浅论铁峰选煤厂的工艺特点

罗林川

(大同煤矿集团铁峰煤业公司选煤厂)

1 铁峰选煤厂概况

铁峰选煤厂位于山西省右玉县境内,北距右玉县21 km,距大同市80 km,距呼和浩特市150 km。铁丰铁路环线从区内通过,交通相对便利。铁峰选煤厂设计生产能力一期为6.00 Mt/a,后期续建3.00 Mt/a,总能力达到9.00 Mt/a。铁峰选煤厂主要入洗增子坊矿井和南阳坡矿井的原煤,增子坊矿井改造后生产能力可达2.00 Mt/a,南阳坡矿井改造后生产能力可达4.00 Mt/a。因此,先期选煤厂的煤源充足,后期续建规模的煤源主要是收购周边煤矿的原煤。

铁峰选煤厂综合原煤灰分30.51%,硫分2.02%,热值 18.63 MJ/kg,属富灰、中高硫 、中低热值石炭系气煤。

2 煤质特征及其可选性分析

根据煤质资料,分析得出该厂入洗原煤的煤质特征如下:

1)原煤综合灰分为30.51%,属中高灰分煤;硫分为2.02%,属中高硫煤。2)+50 mm粒级含量为33.12%,灰分为34.56%,其中矸石含量为8.01%,占块煤量的24.12%,属于高含矸量原煤,人工手选无法排净大量块矸石,应采用机械方法排矸。3)各粒级的含量随粒度减小有降低趋势,+13 mm粒级累计含量为61.55%,说明粒度组成较粗。4)各粒级的灰分随粒度减小而降低,说明矸石相对较硬不易碎。5)原生煤泥含量为6.78%,灰分为24.36%,低于原煤灰分,但稍高于3～1.5 mm和1.5～0.5 mm末煤两个粒级,表明矸石碎化不严重。6)各粒级中1.3～1.4级为主导密度级,其次为+2.0密度级,各粒级可选性比较一致。7)各粒级中+2.0密度级的灰分均大于75%,说明矸石较纯。8)随粒度的减小,浮沉煤泥占本级含量由0.13%上升至4.25%,灰分由26.95%上升至51.63%,尤其是-13 mm粒级的浮沉煤泥灰分升高非常显著,说明矸石有一定的泥化现象。9)+2.0密度级的硫分均很高,最高达6.091%,其次为低密度级和1.8～2.0密度级,但大都在2.0%以下,经过洗选后硫分小于1.5%。10)当分选密度小于1.5时,原煤属于较难选 ～极难选;当分选密度在1.6～1.8时,原煤属于中等可选。

综上所述,该厂入洗原煤有以下几个特点:

1)矿井煤质较差,各粒级原煤中矸石含量较高,通过洗选有利于降灰脱硫,提高煤质。2)原煤粒度组成偏粗,块煤含量较高。3)各粒级可选性比较一致,该厂产品为动力用煤,故原煤可选性为中等选煤。

3 产品结构

根据铁峰选煤厂的入选煤种和煤质的实际情况,以及铁峰煤业公司生产经营策略的要求,铁峰选煤厂的洗后产品主要作为动力用煤。

产品结构为:

洗大块:粒度(＞50 mm),收到基低位发热量大于23.865 kJ;

洗混煤:粒度(＜50 mm),收到基低位发热量大于23.027 kJ。

同时块煤产品具有一定的灵活性,块煤既可单独地销,也可破碎后掺入 ＜50 mm的产品中作为洗混煤。

4 工艺流程的特点

基于对铁峰选煤厂煤质资料的综合分析和选后产品的用途考虑,同时结合同煤集团各选煤厂生产经验,不断优化选煤工艺,最后选用200～13 mm块煤重介浅槽分选、1.3～1.5 mm末煤两产品重介旋流器分选、1.5～0.25 mm粗煤泥螺旋分选机分选、-0.25 mm细煤泥不分选的工艺。原则工艺流程图,见图1。

图1 原则工艺流程示意图

工艺流程的主要特点有:

1)块煤分选采用重介浅槽分选工艺。虽然块煤、末煤洗选均可生产出合格的产品,但块煤分选相对于末煤分选的优点是设备处理能力大、介耗低、生产成本低、设备管理维护简单。故尽量利用块煤设备进行分选,这样可减少毛煤的破碎环节和末煤的入选量,降低洗选成本。

块煤分选采用目前较为成熟的重介浅槽工艺。重介浅槽分选粒度范围宽,通常为200～13 mm,分选精度高,具有适应性强和处理能力大的特点。

2)末煤分选采用选前脱泥有压给料两产品重介旋流器分选工艺。

该厂推荐采用选前1.5 mm脱泥重介分选工艺,主要原因有以下几点:

a)由于大直径的旋流器的有效分选下限一般只能达到1.5 mm,事先将煤泥从系统中脱除,既可减少旋流器的入料量,又可避免煤泥在系统中长时间无效循环,减少煤泥的进一步泥化。b)选前脱泥将煤泥的不利影响消除在进入分选作业之前,有利于从根本上消除系统对煤泥量波动的适应性。c)选前脱泥,提高了重介分选系统工作悬浮液的稳定性和可控性,有利于稳定产品质量。减少了分流量,简化了介质回收系统,降低了脱介筛和磁选机的负荷,改善了脱介效果。

3)粗煤泥分选系统采用螺旋分选机分选。螺旋分选机有效分选密度在1.65 kg/L以上,当分选密度低于1.65 kg/L,分选效果变差,不能作为出低灰产品的分选设备,螺旋分选机一般用于动力煤选煤厂粗煤泥分选,作为2～0.15 mm粗煤泥高密度排矸和脱硫的设备。

用螺旋分选机分选粗煤泥近几年在山西大同、朔州矿区的动力煤选煤厂应用较多,故粗煤泥分选系统采用螺旋分选机分选。

4)-0.25 mm的细煤泥不分选。铁峰选煤厂入选原煤的煤种以气煤为主,市场定位为动力煤,工艺流程不设浮选环节。主要原因是:a)采用了螺旋分选作为粗煤泥分选设备,分选下限较低,可达0.25 mm左右。b)浮选的加工费用较高。因此,0.25 mm以下煤泥不进行分选,直接通过压滤机处理。

5 地面工艺总布置

选煤厂总平面布置与矿井地面工程的布置相互协调,布置总体格局与地形地貌、风向、朝向条件紧密结合,并本着少占用林地的原则,统筹兼顾,因地制宜。此外,对后期续建工程也进行了充分考虑,预留了主厂房及浓缩车间的扩建场地,使得前、后期的工程能够进行有机衔接。

增子坊和南阳坡矿井的原煤分别通过皮带运至原煤储煤场,再通过储煤场下的两条返煤地道经皮带转载后,运至主厂房进行分选。

原煤经过主厂房分选后,洗大块、洗末煤及矸石通过同一条皮带走廊分别运至块煤仓矸石仓和产品仓储存,其中洗大块既可直接进块煤仓地销、也可在主厂房破碎至-50 mm后作为洗末煤销售;块煤仓矸石仓储存的产品通过汽车地销,产品仓储存的产品通过快速装车站铁路外运。

浓缩车间布置在主厂房东侧,介质库置在主厂房西侧,便于生产管理。

6 结 语

铁峰选煤厂作为总体工程,目前正在生产建设阶段,预计在2010年10月底投产使用,在今后的生产中也需要不断地发现问题,以便进一步完善选煤工艺和管理。