东曲矿选煤厂洗选工艺改造实践

梁 宇

(1.中国矿业大学,江苏省徐州市,221008; 2.西山煤电集团东曲矿选煤厂,山西省古交市,030200)

★煤炭科技·加工转化 ★

东曲矿选煤厂洗选工艺改造实践

梁 宇1,2

(1.中国矿业大学,江苏省徐州市,221008; 2.西山煤电集团东曲矿选煤厂,山西省古交市,030200)

介绍了东曲矿选煤厂在技术改造中使用新技术,创新发展选煤新工艺,解决影响选煤厂生产发展难题等方面的具体实践。并且分析了新的选煤工艺特征、设备运行效果和取得的经济效益、社会效益。

选煤工艺 选煤技术 运行效果 东曲选煤厂

AbstractFocusing on an introduction to the application of new technology and innovated coal preparation processes in the technical upgrading in Dongqu Coal Prep,this paper provides an account about the practice of this coal prep in addressing the major problems that hinder the production development.At the same time,this paper also gives an analysis of the characteristics of the new coal separation processes,the operation results of relevant equipment,the social and economic benefits obtained therefrom.

Key wordsnovel coal separation process,separation technology,operation result,Dongqu Coal Prep

西山煤电集团东曲矿选煤厂属矿井型选煤厂,原设计能力为年入洗原煤400万t,于1994年11月建成投产,主要采用跳汰粗选-重介旋流精选-煤泥浮选的联合工艺流程,洗选设备分别从德国、美国、澳大利亚引进。系统经过15年的运行,设备老化、洗选效率低下,生产工艺明显落后,已不适应矿井煤质的变化,无法满足洗选的要求,给选煤生产及管理带来了诸多问题。为了从根本上解决影响选煤厂发展的难题,东曲矿选煤厂靠发展新工艺,使用新技术,运用新设备,实行工艺与设备的合理配置,将原来的生产工艺改造为:脱泥无压三产品重介旋流器+粗煤泥 TBS分选+煤泥浮选+

快开压滤机浮精脱水的联合流程。

1 新工艺新设备

1.1 工艺介绍

东曲矿选煤厂入洗原煤全部来自矿井 2#、4#、8#原煤,井下原煤经准备车间筛分、除杂和破碎至-50 mm后入仓分贮备选。入洗原煤仓下配煤后经脱泥筛脱除-1 mm末煤,筛上物进入ø1400 mm的三产品重介质旋流器分选,选后产品经过脱介脱水后成为最终产品。脱泥筛筛下物收集至煤泥池,由泵送至ø1000 mm单台分级旋流器,分级后-0.25 mm级去浮选系统,0.25～1 mm级进入TBS干扰床分选机进行粗煤泥分选,选出产品脱水后分别作为最终精煤和中煤入仓。进入浮选系统的煤泥由FCMC-4000Ι型旋流微泡浮选柱分选,分选出的浮选精煤,由快开隔膜压滤机压滤脱水后作为最终精煤产品。浮选尾煤经过浓缩沉淀后分别由沉降离心机、高频筛、煤泥离心机及尾煤压滤机回收,洗水实现闭路循环。东曲矿选煤厂改造前、后的工艺流程见图1和图2。新的生产工艺系统采用了脱泥、三产品重介、干扰床分选、旋流微泡浮选和快开隔膜压滤脱水等先进的生产工艺,同时使用了目前最大直径的三产品重介质旋流器和煤泥分级旋流器及最新运用于选煤生产的干扰床 TBS和最大直径的旋流微泡浮选柱,先进的选煤技术与新型的设备合理配合,将新技术新设备的优势在选煤行业发挥的淋漓尽致。对东曲矿选煤厂来说,由于原煤±0.1含量在40%以上,属极难选煤,且煤质泥化程度严重,选择新的生产工艺和新装备,对稳定产品质量,提高设备的洗选效率有着重要意义。

1.2 重点工艺环节特征

东曲矿选煤厂原煤不仅极难洗选,煤泥含量还很高,平均在20%以上,这部分细泥进入重介系统,不仅造成介质消耗量大,需加大介质回收设备的处理能力,而且细泥进入三产品重介旋流器后,使得重介旋流器分选下限降低,分选效率下降,分选效果差。选前脱泥虽然增加了选煤环节,但克服了上述弊端。大直径三产品重介质旋流器的使用,能一次分选出3种产品,较改造前的生产工艺,减少了跳汰选煤环节,降低了原煤因浸泡和系统循环产生的次生煤泥量,减轻了后续浮选环节的生产压力。同时解决了原生产系统小旋流器组 (4台ø610 mm两产品旋流器/组)易堵、压力分配不均、分选精度不一、分选效率低、产品产率低的问题。

大直径ø1000 mm分级旋流器取代了原ø350 mm旋流器组 (15台/组),解决了原旋流器组因堵塞而造成浮选系统跑粗的问题,同时分级效果由原来的0.5 mm降低到了0.25 mm,进入浮选系统的煤泥量减少,减轻了浮选系统的生产压力,改善了浮选效果。

旋流器底流产品,由 TBS干扰床分选机进行分选,TBS干扰床分选机于20世纪90年代初开始应用于选煤行业,是一种利用上升水流在槽体内产生紊流的干扰沉降分选设备。通过实践应用和不断完善改进,TBS已发展到第4代产品,设备本身有一套密度控制系统,能保证分选密度的精确性,且分选密度可调,对煤质变化的适应性强,在分选密度范围内,精煤灰分稳定。因其工艺简单,运行成本费用低,单位处理量大,分选效率高,其分选下限可降到0.15 mm,分选上限可达到2～3 mm,近几年在选煤厂得到了广泛应用。它与煤泥重介分选相比产率高,细泥污染少,操作管理方便。

FCMC-4000Ι型旋流微泡浮选柱由中国矿业大学自主研发,同一设备能实现浮选和重选 (旋流力场)作业,该浮选柱柱体高达6.8 m。这样,从矿浆的入料到产品的分级,分选时间长,分选的精度与分选效率较高。同时该浮选柱的微泡发生器结构独特,外配置的射流自吸式节能微泡发生器为国家实用新型专利产品,所产生的气泡质量好,工作压力较低 (0.16～0.2 MPa),材质耐磨,使用寿命长,且不堵塞,易调节,工作稳定,易维护和更换。与原来使用的XJ X-T12型浮选机比较,该浮选柱无搅拌机构,减少了煤泥的二次粉碎,设备构造简单,维护检修量少,而且该浮选柱动力消耗小,配套电机最大功率为160 kW,比相同处理能力的常规浮选机节能1/3。需特别说明的是,该浮选柱应用后,通过提高尾矿箱、增加溢流堰长度等措施,该机更加适合东曲矿选煤厂煤质的特点,且油耗有较好的改善。

快开隔膜压滤机因其自动化程度高、处理量大、滤液浓度低,近几年来逐步应用于选煤厂浮选精煤的脱水。东曲矿选煤厂原使用的 GPY-200型圆盘真空过滤机,处理能力低,滤饼水分高,滤液浓度高,易导致细泥在循环系统中恶化浮选效果、影响洗水平衡,特别是遇到井下工作面过地质构造,原煤泥化、煤质变差时,过滤机滤饼薄不脱落,细泥在系统中积聚,洗水浓度剧增,有时须停产换水。快开隔膜压滤机相对于过滤机和加压滤机而言,对煤质的适应性强,即使是细泥含量较大时,只要延长进料时间,也可有效回收。使用快开隔膜压滤机后,滤饼水分由原来的28%降到了22%左右,滤液浓度由100 g/l降到了5 g/l,保证了生产的正常进行。

2 新工艺运行效果

(1)三产品重介旋流器替代跳汰+两产品重介旋流器效果见表1。

表1 三产品重介旋流器替代跳汰+两产品重介旋流器

(2)FCMC-4000I型旋流微泡浮选柱替代XJ X-T12型机械搅拌式浮选机效果见表2。

表2 微泡浮选柱替代搅拌式浮选机后运行效果

(3)KZG450/2000-U/XBK型快开式隔膜压滤机替代圆盘真空过滤机效果见表3。

表3 KZG450/2000-U/XBK型快开式隔膜压滤机替代圆盘真空过滤机效果

(4)TBS干扰床分选机各项指标如下:入料粒度 1～0.25 mm;入料浓度 62.1%;Ep值0.08;分选密度1.17～1.24 g/l;上升水量80～85 m3/h;上升水压0.07 MPa;入料灰分27.9%;精煤灰分10.79%;中煤灰分41.82%。

(5)大直径分级旋流器替代分级旋流器组效果见表4。

表4 大直径分级旋流器替代分级旋流器组效果

综上所述,使用新技术新工艺后,在保证精煤灰分的同时,精煤产率提高了3%,浮选精煤抽出率提高了10.7%,油耗降低了0.04 kg/t干煤泥,介耗降低了0.6 kg/t重介原煤。

3 经济效益和社会效益

3.1 计算依据

(1)按改造后精煤产率提高3%,2009年入洗241万t原煤计,每年多生产精煤7.23万t。

(2)2009年精煤价格730元/t,动力煤价格350元/t,每度电0.4元,每吨浮选药剂4700元,磁铁矿粉930元/t,工业用水1.87元/t。

(3)改造前入浮煤泥量为30%,改造后降为21%。

3.2 经济效益计算

根据以上计算依据每年多产精煤创效益:7.23 × (730-350) =2747.4万元;每年节约药剂费用152.23万元;每年多用磁铁矿粉费用62.76万元;每年节约水费2.34万元;每年节约电费165.35万元;改造后共增经济效益2904.66万元。

3.3 社会效益

新工艺新技术的使用,提高了选煤厂生产系统的处理能力,缩短了生产时间,减轻了职工的劳动强度;实现了煤炭资源的合理利用和企业的可持续发展;为今后选煤行业新厂的设计和旧厂的技术改造提供了成功案例及宝贵经验,也为探索新工艺与设备的优化配置开拓了视野。

(责任编辑 康淑云)

Practice of Dongqu Mine Coal Prep in its coal seperation process upgrading

Liang Yu1,2

(1.China University of Mining and Technology,Xuzhou,Jiangsu province 221008,China; 2.Dongqu Coal Prep,Xishan Coal&Electricity Group,Gujiao,Shanxi province 030200,China)

TD948

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梁宇 (1967-),男,山西静乐县人,选煤高级工程师,中国矿业大学在读研究生,1989年毕业于中国矿业大学,现任山西焦煤集团公司东曲矿选煤厂副厂长兼总工程师。