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(中煤科工集團(tuán) 北京華宇工程有限公司，河南 平頂山 467000)

田莊選煤廠是中國自主設(shè)計建設(shè)的第一座全重介大型中心型煉焦煤選煤廠，最初設(shè)計能力為3.50 Mt/a，于20世紀(jì)70年代投產(chǎn)。經(jīng)過3次較大的技術(shù)改造后，目前選煤廠生產(chǎn)能力達(dá)到10.00 Mt/a。現(xiàn)有煤泥水回收系統(tǒng)工藝流程(見圖1)為：中矸磁尾及TBS尾礦通過振動弧形篩+直線篩+離心機(jī)聯(lián)合脫水后摻入中煤，篩下水及離心液等和浮選尾礦一起通過濃縮+壓濾回收作為煤泥產(chǎn)品，煤泥經(jīng)干燥后外運銷售。

圖1 田莊選煤廠現(xiàn)有煤泥水回收系統(tǒng)工藝流程示意

1 煤泥水回收系統(tǒng)存在的主要問題

1.1 粗煤泥回收環(huán)節(jié)跑粗，濕煤泥產(chǎn)量大

中矸磁尾及TBS尾礦通過振動弧形篩+直線篩+離心機(jī)聯(lián)合脫水回收后摻入中煤。由于弧形篩篩網(wǎng)磨損較快，存在經(jīng)常跑粗現(xiàn)象，致使該回收的粗煤泥進(jìn)入到濃縮機(jī)，減少了粗煤泥量，最終使中煤量減少，濕煤泥量增加，影響了選煤廠的經(jīng)濟(jì)效益，增加了煤泥水系統(tǒng)負(fù)荷。目前選煤廠實際煤泥產(chǎn)率約占入洗原煤量的12%。

1.2 壓濾和干燥系統(tǒng)生產(chǎn)能力緊張

選煤廠設(shè)計原煤生產(chǎn)能力為Q=1 515.15 t/h，按洗選工程設(shè)計規(guī)范，選取煤泥水系統(tǒng)不均衡系數(shù)1.35，則煤泥量Q=1515.15 t/h×12%×1.35=245.45 t/h。選煤廠目前生產(chǎn)能力未達(dá)到設(shè)計水平，生產(chǎn)能力僅為1 150 t/h，同樣可計算得煤泥量為：Q=1150 t/h×12%×1.35=186.30 t/h。

選煤廠現(xiàn)有10臺廂式壓濾機(jī)，單臺面積F=800 m2，處理量Q=16 t/h，總處理能力Q=160 t/h。因此，現(xiàn)有壓濾系統(tǒng)的能力已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)需求。

選煤廠目前共有4套干燥設(shè)備，干燥車間和聯(lián)合車間各2套。4套設(shè)備小時最大總處理量為170 t，按最大處理能力計算，尚有16.30 t/h濕煤泥不能進(jìn)入干燥處理，只好露天存放。

1.3 濕煤泥儲、裝、運、銷售困難，制約著選煤廠的正常生產(chǎn)

目前，濕煤泥露天儲存于煤泥沉淀池，由于環(huán)保要求，不允許煤泥采用汽車外運，只能全部裝火車外運，銷路受限，銷售十分困難，而且濕煤泥火車運輸很困難，因此，制約了選煤廠的正常生產(chǎn)。

2 濃縮機(jī)入料煤質(zhì)資料分析

從圖1可知，弧形篩篩下水、直線篩篩下水、離心液和浮選尾礦均直接進(jìn)入濃縮機(jī)，濃縮機(jī)溢流直接作為循環(huán)水，故可將濃縮機(jī)底流粒度組成近似為其入料粒度組成。田莊選煤廠2018年2月20日對726濃縮機(jī)底流采樣，其小篩分試驗結(jié)果見表1。

表1 田莊選煤廠726濃縮機(jī)底流粒度組成

由表1可知，當(dāng)濃縮機(jī)截留粒度為0.075 mm時，大于0.075 mm物料占本級46.85%。選煤廠實際生產(chǎn)過程中因為溢流含有少量細(xì)粒級，故實際入料中的細(xì)粒級含量應(yīng)該比底流的細(xì)粒級含量稍大。設(shè)計以入料中大于0.075 mm粗粒級含量為40%計，由于煤泥產(chǎn)品占全樣的12%，設(shè)計認(rèn)為濃縮機(jī)的入料近似為占入洗原煤量的12%，故大于0.075 mm粗粒級含量約占入洗原煤量的40%×12%=4.8%。

當(dāng)濃縮機(jī)截留粒度為0.125 mm時，大于0.125 mm的物料占本級為34.03%。考慮溢流中的細(xì)煤泥，設(shè)計以入料中大于0.125 mm的含量為30%計，大于0.125 mm粗粒級含量約占入洗原煤量的30%×12%=3.6%。則濃縮機(jī)入料中粗粒級含量約占入洗原煤量的3.6%～4.8%。

3 煤泥產(chǎn)率預(yù)測

臨近的天宏選煤廠為礦區(qū)型煉焦煤選煤廠，與田莊選煤廠同屬平煤神馬集團(tuán)，入選原煤均來自集團(tuán)內(nèi)部的礦井，煤源相同，煤質(zhì)相近。天宏選煤廠煤泥水采用兩段濃縮回收工藝：一段濃縮機(jī)底流采用沉降過濾離心機(jī)回收后摻入中煤，溢流進(jìn)入二段濃縮機(jī)；二段濃縮機(jī)底流采用壓濾機(jī)回收煤泥。天宏選煤廠一段濃縮機(jī)底流粒度組成見表2。

表2 天宏選煤廠一段濃縮機(jī)底流粒度組成

由表2可知，天宏選煤廠大于0.125 mm粒級含量占本級38.10%，而田莊選煤廠為34.03%，粒度組成基本接近，天宏選煤廠實際煤泥產(chǎn)率約占全樣7%。2個選煤廠的煤源、煤質(zhì)基本一致，故設(shè)計認(rèn)為田莊選煤廠經(jīng)煤泥減量化改造后，最終煤泥產(chǎn)率將與天宏選煤廠基本一致，設(shè)計預(yù)測田莊選煤廠煤泥產(chǎn)率最少降低4.5%，最終煤泥產(chǎn)率約占入洗原煤量的7.5%。

4 煤泥減量工藝改造方案

為減少煤泥產(chǎn)量，須從粗煤泥跑粗環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，對煤泥水回收系統(tǒng)工藝進(jìn)行改造，設(shè)計增加深錐濃縮機(jī)做為一段濃縮，中矸磁尾、TBS尾礦和浮選尾煤一起先進(jìn)入深錐濃縮機(jī)，深錐濃縮機(jī)底流采用弧形篩+高頻篩+離心機(jī)脫水回收，回收的粗煤泥摻入中煤產(chǎn)品；一段濃縮溢流、篩下水和離心液再去二段濃縮。改造后的煤泥水回收工藝流程見圖2。

圖2 煤泥水系統(tǒng)改造工藝流程示意

5 煤泥水回收系統(tǒng)工藝改造效果分析

(1)減少了煤泥產(chǎn)量，提高了中煤產(chǎn)量。煤泥水系統(tǒng)工藝改造實施后，粗煤泥可以得到有效回收，減少了煤泥產(chǎn)量，同時中煤產(chǎn)量得到提高，有利于提高選煤廠的經(jīng)濟(jì)效益。

(2)緩解了煤泥壓濾和干燥系統(tǒng)的生產(chǎn)壓力。經(jīng)初步測算，煤泥水回收系統(tǒng)工藝改造實施后，可減少煤泥產(chǎn)率約占入洗原煤量的4.5%，預(yù)測最終煤泥產(chǎn)率約占入洗原煤量的7.5%。由于煤泥減量，選煤廠實際生產(chǎn)能力可望達(dá)到設(shè)計能力，原煤處理能力以1 515.15 t/h計，按洗選工程設(shè)計規(guī)范選取煤泥水系統(tǒng)不均衡系數(shù)1.35，預(yù)測煤泥產(chǎn)量為153.41 t/h，現(xiàn)有壓濾系統(tǒng)和干燥系統(tǒng)的處理能力均可滿足要求，可真正緩解壓濾和干燥系統(tǒng)的壓力。

6 結(jié) 語

田莊選煤廠實施煤泥減量化改造后，不僅能夠解決煤泥儲裝運難題，緩解壓濾和干燥系統(tǒng)的生產(chǎn)壓力，保證選煤廠的正常有序生產(chǎn)，還能提高中煤產(chǎn)量，增加選煤廠的經(jīng)濟(jì)效益。