高硫洗选尾矸综合利用工艺改进的研究.pdf

洗 选 加 工 22 洁净煤技术 2008年第14卷第4期 高硫洗选尾矸综合利用工艺改进的研究 黄阳全 1 ,何青松 2 1. 重庆工程职业技术学院,重庆400037; 2.重庆南桐矿业公司南桐选煤厂,重庆400800 摘要针对传统三产品重介选煤工艺和高硫洗矸脱硫生产工艺存在的主要问题,提出采用 大锥角重介旋流器分选工艺改造二段中矸分选旋流器,增加煤炭回收率,减少高硫洗矸处理 量,降低高硫洗矸脱硫加工生产运行成本,提高企业经济效益。 关键词高硫洗矸;综合利用;工艺改进 中图分类号 TD92614 文献标识码A 文章编号 1006267722008 0420022 - 03 收稿日期 2008 - 05 - 12 作者简介黄阳全1965 , 男,重庆人,硕士,高级工程师,现重庆工程职业技术学院科技处处长,主要从事选矿与环境工程教学和科研工 作。 重庆煤炭集团所属5个矿业公司,建有9座选 煤厂,原煤入洗能力800万t/a,除永荣矿业公司永 川、 荣昌选煤厂为入洗低硫煤外,其余均属高硫煤选 煤厂,年排放高硫洗选尾矸100万t左右。南桐、 干 坝子、 磨心坡、 金鸡岩等高硫煤选煤厂都配套建有高 硫洗选尾矸脱硫回收硫铁矿资源,加工生产低热值 沸腾煤的生产系统,沸腾煤供矿业公司内部煤矸石 综合利用发电厂作燃料。随着煤炭销售市场形势的 变好,矿井生产量持续增加,原煤生产灰分明显提 高,选煤厂入洗量也不断提高,其矸石排放量显著增 加,矸石组成也发生了较大的变化,对高硫洗矸脱硫 生产系统造成极大的压力,影响了矸石脱硫系统的 正常生产和低热值沸腾煤质量。因此,必须根据高 硫煤洗选 矸石脱硫 劣质煤发电煤综合加工利用 系统的实际生产情况,从降低运行成本提高经济效 益的目的出发,改进传统选煤和矸石选硫工艺。 1 高硫洗矸灰分和硫分分布特性 根据南桐矿业公司南桐选煤厂对高硫矸石所做 的密度组成试验资料,其密度组成综合试验结果见 表1,从试验结果中可以分析出, - 118g/cm 3 密度级 含量7118 ,灰分19153 ,硫分1188 ,主要是细 粒矸石和细粒带煤损失,灰分和硫分相对较低; 118 ～216g/cm 3 密度级39125 ,灰分68192 ,硫分 2121 ,主要是矸夹煤黑矸和高灰白矸石,灰分较 高,但硫分相对较低; 216g/cm 3 密度级含量 53157 ,灰分82137 ,硫分24167 ,主要是高灰 白矸石和颗粒状黄铁矿,灰分和硫分都高;- 216 g/cm 3密度级含量 46143 ,灰分61128 ,硫分 2116 ,浮物累计硫分不高。磨心坡、 干坝子、 金鸡 岩等高硫煤选厂的洗选尾矸中灰分和硫分分布特性 基本相似。 综上分析,重庆地区高硫煤选厂所排放的高硫 洗选尾矸中以黄铁矿硫为主,主要富集在 216 g/cm 3 密 度 级 的 产 物 中,产 率 占46143的 - 216g/cm 3密度级产物中硫分仅有 2116 ,这部分 矸石产物中没有回收硫铁矿的技术经济价值,其灰 分、 硫分和发热量等质量符合煤矸石综合利用电厂 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 洗 选 加 工 全国中文核心期刊 矿业类核心期刊 CAJ - CD规范 执行优秀期刊 高硫洗选尾矸综合利用工艺改进的研究23 用煤要求,可将其分离出来直接作为电厂沸腾煤燃 料。 2 传统选煤和选硫工艺存在的问题 近几年,煤炭科学研究总院唐山选煤分院“ 九 五 ” 攻关研制的有压和无压三产品重介分选旋流 器,由于其分选效率高、 脱硫效果好、 工艺简单、 煤质 适应性强,在新改扩选煤厂建设中得到广泛推广应 用,但该选煤工艺是基于控制洗混煤质量达到行业 标准和用户要求而开发设计的,为了保证洗混煤灰 分质量指标,二段中矸分选重介旋流器分选密度只 能达到在1180～1190g/cm 3 ,二段洗中煤灰分在 30左右,部分中高灰夹矸煤随矸石排出,矸石排出 量大。配套煤矸石综合利用电厂,都是将选煤厂的 洗中煤掺配洗矸供电厂作沸腾煤燃料,洗中煤全部 供内部电厂使用,完全没有必要将洗中煤灰分控制 在32以下,但利用现有三产品重介旋流器分选工 艺,中矸二段无法实现更高密度的分选,进一步提高 洗中煤灰分,减少洗矸排出量。 高硫煤选煤厂配套建设的回收硫铁矿生产系 统,传统工艺都采用破碎 磨矿 梯跳粗选 摇床 再选,高硫洗矸经脱硫回收硫精砂矿后, 015mm 矸石生产出沸腾煤供矸石电厂作燃料。该工艺主要 存在以下几问题 1为了充分解离嵌布在矸石中的黄铁矿,全 部矸石经破碎磨矿至8 6 mm以下,使得磨矿量 大,运行费用高,在磨矿中产生10～15的极细 粒矿泥,该部分矿泥由于水分高、 粒度细、 灰分高、 发 热量极低,无法得到合理有效利用。 2由于采用全部经磨矿后分选工艺,磨矿处 理量相对较低,限制了选硫生产系统处理能力的提 高,其处理能力不能满足选煤生产能力扩大的需求, 造成部分高硫洗选尾矸未经脱硫处理直接外排的现 象,污染环境。 3由于入洗原煤灰分提高,白矸含量明显增 加,经磨矿选硫后,大部分进入 015mm选硫尾矿 生产供矸石电厂作沸腾煤燃料,大量白矸混入,降低 了该部分沸腾煤发热量 4 ～6MJ /kg ,减少了掺入 到矸石电厂燃料中的掺配量,相应减少了矸石综合 利用量,造成部分选硫尾矿外排。 3 改进方案研究 目前,国内选煤厂从洗选矸石中回收低热值煤, 主要有以下几种工艺方法 1在选煤生产系统中增加矸石跳汰再选环 节,回收洗矸中低热值煤,供矸石电厂作沸腾煤燃 料。主要在采用跳汰选煤工艺的低硫煤选煤厂应用 该方法加工处理洗选矸石。 2在选硫生产系统中增加跳汰分选环节,预 先回收高硫洗矸中低热值煤后再进行选硫,该工艺 复杂、 投资大、 费用高,在国内高硫煤选煤厂中较少 采用此方法。 3采用环锤破碎 水介质旋流器分选工艺, 预先回收高硫洗矸中的低热值煤供矸石电厂作沸腾 煤燃料,该工艺简单可行,但分选效率较低,设备磨 损大。 4采用三产品重介旋流器分选工艺的选煤 厂,在中矸二段分选旋流器入料中补加高密度重悬 浮液,可以适度提高中矸二段分选密度,由于受重悬 液密度限制,无法做到更高密度 2 15～216 g/cm 3 的分选。 对于采用三产品重介旋流器分选工艺的高硫难 选煤炼焦煤选煤厂,采用以上工艺方法提高中煤回 收率,在工程投资、 运行费用、 分选效率等方面都受 到一定的限制。2007年与南桐矿业公司南桐选煤 厂合作开展试验研究,对二段中矸分选旋流器进行 改造 试 验。改 造 试 验 设 备 参 数入 料 管 直 径 200mm,筒体直径550mm,筒体高600mm,中心管直 径220mm,插入深度550mm 可调节行程250mm , 锥角90,底流口直径120mm。改造后,在入洗原煤 煤质相同的条件下,二段中矸分选密度明显提高,中 煤量明显增加,矸石量明显减少,试验前中煤产率 9104 ,灰 分28150 ,硫 分2183 ,矸 石 产 率 24136 ,灰分66132 ,硫分10112;改造试验检 测结果二段中煤产率17176 ,灰分、 硫分分别为 49110、3155 ,最终矸石产率15160 ,灰分、 硫 分分别为70173、13158。二段中煤产率提高了 8172 ,最终矸石产率相应降低了8172 ,其灰分、 硫分等质量指标符合矸石电厂用煤质量要求灰分 不大于55 ,硫分不大于415 。 通过在南桐矿业公司南桐选煤厂工业试验研 究,采用大锥角 90 重介旋流器改造二段小锥角 20 重介旋流器,用于二段中矸分选,将二段中矸 分选密度提高到216 g/cm 3 左右,增加二段中煤回 收率,减少高硫矸石排放量,减少了40左右的高 硫洗矸加工量。在对选煤生产工艺系统不进行较大 改造的条件,与上述几种回收工艺方法相比,具有显 著的优点。 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 洗 选 加 工 24 洁净煤技术 2008年第14卷第4期 4 技术经济效果 南桐矿业公司南桐选煤厂采用大锥角重介旋流 器改造二段中矸分选旋流器,按年入洗原煤120万t 计,年减少高硫洗矸排放量10万t左右,也即减少 硫铁车间高硫洗矸综合加工利用量10万t,年节约 高硫洗矸加工运行费用100余万元,减少无法有效 利用的高灰矿泥排放量1万多吨,减轻该部分固废 外排对环境造成的污染,取得较好的社会和企业经 济效益。 5 结 语 对于全重介炼焦煤选煤厂,用大锥角 90 重 介旋流器改造三产品重介旋流器组二段小锥角 20 重介旋流器,用于二段中矸分选,大幅度提高 二段分选密度,增加中煤产量,减产矸石排放量,合 理有效利用煤炭资源,获得较好的社会经济效益,值 得在全国同类型选煤厂中推广应用。 Research of i mproving high sulfur washed refuse and ta iling comprehensive utilization process HUANG Yang2quan, HE Qing2song 1. Chongqing Vocational Insitute of Engineering, Chongqing 400037, China; 2.Chongqing Nantong m ining Co . , Ltd, Nantong coal preparation plant, Chongqing 400800, China AbstractFrom existence main question of using the traditional three products heavy2medium cyclone to wash coal and process high sulfurwashed refuse, proposed the big cone angle heavy2medium cyclone process changing into u2 sing the second heavy2medium cyclone to dispose middle and refuse.increases coal returns2ratio, reduces high sul2 furwashed refuse capacity, reduces high sulfurwashed refuse process and operation cost, enhances the enterprise e2 conomic efficiency . Keywordshigh sulfurwashed refuse and tailing; comprehensive utilization; craft improvement reduce 上接第27页 Study the effect of m ineralmatter on Shenfu coal rapid liqufaction SHENGQing2tao,L ING Kai2cheng, SHEN Jun,WANG Jian2ping Institute of Chem ical Engineering and Technology, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China AbstractThe effect ofmineralmatters on the process of shenfu coal rapid liquefaction was studied by using reso2 nance agitation reactor . Themineralmattersof coalwere removed by acid washing, the removing ratewas84183. The reaction process of quickly liquefying of the dimineralized coalwas studied at 490℃.The results showed that, the coal conversion and benzene soluble yield decline obviously .The mineral matter of coal affects shenfu coal quick liquefaction, especially for the initial high stage. And dimineralization results in weakening of the mineral matters autocatalysis effect . Keywordscoal liquefaction; mineralmatter of coal; catalyst 欢迎订阅 洁净煤技术 杂志 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.