羊场煤矿选煤厂尾煤泥深度分选工艺流程设计

何德生，马卫安，陈明怀，黄训分

(云南省羊场煤矿选煤厂，云南 曲靖655000)

目前炼焦煤选煤厂产生的尾煤泥数量一般为入选原煤量的5%～10%，动力煤选煤厂由于分选下限高，产生的尾煤泥数量相对更高，一般为入选原煤量的8%～15%。尾煤泥作为选煤厂的一种副产品，其灰分、水分较高，发热量较低。普遍采用火力干燥处理尾煤泥，降低其水分后，掺入中煤作为电煤销售；而火力干燥需要燃煤，烟气排放会对环境造成污染，采用烟气环保处理的方式又会大大增加投资及生产成本，造成经济上不可行。煤泥长期堆放，会占用大量土地，下雨时又会造成煤泥水外泄，污染环境；尾煤泥长期堆放有时还可引起自燃，存在火灾隐患。因此，尾煤泥的处理已成为制约选煤厂生产的重大问题。

煤泥深度分选是国外处理尾煤泥常用的方法，从灰分为35.00%～60.00%的尾煤泥中提取精煤、中煤，既使尾煤泥得到提质提价[1]，同时又减少了煤泥对环境的污染，不仅产生了经济效益，而且带来了社会效益和环保效益，做到了双赢[2]。云南的兴隆选煤厂、贵州的恒泰选煤厂对选煤工艺进行了改造，成功地从尾煤泥中提取中煤或精煤[3]。根据云贵地区煤泥深加工厂的成功经验，结合羊场煤矿选煤厂周边煤泥煤质特点，提出了云南羊场煤矿选煤厂60万t/a煤泥深度分选工艺设计方案。

1 煤质资料

对云南羊场煤矿选煤厂的外购尾煤泥进行了试验分析，结果见表1—表3。

表1 煤样筛分试验结果Table 1 Screening analysis of tailings sample %

表2 煤样单元浮选试验结果Table 2 Result of batch flotation test %

注：捕收剂用量为1 kg/t，起泡剂用量为0.1 kg/t，矿浆浓度为80 g/L。

表3 煤样分步释放浮选试验结果Table 3 Timed-release analysis of sample %

注：捕收剂用量为1 kg/t，起泡剂用量为0.1 kg/t，矿浆浓度为80 g/L。

由表1可知，该煤样灰分为47.22%，主导粒级为<0.045 mm，产率为72.51%，灰分为56.38%，煤泥中细泥含量多、灰分高。由表2可知，煤泥经过一次浮选无法生产出合格的精煤(要求灰分≤11.50%)。由表3可知，煤泥经过多次浮选可生产出合格的精煤。

2 尾煤泥深度分选原则流程

2.1 原则流程

图1所示为根据羊场煤矿选煤厂外购尾煤泥性质和产品质量要求制定的尾煤泥深度分选原则流程。

图1 尾煤泥深加工原则流程

2.2 工艺流程说明

(1)选煤厂外购的尾煤泥先进入煤泥浸泡池，煤泥加水浸泡后变得松软[4]，用装载机将浸泡过的煤泥铲入卸料漏斗，卸料漏斗下安装XGZ600型刮板输送机，通过变频调速调节给料量的大小，刮板输送机将煤泥运至调浆机，溢流为调好的煤浆，自流进入缓冲桶[5]。

(2)缓冲桶内的煤泥水用泵打入煤泥分级筛(筛孔尺寸为3 mm)，>3 mm粒级煤泥进入中煤带式输送机，<3 mm粒级煤泥进入初选水介质旋流器入料缓冲池，通过泵将其打入一次初选水介质旋流器，分选出初选精煤、尾煤泥(矸石和杂物)[6]。水介质旋流器分选出的初选精煤再进入精选入料缓冲池。

(3)精选入料缓冲池的煤泥水用泵打入二次精选水介质旋流器，分选出精煤泥、中煤泥和尾煤泥(矸石和杂物)。精选旋流器分选出的精煤泥和中煤泥分别进入精煤泥、中煤泥高频筛(筛孔尺寸为0.3 mm)[7]，筛上物分别进入精煤、中煤带式输送机，筛下水全部进入一次浮选入料缓冲池[8-9]。

(4)一次初选尾煤泥和二次精选尾煤泥进入尾煤泥入料缓冲池，用泵打入尾煤泥高频筛(筛孔尺寸为0.3 mm)，筛上物进入矸石带式输送机，筛下水进入一次浮选入料缓冲池。根据生产情况，如果尾煤泥高频筛筛下水的灰分高于70%，则进入尾矿缓冲池[10]，用泵打入一段耙式浓缩机。

(5)精煤泥、中煤泥、尾煤泥高频筛的筛下水进入一次浮选入料缓冲池，用泵打入一次浮选机矿浆预处理器[11]，经处理后的煤泥水进入两组XJM-S16型浮选机(五室)进行预选，预选出的精矿进入二次浮选入料缓冲池，尾矿进入尾矿缓冲池，通过泵打入一段耙式浓缩机[12]。一次预选出的精矿进入二次浮选入料缓冲池，用泵打入两组XJM-S12型浮选机(五室)进行二次浮选，选出精矿和尾矿(中煤)，精矿进入精矿缓冲池，用泵打入4台精煤压滤机(250 m2)回收精煤，尾矿(中煤)进入中煤压滤机入料缓冲池，用泵打入4台中煤压滤机(250 m2)回收中煤[13-14]。如果二次浮选选出的尾矿灰分高于65.00%，就直接进入尾煤泥缓冲池，用泵打入一段耙式浓缩机。

(6)一次浮选尾矿和尾煤泥高频筛筛下水进入尾煤泥缓冲池，用泵打入一段耙式浓缩机，溢流进入二段耙式浓缩机，二段耙式浓缩机溢流作为生产循环用水，一段和二段耙式浓缩机的底流用泵打入尾煤压滤机入料缓冲池，通过尾煤压滤机回收尾煤泥[15]。

3 工艺流程特点

羊场煤矿选煤厂外购尾煤泥深度分选工艺流程具有以下特点：

(1)根据粗、细粒煤泥的不同性质采用不同的选煤方法，分选效率高，同时减少了生产成本很高的浮选作业入料量，降低了加工成本。

(2)由于入选尾煤泥已经过分选并回收了其中大部分精煤，因此提取出剩余的精煤、中煤更加困难，通过采用多次初选、精选工艺流程，做到了对尾煤泥的“吃干榨净”，实现了废弃物的资源化利用。

(3)工艺流程灵活，分选后的产物根据灰分的不同可灵活配置，形成不同的产品，适应煤质变化的能力更强。

4 效果分析

4.1 产率预测

当外购尾煤泥灰分在48.00%左右时，若生产精煤和尾煤两种产品，精煤灰分在22.00%左右，精煤产率在47.00%左右；尾煤泥灰分在71.00%左右，产率在53.00%左右。若生产精煤、中煤和尾煤三种产品时，精煤灰分为10.50%，精煤产率在20.00%左右；中煤灰分在38.00%左右，产率在45.00%左右；剩余的尾矿泥化物灰分在80.00%左右，产率在35.00%左右。

4.2 经济效益分析

(1)建设投资。以年处理能力60万t的外购尾煤泥进行深度分选测算，建设总投资估算为3 053.95万元。

(2)经济效益测算。参照附近煤泥浮选厂生产数据，当外购煤泥灰分在48.00%左右时，每处理1 t尾煤泥可回收产率为20.00%左右的精煤(灰分为10.50%)，产率为45%的中煤(灰分在38.00%左右)，以及产率为35.00%左右的尾煤泥(灰分在80.00%左右)。

外购1 t煤泥价格按155元/t(含税价)、深度分选加工费按20元/t计算，外购煤泥深度分选分离后，精煤外销价格按600元/t(含税价)、中煤外销价格按260元/t(含税价)、尾煤泥运输单价按5元/t计算，投入运行后经济效益分析如下：

煤泥外购总成本155元/t×60万t=9 300万元；煤泥深加工成本20元/t×60万t=1 200万元；煤泥原材料总成本10 500万元。

销售收入为600元/t×60万t×20.00%+260元/t×60万t×45.00%-5元/t×60万t×35.00%=14 115万元；增值税(14 115万元-10 500万元)×0.145 3=525.26万元；毛利润14 115万元-10 500万元-525.26万元=3 089.74万元；所得税3 089.74万元×20% =617.95万元，税后利润3 089.74万元-617.95万元=2 471.79万元，故投资回收期1.24 a。

5 结语

羊场煤矿选煤厂通过对外购尾煤泥深度分选工艺的优化设计，可提高尾煤泥深加工的技术经济指标，其建设总投资估算为3 053.95万元，只要将外购煤泥灰分控制在48.00%左右，两年内可回收全部投资成本，效益显著。如果外购尾煤泥灰分在60.00%左右，也能产生较好的经济效益，预计三年半左右收回投资成本。同时，通过优化尾煤泥深度分选工艺，可促进尾煤泥的深度分选和综合利用，减少煤泥对环境的污染，社会效益显著。参考文献：

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