木瓜界选煤厂扩建工程工艺特色

刘常春

（中煤平朔集团有限公司煤炭洗选中心，山西朔州 036006）

1 木瓜界现有选煤厂简介

木瓜界现有选煤厂生产能力为8.0 Mt／a，洗选工艺相对简单，仅对大于25 mm块原煤进行分选槽重介质排矸，选后产品与小于25 mm筛下末原煤混合作为产品销售。在遇到井工煤水分较大时，为了保证分级效率，连续生产，原煤分级筛需要更换成筛孔为50 mm的筛板，这样就产生了大量小于50 mm粒级原煤（占比约为70%）。大于50 mm块原煤虽然经过分选槽重介质排矸，但因精煤量少（占比约10%），混煤产品的质量严重不达标，难以销售。发运到港口的产品也是单堆单放，给公司的生产经营造成很大困难，浪费了资源。

2 扩建工程介绍

针对井工煤质变差的情况，为了提高产品质量，打开销售路径，满足市场需求，对木瓜界选煤厂进行了改扩建。选煤厂扩建工程位于木瓜界现有选煤厂工业场地内，服务于平朔集团三号井工矿和井东矿，为矿井型选煤厂。三号井工矿和井东矿的生产能力均为10.0 Mt／a，两个矿总生产能力为20.0 Mt／a。 木瓜界现有选煤厂［1-3]生产能力为 8.0 Mt／a，选煤厂扩建工程的设计能力为17.0 Mt／a。

三号井工矿4号煤毛煤灰分36.37%，硫分0.55%；9号煤毛煤灰分30.66%，硫分1.27%。井东矿4号煤毛煤灰分36.42%，硫分0.55%；9号煤毛煤灰分29.21%，硫分1.49%。因9号煤的硫分较高，单独入洗后的产品硫分依然不能满足市场需求。根据原煤筛分浮沉实验测算，两个煤层混合入洗比例为1∶1时，混合原煤硫分为0.99%，通过洗选加工排除其中大部分无机硫，可以降低产品硫分。木爪界选煤厂入厂原煤灰分较高，发热量较低，煤种属气煤和长焰煤，主要用作动力煤。原煤可选性为极难选或难选，为了提高精煤回收率，获取最大经济效益，同时也为保证产品质量，选煤厂扩建工程采用原煤分级入洗，块末煤重介质主再洗的选煤工艺［4，5]。此工艺与安家岭、安太堡选煤厂的选煤工艺一致。

选后产品结构及质量要求如下：

块精煤（三八块）：粒度为30～80 mm，Ad不大于 14%，Qnet，ar大于 20929.2 kJ／kg；

精煤（优质动力煤）：Ad不大于 14%，Qnet，ar大于 20929.2 kJ／kg；

洗混煤：Ad不大于37%，收到基低位发热量Qnet，ar在 18836.3 kJ／kg 左右。

3 选煤厂扩建工程洗选系统工艺特色

重介质选煤工艺目前被大量应用于国内外选煤厂，其主要优点是分选效率高，入选粒度范围宽，生产控制易于实现自动化等［6-8]。木瓜界选煤厂扩建工程洗选系统同样采用了重介质选煤工艺。三号井工矿和井东矿的毛煤经矿内一次破碎和选煤厂的二次破碎，将毛煤粒度控制在150 mm以下，然后进行分级入洗。选煤工艺为：150～13 mm粒级块原煤采用重介质浅槽分选机主再选，13～1.0 mm粒级末原煤采用重介质旋流器主再选，1.0～0.25 mm粒级粗煤泥采用TBS干扰床分选机分选，小于0.25 mm粒级细煤泥不分选，煤泥沉降浓缩后采用加压过滤机回收。与同类动力煤重介质选煤厂选煤工艺相比，具有许多优点和特色。选煤厂扩建工程原则工艺流程如图1所示。

图1 选煤厂扩建工程原则工艺流程示意

3.1 洗选工艺灵活性

选煤厂扩建工程洗选系统的原煤入洗工艺灵活，主要有6种不同洗选组合，分别为：

（1）块末煤全部入洗；

（2）块煤主再洗、末煤主洗不再洗；

（3）块煤主再洗、末煤不洗；

（4）块煤主洗不再洗、末煤主再洗；

（5）块煤主洗不再洗、末煤不洗；

（6）块末煤主洗不再洗。

这6种不同洗选组合的优缺点如下。

（1）块末煤全部入洗。

优点：正常情况下，所有原煤均需入洗。块原煤和末原煤均主再洗，可稳定三八块和优质动力煤产品质量，提高洗混煤产品质量。

缺点：全部设备运转，运营成本高，选煤厂潜在故障率高，生产所需的巡视人员多，煤泥水量大，煤泥水系统负荷重。

（2）块煤主再洗、末煤主洗不再洗。

优点：当块原煤质量较差，而末原煤质量较好时，开启块原煤主再洗系统和末原煤主洗系统。生产时，通过调控末煤主选系统的分选密度进行排矸分选。此种生产方式下，三八块质量稳定。因末煤再洗系统的设备不运转，吨煤能耗相对下降，次生煤泥量相对下降，煤泥水系统负荷相对降低。

缺点：设备几乎全部运转，运营成本高，选煤厂潜在故障率高，生产所需的巡视人员多。

（3）块煤主再洗、末煤不洗。

优点：当块原煤质量较差，而末原煤质量好时，仅开启块原煤主再洗系统，而末原煤全部旁路，故原生煤泥进入洗选系统的量较少，洗选产生的次生煤泥量也较少，煤泥水系统负荷低。由于末煤系统不运转，吨煤能耗低，运营成本低。

缺点：因末原煤旁路，洗混煤产品质量不稳定。

（4）块煤主洗不再洗、末煤主再洗。

优点：当块原煤质量较好、末原煤质量相对较差时，开启块煤主洗系统和末煤主再洗系统，块煤再洗系统不开。生产时，通过调控块煤主洗系统的分选密度实现排矸分选。

缺点：仅块煤再洗系统不运转，其余设备全部运转，故运营成本高，选煤厂潜在故障率高，生产所需的巡视人员多，煤泥水量大，煤泥水系统负荷重。

（5）块煤主洗不再洗、末煤不洗。

优点：当块原煤和末原煤质量较好时，仅开启块煤主洗系统，块煤再洗系统、末煤主再洗系统均不开启。此种生产方式下，主厂房中大部分设备均不运转，因此，吨煤能耗低、选煤厂潜在故障率低，吨煤运营成本低。

缺点：对原煤质量依赖高，当原煤质量不稳定时，产品质量随之波动。

（6）块末煤主洗不再洗。

优点：当原煤质量较好时，可仅开启块煤主洗系统和末煤主洗系统，块煤再洗系统和末煤再洗系统不开。生产时，通过调控块煤主洗系统和末煤主洗系统的分选密度进行排矸分选。此种生产方式下，主厂房中约一半设备不运转，因此，吨煤能耗低，选煤厂潜在故障率低，吨煤运营成本低。

缺点：对原煤质量依赖较高，当原煤质量不稳定时，产品质量随之波动。

3.2 煤泥处理方式

无论是哪种选煤工艺，煤泥水处理环节都是选煤厂建设中投资最大的工艺环节，也是选煤厂生产和管理中最重要的系统，几乎涉及选煤厂生产系统的各个环节，其建设、运行和管理的好坏直接关系到选煤厂的经济效益［9-11]。

选煤厂扩建工程在最初的设计阶段就非常重视洗选系统的煤泥水处理环节，并在后期试运行阶段对此进行了升级改造，使得该厂煤泥水处理环节相对容易、灵活。具体如下：

（1）在块末煤全部入洗情况下，煤泥量大，煤泥水量也较大。通过增加1.0～0.25 mm粗煤泥TBS干扰床分选机分选工艺，降低了原煤洗选粒度下限，有利于稳定产品质量，提高选煤厂经济效益，同时，减轻了浓缩机和细煤泥回收设备的负荷。

（2）当煤泥质量较好或者煤泥量较少时，TBS干扰分选机可以不开启。此时，分级旋流器的底流有三种走向：① 直接进入高频筛，脱水后进入中煤胶带；②进入高频筛脱水后进入矸石胶带（这种走向一般只在煤泥量相当少时或矸石作为矸石电厂燃料煤热值不够需配一定比例的煤泥时选取）；③经入弧形筛、离心机脱水后进入精煤胶带。

（3）加压过滤车间处理的细煤泥也有3种走向：①进入到精煤胶带；② 进入到中煤胶带；③单独落地就地销售。细煤泥走向的灵活性为调节产品的质量提供了不同选择。

4 结 论

木瓜界选煤厂扩建工程的洗选系统工艺灵活，根据煤质变化情况及市场需求组织不同的生产方式。入厂原煤采用分级洗选方式，块煤和末煤的洗选系统均为重介质主再洗工艺。块煤重介质洗选系统既可开启主再选系统，也可仅开启主洗系统，末煤重介质洗选系统同样如此。粗煤泥TBS分选系统可与重介质洗选系统任一生产方式配合，此外，粗煤泥还可不经TBS分选直接旁路。细煤泥可掺入精煤、洗混煤或单独落地就地销售。各系统切换灵活、简单，具有分选精度高、经济效益好、系统可靠、自动化程度高、对煤质变化及产品质量要求的适应性强等诸多优点，可为有类似洗选问题的选煤厂改扩建提供参考。