新郑精煤公司选煤工艺及设备选型分析

郑煤集团新郑精煤有限责任公司 张宏权

新郑精煤公司选煤工艺及设备选型分析

郑煤集团新郑精煤有限责任公司 张宏权

郑煤集团新郑精煤有限责任公司入洗原煤主要是贫瘦煤，具有低硫、特低磷、高发热量等特点，选后精煤是良好的炼焦配煤和高炉喷吹用煤。因此，要本着合理利用资源和实现企业效益最大化的原则，以炼焦型选煤厂为建设目的来确定洗选工艺和设备。在参考梁北选煤厂的设计经验的基础上，对洗选工艺进行完善，选择安全可靠的先进技术设备，力求工艺简单、合理，系统灵活、可靠。

该公司从生产工艺到设备选购，一直按照一流洗选煤项目标准去规划设计，使其洗选煤项目成为先进技术、顶尖设备的集成者。采用当今世界最先进的工艺和现代化洗选设备，对赵家寨矿井原煤进行分选，生产的精煤主要用于大型钢厂高炉喷吹冶炼，中煤和煤泥用于电厂发电。

一、选煤工艺

根据确定的入洗上下限，参考梁北选煤厂工艺和实际情况，该公司主洗采用无压给料三产品重介旋流器分选工艺，并对原煤进行选前脱泥。对粗煤采用TBS分选机，对细煤泥采用浮选。

1.混煤分选工艺。常用选煤方法有重介旋流器分选和跳汰分选，二者各有特点。由于入洗原煤属于难选煤，且原煤粒度较小，只有重介分选才能达到最佳分选指标，并减少精煤损失。结合两种选煤方法的技术分析，为了最大限度地回收精煤，拟定重介旋流器分选。无压入料重介旋流器有分选精度高、次生煤泥量小、矸石泥化程度低、介质循环量大、分选下限高等特点。由于该公司原煤与梁北选煤厂同属一个煤田，都特别易碎，为降低工程造价和生产成本，提高精煤产率，拟采用无压入料重介分选工艺。

2.煤泥分选工艺。由于原煤中原生煤泥含量高达31.6%，且次生煤泥量大，实际生产中煤泥量超过50%。这么大量的煤泥不仅会影响三产品重介旋流器的分选效果，同时会增加脱介环节的设备负荷和脱介效果，增加介质消耗，提高生产成本，经综合考虑采用选前脱泥工艺。综合梁北选煤厂的生产经验，从提高精煤产率的角度分析，对煤泥采用分级处理，粗煤泥可采用煤泥重介、螺旋分选机或TBS来处理，细煤泥采用浮选，以最大限度地提高精煤产率。

二、工艺流程的制定

根据拟定的选煤方法，确定工艺流程如下。

1.原煤准备。无压重介旋流器分选入料上限为50mm，原煤需要分级破碎至50mm以下。矿井地面生产系统虽然设了筛分破碎车间，但选用的分级筛是滚轴筛，不能保证筛下物种不含大于50mm大块煤和矸石，需要新增破碎机。

2.原煤脱泥。0～50mm的混原煤进入重介旋流器之前需要预先脱泥，筛缝为0.75mm。

3.原煤分选。原煤脱泥后进入无压给料三产品重介旋流器分选，得到精煤、中煤和矸石3种产品。

4.产品脱水脱介。精煤、中煤、矸石分别处理，先采用弧形筛预先脱介，再用直线振动筛脱介脱水，弧形筛筛孔0.75mm，脱介筛筛孔0.5mm。精煤脱介筛采用国外技术国内组装设备，中煤和矸石脱介筛采用国产设备。

5.产品最终脱水。精煤和中煤用脱介筛脱水后，再用离心脱水机进一步脱水。精煤离心机离心液自流入精煤离心液桶，由泵打入精煤磁尾桶。中煤离心机离心液自流入原生煤泥水桶。

6.介质回收。系统产生的稀介质中含有大量磁介质，需要回收使用。设计选用磁选机回收。

7.粗煤泥分选。脱泥筛筛下水经分级旋流器分级浓缩后进入TBS，分选出粗精煤和粗中煤。

8.粗精煤回收。粗精煤由粗煤泥分选精煤和精煤脱介筛稀介质段筛下物两部分组成，两部分合并后经过分级旋流器分级，粗粒级物料采用煤泥离心机脱水后作为精煤产品，细粒级物料去浮选。

9.粗中煤回收。粗中煤由中矸磁选机尾矿和TBS溢流两部分组成，自流进入弧形筛脱水后，与中煤脱介筛筛上物共同进入中煤离心机回收。

10.煤泥分选。精煤、中矸粗煤泥回收系统的旋流器溢流、弧形筛筛下水及离心液进入浮选机中进一步分选，分选得到浮选精煤与浮选尾煤两种产品。

11.浮选精煤脱水。浮选精煤采用加压过滤机脱水。加压过滤机滤饼作为最终精煤产品，滤液自流入浮选入料桶。

12.一段煤泥水系统。浮选尾煤通过一段浓缩机分级，浓缩机底流进沉降过滤离心机回收，产品作为中煤产品。浮选尾煤中含有少量介质，在一段浓缩中几乎全部进入底流，其中部分随滤液排出，为回收这部分介质，沉降过滤离心机溢流和离心液打入中矸稀介质桶。

13.二段煤泥水系统。一段浓缩机溢流进入二段浓缩机。二段浓缩机溢流作为循环水使用，底流则打入压滤机脱水，压滤煤泥作为最终煤泥产品。

14.介质添加。介质库设介质添加装置，合格磁铁矿粉加水稀释搅拌后，用泵打入合介桶进入介质循环系统。

根据推荐的选煤方法和各工艺环节，最终确定的工艺流程为：50～0mm原煤脱泥后，采用无压重介三产品旋流器分选，粗煤泥用TBS分选，细煤泥浮选，尾煤浓缩压滤的联合洗选工艺。

三、工艺设备选型

设备选型以技术先进、运转可靠、经济合理为主要原则，优先选用国内外成熟可靠的先进设备，确保达到设计的工艺指标。为便于生产管理和设备维护，同类设备尽量采用统一品种和规格。

1.破碎机。选用1台SSC600/2500型破碎机，防爆。

2.脱泥筛（进口组装）。选用2台3673型单层香蕉筛，入料粒度50～0mm。香蕉筛是目前先进的分级设备，单机处理量大，效率高，振动参数强，结构设计合理，运转平稳，噪音小。

3.煤泥分级旋流器组。原煤煤泥分级旋流器选用2组FX350×6，截流粒度0.25mm。

4.TBS分选机。选用直径为3m的进口TBS分选机2台，入料粒度1～0.25mm。TBS分选机在梁北选煤厂分选效果较好，该公司原煤与梁北原煤性质和粒度组成相近，因此选用同一机型。

5.无压三产品重介旋流器。选用WTMC1200/850型无压三产品重介旋流器2台，入料粒度50～0mm。国产的三产品重介旋流器在我国使用广泛，技术和设备已经成熟，可优先选用。

6.精煤脱介筛（进口组装）。选用3661型单层直线振动筛4台，精煤脱介筛选用进口设备或引进技术合资产品。

7.精煤离心机。选用TLL1000型离心脱水机4台。

8.中煤脱介筛。选用2052型单层直线振动筛2台。

9.中煤离心机。选用TLL1000型离心脱水机2台。

10.矸石脱介筛。选用3052型直线振动筛2台。

11.精煤磁选机。选用HMDA-5914/2972型6台。该机是高效的单滚筒磁选机，具有较高的梯形磁场强度，滚筒转速低于一般滚筒转速，有利于超细磁铁矿粉的回收，能在较大的流量下分选出密度高的磁精矿，即使在非磁性含量较高的情况下也能达到极好的磁性物回收率。

12.粗精煤分级旋流器组。选用2组FX-5006分级旋流器。

13.煤泥离心脱水机选用LLL1200/650型4台。

14.中矸磁选机（进口组装），选用HMDA-5914×2972型4台。

15.浮选机（进口）选用3台160m3的WEMCO SMARTCELL 190型浮选机。该机具有良好的空气扩散性，固体悬浮不沉槽，矿浆液面稳定。整机自动化程度高，液位和泡沫层控制精确，夹带于水中的高灰细泥对精煤的污染可以降低到最低程度。

16.浮选精煤加压过滤机。加压过滤机脱水后产品是粉末状，可以均匀掺入主洗精煤，因此浮选精煤采用加压过滤机脱水。选用GPJ-120型加压过滤机4台。由于国产加压过滤机的工艺性能已经接近国外设备，它的优势是价格低，缺点是滤液浓度稍高。从性价比来看，优先采用国产设备。

17.一段浓缩机。选用YTN120型浓缩机4台，两台1组对应1套重介分选系统。

18.沉降过滤离心机。选用沉降过滤离心机2台，每个系统1台。

19.二段浓缩机。二段浓缩剂处理一段浓缩机溢流，基本都是比较细的煤泥，沉淀效果是最重要的，设计采用耙式浓缩机，选用NT-45型耙式浓缩机2台，其中1台为事故浓缩机。

20.压滤机。二段浓缩机底流采用充气快开式压滤机脱水，设计选用KZG300/1500×2000充气快开式压滤机4台。充气快开式压滤机是目前脱水效果最好的细泥脱水设备，具有处理量大、产品水分低、滤液中固体含量少、滤饼容易脱落等优点，是目前洗水闭路循环最好的把关设备。

综上，在参考梁北选煤厂设计和实际运行的基础上，经过细致的工艺分析和周密的工艺参数计算，笔者完成了本公司洗选煤工艺流程分析和主要设备选型的工作。所有设备经安装调试后，进入了正常生产阶段。经施工建设和实际生产运行，该工艺过程和相关设备具有经济合理、生产效果好和产品质量高的特点，为该公司带来了良好的经济效益和社会效益。