高 磊

(淮北礦業(yè)集團 臨渙選煤廠，安徽 淮北 235141)

臨渙選煤廠是一座入洗能力16.00 Mt/a的礦區(qū)型煉焦煤選煤廠，分東西區(qū)生產，主要采用三產品重介質旋流器—煤泥浮選工藝流程。原煤采用不脫泥、不分級、無壓給料三產品重介質旋流器分選，粗煤泥經水力旋流器+煤泥弧形篩分選，細煤泥經脫泥浮選，尾煤濃縮壓濾回收。選煤廠可同時生產焦煤、肥煤、1/3焦煤等精煤產品和煤泥、中煤、矸石等副產品，副產品輸送至中利電廠作為發(fā)電燃料，高灰矸石輸送到磚廠作為制磚原料。

2016年以來，臨渙選煤廠東區(qū)尾煤煤泥發(fā)熱量11.70～12.96 MJ/kg，煤泥灰分43%～50%。煤泥發(fā)熱量高、尾煤灰分低等問題持續(xù)存在，長期未徹底解決，嚴重影響了精煤回收率和選煤廠的經濟效益。本文即介紹臨渙選煤廠針對東區(qū)實際生產情況，通過工藝查找、工藝優(yōu)化改造、設備完善等方式，降低東區(qū)煤泥發(fā)熱量、提高全廠經濟效益的實踐。

1 提高重介質旋流器入料壓力

臨渙選煤廠東區(qū)為三產品重介質旋流器分選系統，其中1號、2號系統為一段直徑1 200 mm、二段直徑850 mm的重介質旋流器，3號系統為一段直徑1 300 mm、二段直徑920 mm的重介質旋流器。生產過程要求1號、2號重介質旋流器入料壓力0.24 MPa以上，3號重介質旋流器入料壓力0.26 MPa以上。但隨著運行時間的延續(xù)，目前東區(qū)重介質旋流器入料壓力1號系統為0.22 MPa，2號系統為0.19 MPa，3號系統為0.24 MPa，均未達到理論要求。

針對東區(qū)煤泥發(fā)熱量高的問題，臨渙選煤廠通過多次工藝查找，查出東區(qū)中煤磁選機尾礦灰分低(25%～35%，詳見表1)，分析出重介質旋流器分選效果差，并將東區(qū)煤泥發(fā)熱量高的部分原因定格在重介質系統分選壓力低(三系統均低于0.24 MPa)。由于重介質系統分選效果差，導致中煤磁選尾礦跑煤至濃縮機，中煤、矸石系統中始終存在低灰煤，使得最終煤泥發(fā)熱量偏高。

通過更換合格介質泵葉輪、調整葉輪與護板間隙、使用原廠家葉輪等方式，最終提高了重介質旋流器分選壓力(1號為0.24 MPa，2號為0.27 MPa，3號為0.30 MPa)，中煤磁選尾礦灰分從原來的30%以下增高至40%以上。詳見表2。

2 優(yōu)化中矸截粗工藝

原中矸截粗工藝為：中矸截粗弧形篩篩下水和離心機離心液全部通過渣漿泵直接進入尾煤濃縮機(如圖1)。弧形篩(0.65 mm)篩下水濃度高達240～320 g/L；離心機(0.35 mm)離心液在篩籃磨損程度較小時濃度高達380～480 g/L，隨著篩籃磨損程度加重，濃度升高；由于直接進入尾煤系統的煤泥量大，造成煤泥發(fā)熱量高。另外，離心機篩籃容易磨爛，經常會出現離心液跑粗現象，造成二次尾煤濃縮機耙子負荷加大、濃縮機底流泵不上料等影響設備安全運行的問題。浮選尾礦直接進入尾煤濃縮機回收煤泥，受浮選入料跑粗、操作不穩(wěn)定、刮料不及時等因素的影響，部分低灰分煤泥從浮選尾礦中流失，也造成煤泥發(fā)熱量高，從而影響了選煤廠的經濟效益。

表1 東區(qū)中煤磁選尾礦篩分試驗

表2 東區(qū)中煤磁尾灰分試驗

圖1 改造前中矸煤泥水系統工藝流程示意

原中矸截粗工藝中，離心液和弧形篩篩下水直接進入尾煤濃縮機，系統內部沒有實現閉環(huán)把關，造成中矸煤泥跑粗。為此，臨渙選煤廠在現有設備和工藝管道條件下，實施了相關改造(如圖2)，實現弧形篩篩下水和離心機離心液返回濃縮旋流器濃縮分級，然后經過弧形篩和離心機脫水，實現小系統閉路，再回收一部分中煤。主要做法如下：

圖2 臨渙選煤廠改造后中矸工藝流程示意

(1)將原463號渣漿泵由150ZJ-1-A50型(Q=272 m3/h，h=20.5 m)更換為150ZJ-I-A58型(Q=338 m3/h，h=31.5 m)。

(2)將463號泵進604號尾煤濃縮機管道改為進322號濃縮旋流器。

(3)461號出料管道獨立進604號尾煤濃縮機，確保事故應急生產工藝的靈活性。

通過優(yōu)化中矸截粗工藝，實現小系統閉路，再回收一部分中煤，降低了尾煤煤泥量及其發(fā)熱量。同時因為實現篩下水和離心液的閉路再回收，有效避免了604號濃縮機耙子負荷加大和濃縮機底流泵不上料等問題。在優(yōu)化粗煤泥截粗工藝后，浮選入料粒度組成明顯改善，減少了對尾煤發(fā)熱量等的影響。

另外，選煤廠東區(qū)還從浮選入料源頭抓起，嚴格原生煤泥濃縮池入料的檢查。定期協同技檢對水力分級旋流器溢流、精煤泥弧形篩底流等進行粒度抽查分析。針對精煤泥弧形篩篩口篩板翹起、粗粒錯配進入篩下的現象，對篩縫磨大或超標的篩板及時更換，同時要求崗位工人加強濃縮池溢流量的管理，保證在排出細泥的同時能留住細粒精煤。改造后，浮選入料粒度中大于0.3 mm顆粒含量明顯減少，尾礦煤泥發(fā)熱量大幅度下降。

3 二次浮選工藝技術改造

臨渙選煤廠浮選工藝為傳統的原生煤泥濃縮機溢流脫泥、底流大排放進浮選機。隨著機械化采煤程度的提高，浮選入料中高灰細泥含量也在增加，小于0.045 mm粒級含量達到30%以上。生產過程中細泥含量相對較多的加壓過濾機濾液循環(huán)進入浮選機分選，造成浮選精礦中高灰細泥夾帶現象比較明顯，浮選精煤灰分偏高，且不穩(wěn)定。在實際操作中，浮選時不敢刮料，本該回收的精煤損失在煤泥中，造成煤泥發(fā)熱量升高。

通過對東區(qū)浮選機多次單機檢查，得出浮選機的前兩室精礦灰分不高，第一室在9.50%左右，第二室在11.15%左右；但后兩室的灰分高，第三室在13.50%左右，第四室在14.50%左右。而日常操作時，浮選機一、二、三、四室的刮料量比例一般在40%、30%、20%、10%的范圍。雖然第三、四室的刮料量相對較少，灰分波動大，但是由于夾帶的高灰細泥量多，這部分煤與第一、二室的物料直接混合，必然影響浮選精煤灰分。為此，臨渙選煤廠東區(qū)實施二次浮選改造工藝，將第三、四室浮選精煤進浮選機再選降灰(見圖3)。通過一次浮選多回收(提量)，二次浮選控制灰分(提質)，來達到最終降低煤泥發(fā)熱量、提高浮選精煤抽出率的效果。其中1號系統二次浮選設備為浮選柱，2號系統二次浮選設備為與一次浮選相同類型的488號浮選機，3號系統二次浮選設備也為488號浮選機。

臨渙選煤廠東區(qū)制定了浮選操作指導意見，提出一次浮選?；厥?、二次浮選保質量的操作理念，并通過規(guī)范尾礦閘板調整，灰分異常時多途徑調整油量和油比、充氣及泡沫層，提高加壓過濾機的完好率，減小加壓過濾機對浮選的制約，在保證浮選精煤灰分的前提下加強浮選精煤回收，最大限度減少尾礦跑煤。

圖3 臨渙選煤廠二次浮選工藝改造設備流程示意

經過二次浮選改造和完善，在生產過程中針對不同煤種、不同礦別的原煤進行生產跟蹤試驗。通過大量生產數據的統計、分析、總結，實現了二次浮選操作模式的優(yōu)化。從表3可以看出，浮選機三、四室精礦再選在提高浮選抽出率和尾礦灰分方面有顯著效果。因為二次浮選對浮選精煤質量增加了一道把關環(huán)節(jié)，一次浮選操作時敢于多刮料，精煤在尾礦中所占比例明顯減少。

表3 臨渙選煤廠二次浮選改造前后浮選指標對比

通過增加三、四室浮選精礦的二次浮選后，實際分選效果變化見表4。

從表4看出，二次浮選改造后浮選精煤灰分降低了0.19個百分點，重介質精煤灰分升高了0.05個百分點，重介質中煤灰分升高了3.49個百分點，混合精煤灰分降低了0.02個百分點，浮選尾礦灰分升高了0.47個百分點，浮選抽出率升高了2.31個百分點，加壓過濾機排料板數升高了5.52板/萬t原煤。改造后的浮選工藝不僅降低了產品灰分，穩(wěn)定了精煤質量，還提高了浮選抽出率和加壓板數，效益可觀。

4 實施效果及經濟效益分析

通過提高重介質旋流器入料壓力、優(yōu)化中矸截粗工藝、改造浮選工藝、優(yōu)化浮選操作，最終將東區(qū)煤泥發(fā)熱量從2016—2017年平均值12.33 MJ/kg降低至2018年1—12月份的平均值10.53 MJ/kg，煤泥灰分從平均值45.0%提高至55.0%，提高精煤產率約0.45%，節(jié)約了不可再生煤炭資源。按照東區(qū)年入洗420萬t原煤、精煤與煤泥差價800元/t計算，年創(chuàng)效益達1 512萬元。

表4 臨渙選煤廠二次浮選改造前后系統指標數據

5 結 論

通過對臨渙選煤廠東區(qū)工藝系統的查找分析，找出了煤泥發(fā)熱量高的主要原因。通過提高重介質旋流器入料壓力、優(yōu)化中矸截粗工藝、實施二次浮選技術改造等手段，使得浮選工藝和操作模式日趨完善；貫徹一次浮選?；厥?、二次浮選保質量的操作理念，降低了尾煤泥發(fā)熱量，提高了精煤產率，節(jié)約了能源資源，取得了顯著的經濟效益和社會效益。