官地选煤厂煤泥水系统工艺改造研究

刘永强

摘 要：官地选煤厂针对原煤泥水处理系统设备老化、长期高负荷运转，处理能力低、浮选系统运行能耗高、高灰细泥含量超标等问题，对原煤泥水处理系统进行工艺优化改造，通过对洗水闭路循环管路、分级旋流器和PAM药剂添加进行工艺优化改造，有效提升精煤的回收率，解决浮选效果差、能耗高的问题。

关键词：选煤厂;浮选系统;煤泥水;洗水闭路循环;精煤

1 概述

官地选煤厂作为官地矿配套建设的矿井型选煤厂，设计年洗选能力4.0Mt/a，现主要入洗官地矿6#、8#煤，产品主要为原煤、喷吹煤、电精煤三种。采用无压三产品重介旋流器分选工艺。喷吹精煤和电精煤。采用无压三产品重介旋流器分选工艺，煤泥经浓缩机浓缩后通过板框式压滤机进行回收。自2006年投产以来，由于系统煤泥水系统运行负荷大，处理能力不足，易发生故障，导致洗水浓度长期超标，官地选煤厂通过延长煤泥回收周期来间断性生产，在一定程度上制约生产能力。与此同时，由于原工艺流程中煤泥未经分选直接混入精煤和副产品中，降低精煤品质，还导致煤泥中精煤的严重流失。为此，官地选煤厂针对原煤泥水处理工艺存在的不足，采用阻尼干扰床替换弧形脱水筛，对分级旋流器的煤泥进行高效分选回收，并增设双流态微泡浮选机对浮选工艺环节进行升级改造，提升精煤产率，降低灰分。

2 原有的洗选工艺系统存在的不足

官地选煤厂原采用无压三产品重介旋流器洗选工艺，粗煤泥经脱泥筛后未得到有效回收，煤泥通过旋流器分级后底流流入无压三产品重介旋流器进行分选回收，而分级旋流器溢流、各级脱介和脱水筛筛下物则进入浮选系统。该洗选模式主要存在以下问题：

无压三产品重介旋流器受入选物料颗粒度的下降，导致分选精度下降，采用原洗选工艺流程的细粒煤通过分级旋流器的底流直接流入无压三产品重介旋流器后分选效果差，致使精煤灰分偏高。如借助调整分选密度来保障精煤产品的灰分，在一定程度上会减少精煤产量。

粗煤泥在無压三产品重介质旋流器内部未有效分选，同时分选过程中煤粒相互碰撞破碎，增加了细煤泥的产量同时又使合格介质的分流量加大，需增加磁选机数量和浮选入料量，加大后期压滤作业的运行负荷。

浮选系统跑粗，精煤流失严重，同时也会给后续的煤泥水系统带来安全隐患。为提升精煤产量，往往是通过增加药剂量对这部分粗煤泥进行有效回收，这在一定程度上会污染精煤品质，增加精煤灰分。

与此同时，官地选煤厂根据客户要求，对产品进行重新定位，主要产品定位高炉喷吹煤和精煤。由于原有的TBS粗煤泥分选系统的效果不理想，为提升精煤品质和产量，有效调节浮选系统的入料颗粒度，选用孔径0.5mm的脱泥筛。直接导致筛分效率降低，只能增加脱泥筛数量。针对原洗选工艺系统存在的不足，官地选煤厂现行工艺存在上述诸多问题，对原煤泥水系统进行优化改造。

3 优化改造方案

3.1 方案设计

为提高粗煤泥的分选效果，官地选煤厂采用阻尼干扰床替换弧形脱水筛，对分级旋流器的煤泥进行高效分选回收;增设双流态微泡浮选机来提升精煤产率，使得降低灰分和脱硫效果显著，实现了清水洗煤与洗水闭路循环。优化改造后的分选工艺流程如图1所示。

由图可知，采用阻尼干扰床替换原洗选工艺流程中弧形脱水筛和变频脱水筛两段筛子，实现对分级旋流器的高效分选，阻尼干扰床溢流通过高频筛进行脱水后可直接获得一部分精煤产品，而阻尼干扰床的底流则直接流入中煤。脱泥筛环节简化，筛孔加大也降低脱水筛的运行压力。分级旋流器对细煤泥的高效分离，也避免对精煤的污染，提升精煤品质。增加的浮选环节实现官地选煤厂的洗水闭路循环，提升精煤品质，同时还减少污染。

3.2 煤质特征分析

对系统改造前后工艺技术指标进行统计分析，精煤回收效率提升8%，煤泥回收能力提升了1.5%，每年多回收精煤31万t。

4 优化改造效益分析

官地选煤厂为年处理能力300万t的大型坑口选煤厂，通过对以往的生产数据统计分析，精煤产品中粗煤泥含量达到了25.4%，灰分平均达到13%，受官地矿开采煤质不稳定影响，灰分最高达到17.5%，直接影响精煤产品的质量。如采用原有的洗选工艺，大部分煤泥直接进入重介质旋流器和浮选系统，会增加重介质与浮选药剂的消耗。通过采用阻尼干扰床对选流器的溢流进行分选回收，则会降低重介质与浮选药剂的使用量，提升精煤产量。

介质消耗。通过试验表明，采用阻尼干扰床对旋流器溢流进行分选后，提升粗煤泥的回收率。介质消耗降低到1.6kg/t，按介质900元/t计算每年节约成本380余万元。

药剂消耗。官地选煤厂的原煤煤泥含量占全样的30.45%，煤泥含量大使浮选药剂大量消耗，吨煤消耗量达到了0.4kgt。对系统进行改造后，占煤泥总量28.61%的粗煤泥进入干扰床分选，降低后续浮选系统的工作压力，减少浮选药剂的使用量。经试验分析，改造后系统的浮选药剂消耗量减少为0.2kg/t，按药剂平均价格8000元/t计算，每年可以为官地选煤厂节约价值为S=200000×（0.4-0.2）×8=432万元。

未改造前为提高精煤产量，单纯增加入洗量，采用重介+浮选的工艺流，将-0.5mm煤泥全部浮选，会增加后续的浮选和加压过滤系统的运行负荷，从而限制了整个洗煤厂的处理量。优化改造后通过采用阻尼干扰床对分级旋流器进行高效分选，减轻后续的浮选和压滤环节的运行负荷，有效降低重介质与浮选药剂的使用量，大幅提升洗选能力，每年多回收精煤31万t左右，按官地矿精煤价格400元/t计算，每年可为官地选煤厂增加经济收益8600余万元，经济与社会效益显著。

5 结论

官地选煤厂针对现有的粗煤泥分选系统存在的不足，通过采用阻尼干扰床对分级旋流器进行高效分选，结论如下：

通过采用阻尼干扰床对粗煤泥分选系统进行优化改造。验证结果表明：当精煤灰分<10.00%时，阻尼干扰床比原分选工艺提升精煤产率3.1%，精煤灰分由原来的11.8%降低为9.5%，减少了2.3%，分选精度提升了0.1g/cm3。

采用阻尼干扰床对原粗煤泥分选系统进行升级改造后，使上升水流速度直接影响精煤产量和灰分，降低入料浓度和速率的影响效果。同时降低介质与浮选药剂的使用量，减少生产成本，提升经济效益。