带来经济效益 3 116. 52 万元, 技术改造效果明显。 5 结 语 山西玻纤煤化选煤厂在原有的跳汰工艺基础 上, 增加了 1 套无压三产品重介分选系统对原跳 汰系统产生的中煤进行重介再选, 工艺简单, 有 效提高了精煤回收率, 减少了由于中煤带煤造成 的炼焦煤资源浪费, 提高了选煤厂经济效益, 符 合国家对焦煤资源利用政策。 参考文献 [1] 李丽英, 郭煜东. 我国炼焦煤资源储备及开发利用研究 [J]. 煤炭经济研究, 2017, 379 29-33. 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