朱紹文，李新祥

(兗礦能源集團(tuán)股份有限公司 濟(jì)寧二號(hào)煤礦，山東 濟(jì)寧 272072)

1 選煤廠概況

兗礦能源集團(tuán)股份有限公司濟(jì)寧二號(hào)煤礦選煤廠位于山東省濟(jì)寧市，屬礦井型選煤廠，設(shè)計(jì)入洗能力4.0 Mt/a，主要產(chǎn)品為氣煤，是優(yōu)質(zhì)動(dòng)力煤和煉焦配煤。選煤工藝為150～25 mm塊煤淺槽排矸、50～0 mm原煤無壓三產(chǎn)品重介分選、煤泥浮選。尾煤采用兩段濃縮兩段脫水回收工藝，一段底流沉降過濾離心機(jī)回收、二段底流快開隔膜壓濾機(jī)回收，二段溢流作循環(huán)水。

隨著濟(jì)寧二號(hào)煤礦開采年份的增加，煤層發(fā)生了較大變化，入選原煤灰分波動(dòng)大，造成洗混煤產(chǎn)品發(fā)熱量不穩(wěn)定，洗混煤灰分最高時(shí)達(dá)到36%，水分18%，發(fā)熱量不足15.90 MJ/kg，因此價(jià)格較低，影響了經(jīng)濟(jì)效益。

選煤廠洗混煤產(chǎn)品由重介中煤、沉降過濾離心機(jī)煤泥、中矸磁尾、粗煤泥TCS尾礦四部分組成。其中中矸磁尾回收工藝為：中煤稀介質(zhì)和矸石稀介質(zhì)分別經(jīng)過磁選機(jī)回收與粗煤泥TCS尾礦合并進(jìn)入中矸磁尾桶，桶內(nèi)物料經(jīng)泵送至中矸分級(jí)旋流器分級(jí)，溢流進(jìn)入濃縮系統(tǒng)，底流通過弧形篩+高頻篩進(jìn)行脫水回收，高頻篩篩上物料摻入洗混煤，弧形篩與高頻篩的篩下返回中矸磁尾桶。改造前工藝流程見圖1。

圖1 改造前的中矸磁尾回收原則工藝流程

2 存在問題與原因分析

2.1 存在問題

2020年洗混煤發(fā)熱量情況見表1。

表1 2020年洗混煤發(fā)熱量

洗混煤產(chǎn)品主要供鄒縣電廠使用，采用發(fā)熱量區(qū)間確定每大卡單價(jià)按質(zhì)計(jì)價(jià)，發(fā)熱量4 000 kcal/kg(16.74 MJ/kg)以下，0.09 元/kcal；4 000～4 500 kcal/kg(16.74～18.83 MJ/kg)，0.096 元/kcal。2020年，濟(jì)寧二號(hào)煤礦選煤廠洗混煤的平均發(fā)熱量為4 184 kcal/kg(17.51 MJ/kg)，發(fā)熱量最低時(shí)為3 728 kcal/kg(15.60 MJ/kg)，屬于低熱值煤。洗混煤的灰分、水分較高，平均灰分30.48%，平均水分18.0%。由于洗混煤水分大，當(dāng)洗混煤倉(cāng)存煤時(shí)間長(zhǎng)，給煤機(jī)閘板操作不當(dāng)時(shí)，很容易造成洗混煤竄倉(cāng)壓膠帶事故，影響設(shè)備運(yùn)行和人員安全[1]。

2.2 原因分析

洗混煤產(chǎn)品組成見表2，中矸高頻篩篩上物各部分組成見表3。

表2 洗混煤產(chǎn)品組成及灰分、全水分

表3 末中矸產(chǎn)品組成及灰分

通過對(duì)洗混煤產(chǎn)品組成分析，末中矸產(chǎn)品灰分38.32%，全水分21.6%，產(chǎn)量占洗混煤產(chǎn)品的50%，是造成洗混煤灰分高、水分大的主要原因。末中矸產(chǎn)品組成中，矸石磁尾灰分達(dá)到72.24%，占比25%，造成中矸高頻篩篩上產(chǎn)品灰分高。

假設(shè)將矸石磁尾分離單獨(dú)回收，并增加煤泥離心機(jī)對(duì)中煤磁尾、TCS尾礦進(jìn)一步脫水，預(yù)測(cè)改造后的洗混煤產(chǎn)品組成，見表4。

表4 洗混煤產(chǎn)品組成及灰分、全水分預(yù)測(cè)

通過表4數(shù)據(jù)看出，改造后的洗混煤灰分為33.30%，全水分14.1%，較改造前灰分下降1.91%，全水分降低3.4%，降灰降水效果明顯。

3 解決方法

將中煤、矸石磁尾分離分別回收，末矸石進(jìn)入矸石系統(tǒng)，避免灰分高的末矸石影響洗混煤產(chǎn)品發(fā)熱量。將中煤磁尾、TCS尾礦用煤泥離心機(jī)進(jìn)一步脫水，降低洗混煤產(chǎn)品水分，提高洗混煤發(fā)熱量。

具體改造方案：

A：我認(rèn)為企業(yè)嘗試智能化生產(chǎn)要考慮兩點(diǎn)，第一，實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)的可能性，第二，現(xiàn)階段是否真的需要智能化生產(chǎn)。很多企業(yè)存在一個(gè)認(rèn)識(shí)誤區(qū)，認(rèn)為智能化一定是好的，于是投入大量資金購(gòu)買智能化設(shè)備，但是收獲甚少。企業(yè)進(jìn)行智能化生產(chǎn)投資時(shí)，需要對(duì)整個(gè)行業(yè)有一個(gè)宏觀的認(rèn)知，再去考慮可能性，如果最后評(píng)估認(rèn)為企業(yè)能夠獲得收益，方能進(jìn)行智能化生產(chǎn)的投資。簡(jiǎn)單地說，首先要考慮能否“回本”，多久可以“回本”，這筆“生意”是否劃算。其次要考慮投資的時(shí)機(jī)，太早太遲都不可以，不能人云亦云，要根據(jù)自己的能力、需要和可產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益去評(píng)判，是否進(jìn)行智能化改造。

(1)在重介廠房一層中矸磁尾桶北側(cè)新增1個(gè)矸石磁尾桶、2臺(tái)矸石磁尾分級(jí)旋流器入料泵。

(2)原中煤磁選機(jī)尾礦和矸石磁選機(jī)尾礦管路合并后進(jìn)入中矸磁尾桶，改造后將中煤磁尾和矸石磁尾管路分離，將原中矸磁尾桶作為中煤磁尾桶。

(3)在重介廠房七層增加1臺(tái)φ500矸石磁尾水力分級(jí)旋流器。

(4)在重介廠房五層新增1臺(tái)矸石磁尾弧形篩、1臺(tái)矸石磁尾高頻篩，矸石磁尾高頻篩篩上物通過溜槽進(jìn)入矸石轉(zhuǎn)載膠帶。

(5)在重介三層增加1臺(tái)立式煤泥離心機(jī)，進(jìn)一步降低中煤磁尾、TCS尾礦水分。

矸石磁選尾礦進(jìn)入新增矸石磁尾桶，桶內(nèi)物料泵送至新增矸石磁尾分級(jí)旋流器，分級(jí)旋流器溢流直接進(jìn)入濃縮系統(tǒng)，底流通過新增弧形篩、高頻篩進(jìn)行脫水，脫水后的末矸直接作為矸石外排，新增弧形篩、高頻篩的篩下物返回矸石磁尾桶。改造后的工藝流程如圖2所示。

圖2 改造后的中矸磁尾回收原則工藝流程

4 改造后效果

4.1 運(yùn)行情況

(1)對(duì)改造后的矸石磁尾高頻篩篩上末矸進(jìn)行采樣分析，平均灰分88.03%，全水14.8%，末矸石灰分與重介矸石灰分相近。洗混煤灰分32.88%，較改造前降低2.3%。

(2)增加煤泥離心機(jī)后，離心機(jī)出料產(chǎn)品全水分14.5%，較采用弧形篩+高頻篩脫水方式，水分降低7.1%，測(cè)得洗混煤產(chǎn)品全水分15.0%，較改造前降低2.5%，解決了洗混煤倉(cāng)易竄倉(cāng)問題。

4.2 經(jīng)濟(jì)效益

按照全年入洗原煤390萬t計(jì)，改造前中矸磁尾合并回收，洗混煤產(chǎn)率為16.8%，年產(chǎn)量65.52 萬t，發(fā)熱量約16.74 MJ/kg；改造后，矸石磁尾單獨(dú)回收后，洗混煤產(chǎn)率降低至16.1%，年產(chǎn)量62.79 萬t，洗混煤灰分降低2.3%，全水分平均降低2.5%，洗混煤發(fā)熱量提高至18.20 MJ/kg。洗混煤以發(fā)熱量計(jì)價(jià)為0.096 元/kcal，改造前洗混煤銷售單價(jià)384 元/t，改造后洗混煤銷售提高至417.6 元/t，改造后增加材料配件、電耗等洗煤成本費(fèi)用0.19元/t。預(yù)測(cè)每年洗混煤增加銷售收入為：62.79 萬t×417.6 元/t-65.52萬t×384元/t-390萬t×0.19元/t=937.4 萬元。

5 結(jié) 論

改造前，由于矸石磁尾灰分高，中矸磁尾粗煤泥水分大，摻入洗混煤后，影響洗混煤發(fā)熱量。通過對(duì)中煤、矸石磁選尾礦進(jìn)行分離后分別回收改造[4-5]，將高灰末矸石廢棄，增加煤泥離心機(jī)加強(qiáng)中煤磁尾脫水，提高了洗混煤產(chǎn)品質(zhì)量，取得了良好的應(yīng)用效果和經(jīng)濟(jì)效益。