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四粒級選煤 選煤技術(shù)的一次革命

 邯鄲洗選廠是中國自行設(shè)計安裝的第一座大型礦區(qū)型煉焦煤選煤廠，年設(shè)計能力150萬t,于1959年12月投產(chǎn),50多年來，經(jīng)過多次改造，技術(shù)裝備水平不斷提高。

1998年，選煤廠采用跳汰粗選一重介精選一分級浮選的聯(lián)合工藝流程，核定生產(chǎn)能力3.50Mt/a。隨著礦井機械化開采程度的不斷提高，入選原煤質(zhì)量變差，煤泥含量升高，原工藝已無法滿足選煤廠生產(chǎn)，主要表現(xiàn)為精煤產(chǎn)率低,質(zhì)量不穩(wěn)定,循環(huán)水量大。因此,選煤廠實行精細(xì)化分選，提出四粒級選煤工藝，即脫泥無壓三產(chǎn)品重介旋流器一CSS粗煤泥分選一直接浮選一尾煤干燥成型工藝，經(jīng)過半年多的技術(shù)改造，于2011年9月正式投產(chǎn)使用，分為南北2個系統(tǒng)，年處理量350萬t。

1四粒級選煤工藝流程及技術(shù)特點

1.1工藝流程

四粒級選煤工藝采用選前脫泥重介分選工藝，脫泥篩篩孔孔徑為1mm。50-1mm進(jìn)入無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器，-1mm以0.4mm為分級粒度采用分級旋流器水力分級后，1.0-0.4mm粗煤泥進(jìn)入CSS分選機,0.400-0.125mm細(xì)煤泥進(jìn)入浮選機分選，-0.125mm較細(xì)煤泥進(jìn)入浮選柱分選,浮選機、浮選柱尾煤分別進(jìn)入沉降過濾離心機和壓濾成型工藝系統(tǒng)，實現(xiàn)粗、細(xì)煤泥高精度分選。四粒級選煤工藝流程如圖1所示。

1.2 技術(shù)特點

四粒級選煤工藝的應(yīng)用實現(xiàn)了選煤工藝的現(xiàn)代化，主要具有如下技術(shù)特點：

(1)選煤工藝精細(xì)化。1 -50mm粒級脫泥無壓三產(chǎn)品重介,1.0-0.4mm粗煤泥CSS分選,0.400-0.125mm煤泥浮選機分選，-0.125mm浮選柱分選，針對不同粒級的可選性，采用最合適的分選方法，縮小分選粒度范圍，真正實現(xiàn)等λ分選。

(2)控制技術(shù)數(shù)字化。工藝操作參數(shù)全部實現(xiàn)數(shù)字化控制，工藝過程全部實現(xiàn)數(shù)字化計量，生產(chǎn)起停車實現(xiàn)閉環(huán)PLC控制。

(3)技術(shù)裝備國際化。采用澳大利亞、美國先進(jìn)設(shè)備和德國、日本先進(jìn)控制技術(shù)。

(4)先進(jìn)技術(shù)集成化。采用先進(jìn)工藝技術(shù)、設(shè)備、現(xiàn)場檢測傳感器和控制技術(shù)。

(5)組織生產(chǎn)簡單化?？刂?、視頻、通訊、操作融為一體，為實行巡檢制創(chuàng)造了最佳條件;組建全廠工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)，搭建管理網(wǎng)絡(luò)平臺，建成了一套完整、技術(shù)先進(jìn)、安全可靠的全廠調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)。

2四粒級選煤工藝運行效果

邯鄲洗選廠自2011年9月全重介工藝順利對接投產(chǎn)以來，經(jīng)過運行，基本達(dá)到設(shè)計要求，取得較好效果。

(1)脫泥香蕉篩篩孔孔徑為1mm,無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選下限為1mm左右，大直徑旋流器分選細(xì)粒煤差的問題得到解決，提高了旋流器的分選精度。試驗證明，實際分選密度為1.481g/cm3時，精煤灰分為9.60%,中煤損失0.90%(-1.400g/cm3)，矸石零損失;重介質(zhì)消耗低，噸原煤介耗僅為0.65kg。

(2)CSS粗煤泥分選機分選精煤灰分穩(wěn)定,經(jīng)振動弧形篩、煤泥離心機脫水后，最終精煤灰分控制在9.00%左右,為0.07,尾煤灰分達(dá)68%-83%。

(3)浮選精煤灰分在10.50%以下，浮選尾煤灰分在55%以上，浮選精煤采用隔膜快速壓濾機脫水,水分在20%以下。

四粒級選煤工藝正式投入使用以來，先后對重介系統(tǒng)、CSS粗煤泥分選機進(jìn)行了單機檢查試驗，并對浮選入料分級旋流器做了大量工業(yè)試驗，確定了最佳排口比(錐比)，為分級浮選后續(xù)作業(yè)創(chuàng)造了有利條件，使企業(yè)效益最大化。

2.1無壓三產(chǎn)品重介工藝分選效果

正常生產(chǎn)情況下，連續(xù)8h采集311號無壓三產(chǎn)品重介旋流器的入料、精煤、中煤、矸石，并對+0.5mm的311號入料、精煤、中煤、矸石進(jìn)行浮沉試驗，評價其分選效果。結(jié)果表明，脫泥后的入選原煤灰分為31.85%,經(jīng)無壓三產(chǎn)品旋流器分選后，精煤質(zhì)量合格，實際產(chǎn)率為58.88%，數(shù)量效率達(dá)95.96%,可能偏差Epl,Ep2分別為0.025,0.055。各項指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計要求，能夠以單一懸浮液一次分選出符合質(zhì)量要求的精煤、中煤、矸石3種產(chǎn)品。選煤廠311號無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器入料、產(chǎn)品浮沉試驗結(jié)果見表1,—段、二段分配率計算表見表2。

根據(jù)表1、表2繪制入選原煤可選性曲線及一段、二段分配曲線,具體如圖2、圖3所示。

由表1可知，除去-0.5mm煤泥的合計灰分為9.60%，從圖2可查出當(dāng)灰分為9.60%時，理論精煤產(chǎn)率為61.36%，理論分選密度為1.495g/cm3，δ±0.1含量除去+2.0g/cm3沉矸為23.83%，屬較難選煤。經(jīng)無壓三產(chǎn)品旋流器分選后，精煤質(zhì)量合格穩(wěn)定,各項指標(biāo)均達(dá)到較高水平。

無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器工藝效能評定結(jié)果見表3

2.2 CSS粗煤泥分選機分選效果

CSS單機檢查試驗在生產(chǎn)正常的情況下進(jìn)行，連續(xù)8h采集CSS入料、溢流精煤、底流尾煤,并對+0.5mm入料、精煤、尾煤(+0.5mm質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)70%以上)進(jìn)行浮沉試驗，評價其分選效果。結(jié)果表明，脫泥后的原生粗煤泥灰分為23.60%，經(jīng)CSS分選后，精煤質(zhì)量合格，南、北部平均精煤實際產(chǎn)率為81.25%，數(shù)量效率達(dá)98.52%，可能偏差Ep為0.07，說明CSS對1.0-0.5mm實現(xiàn)了精確分選。北部CSS浮沉試驗結(jié)果見表4,CSS粗煤泥主要分選指標(biāo)見表5。

3四粒級選煤工藝關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點

(1)脫泥、無壓組合工藝

前瞻性地采用選前脫泥與無壓給料工藝環(huán)節(jié)的有機結(jié)合，突破了常規(guī)的組合模式，可以充分發(fā)揮脫泥與無壓給料2種工藝類型的優(yōu)點，便于獲得較好的分選效果。

(2)原煤四粒級分選工藝

先進(jìn)的選煤工藝填補了國內(nèi)空白，針對邯鄲洗選廠末煤(尤其是煤泥)含量大的特點，采用了50-1mm脫泥無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選，1.0-0.4mmCSS分選,0.400-0.125mm浮選機浮選，-0.125mm浮選柱浮選的4個粒級分選工藝，理念新穎,具有前瞻性,是選煤技術(shù)發(fā)展的一次革命。

(3)煤泥兩級濃縮兩級回收聯(lián)合工藝

浮選機尾礦進(jìn)入702號濃縮機,浮選柱尾礦進(jìn)入703號濃縮機,粗細(xì)煤泥分別回收，回收粗顆粒尾煤摻入中煤產(chǎn)品，充分發(fā)揮了沉降過濾離心機和尾煤壓濾機各自的優(yōu)勢，減少了煤泥落地量，既提高了企業(yè)經(jīng)濟效益,又減輕了環(huán)境污染。

4結(jié)語

四粒級選煤工藝自2011年9月在邯鄲洗選廠一次試車成功以來，各項工藝技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計要求。新工藝的投入使用極大地提高了邯鄲洗選廠的生產(chǎn)工藝技術(shù)水平,簡化了生產(chǎn)工藝，提高了分選效果，合理利用了寶貴的煤炭資源，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。四粒級選煤工藝實現(xiàn)了煤炭分選過程的精細(xì)化，填補了國內(nèi)空白，對入選原煤煤質(zhì)波動大、煤泥含量高的煉焦煤選煤廠有很強的適用性和針對性，具有推廣價值。