太原选煤厂重介系统工艺改造可行性分析

要志军

（西山煤电集团公司官地矿选煤厂，山西省太原市，030023）

太原选煤厂实施了两期对重介系统的改造工程（原单系统处理能力150万t／a），同时进行了浮选系统的更新改造，浮选精煤脱水采用加压过滤机及精煤快开压滤机改造，改造完成后选煤厂核定生产能力为450万t／a。

1 概况

1.1 存在的问题

太原选煤厂的洗选工艺为不脱泥入洗工艺，重介分选系统的循环介质煤泥含量大，原煤介耗在3 kg／t左右，介耗偏高。重介系统处理能力低，原煤不能全重介洗选。核定生产能力450万t／a，但原重介生产能力仅为300万t／a，必须依靠原有跳汰系统弥补生产能力的不足，降低了洗选效率。粗煤泥回收系统工艺落后，能力不足。

太原选煤厂的粗煤泥采用水力旋流器浓缩分级和高频筛、离心机脱水回收，该系统细泥污染严重，产品灰分比主洗系统约高4%～6%，严重影响了洗选效率和产品质量。

1.2 项目实施的必要性

自两套重介系统投入使用后，入选原煤在400万t／a以上，其中跳汰系统承担了近1／3的生产量，跳汰系统分选效果差导致了销售精煤产品质量波动较大，灰分质量控制较困难，精煤产率低。因此，对重介系统进行扩建改造，增设粗煤泥分选系统，提高精煤产率和产品质量势在必行。

1.3 改造内容和范围

（1）增加原煤脱泥筛，将原煤不脱泥入洗工艺改为脱泥入洗。

（2）增加粗煤泥分选系统，使重介旋流器有效地分选1.5～0.25mm粒度级的粗煤泥。

（3）进行重介系统扩能改造，达到原煤全重介入洗。

1.4 煤源和煤质

太原选煤厂入洗原煤主要是杜儿坪矿、西铭矿的2＃、3＃低硫瘦煤和8＃高硫贫瘦煤，其中原煤中1.5～0.25mm含量达24.96%，精煤灰分10.0%，精煤理论产率85.58%，理论分选密度1.905g／cm3，±0.1含量14.65%，可选性为中等可选，见图1。

图1 1.5～0.25mm粒度级原煤可选性曲线

2 选煤工艺的制定

2.1 原煤入洗工艺选择

太原选煤厂目前的主选设备为三产品重介旋流器，按选前原煤准备可分为脱泥入洗和不脱泥入洗两种工艺。

脱泥入洗工艺的优势在于工艺成熟，分选精度及分选效率高、分选效果好，因为分选介质中非磁性物含量小，脱介筛脱介效果好，可有效降低粒度差异对重力分选效果的不利影响，重介系统稳定性好，便于生产管理，降低脱介环节设备负荷，介耗降低了0.8～1.5kg／t，达到节能降耗的目的；劣势在传统的脱泥工艺入洗粒度下限最低只能控制到0.5mm。

不脱泥入洗工艺的优势为原煤全粒级进入重介分选系统，可充分发挥重介旋流器分选下限低的优势，减轻浮选系统的负荷，减少了脱泥工艺的环节；劣势为分选精度及分选效率相对较低，分选效果相对较差，煤泥全部进入介质系统，脱介工艺环节负荷大，脱介困难、效果差、介耗高。

从以上分析可以看出，脱泥分选虽然增加了脱泥工艺环节设备，但可以大大改善脱介工艺环节的工况，提高系统分选效率，改善生产管理，节能降耗，降低生产成本。根据太原选煤厂目前的生产状况和煤质资料分析，选择原煤脱泥入洗工艺。

2.2 粗煤泥分选工艺选择

通过对粗煤泥分选设备的比较和对太原选煤厂的煤质分析，采用TBS分选机进行粗煤泥分选可以获得较好的分选效果。

2.3 最终工艺

改造后的原煤洗选工艺为脱泥入洗，采用重介＋粗煤泥分选＋浮选联合流程。原煤粒度50～1.5 mm采用无压三产品重介旋流器分选；原煤粒度1.5～0.25mm采用粗煤泥系统TBS分选；原煤粒度0.25～0mm采用浮选。

3 改造方案

3.1 工艺流程

原煤经准备系统处理后，先进入脱泥筛脱泥，筛上物料进入重介系统分选，筛下物料进入分级旋流器分级，旋流器溢流进入浮选系统分选，底流进入TBS粗煤泥系统分选。TBS溢流经弧形筛－高频筛－离心机脱水后，产品进入精煤输送系统，TBS尾煤进尾煤回收系统，工艺流程见图2。

图2 TBS分选工艺流程

3.2 改造方案的比较和选择

重介系统扩能改造有2种方案。

（1）方案一。对现有的重介一期和二期系统进行扩能改造。

（2）方案二。拆除跳汰1、2、3套系统，安装1套生产能力为200万t／a的重介系统。

增加的重介系统在原有跳汰厂房进行，由于该厂房钢结构已运行52a，且厂房层高较低，经咨询相关土建专家，改造时土建钢结构加固方案难以确定，投入费用无法估计，所以改造方案采用方案一，对现有重介系统进行工艺改造。

3.3 主要设备选型

根据煤质资料分析并考虑煤质变化，粗煤泥量取原煤量的25%，入洗量按450万t／a计算，入料量853t／h，粗煤泥量214t／h。

（1）原煤脱泥筛。采用新型香蕉型直线等厚筛，该筛子属于重型筛分设备，筛面由几段不同倾角组成，实现物料等厚筛分，有极高的筛分效率和处理能力。脱泥筛选用3661型香蕉筛，共2台，单台处理量550t／h（取k＝1.2），处理量可达1000t／h，完全满足入料量853t／h的要求。

（2）粗煤泥分选机。选择使用TBS粗煤泥分选机，根据对太原选煤厂的煤质分析，将TBS粒度分选范围设定为1.5～0.25mm粒度级，TBS分选机选用XGR3600型，共3台，单台处理量140 t／h（取k＝1.5）。

（3）三产品重介旋流器。将目前使用的三产品重介旋流器3GDMC1200／850更换为型号为3GDMC1400／1100的重介旋流器，处理量由原来的300～350t／h增加为350～400t／h，两套系统处理量可达700～800t／h，其中需重介系统处理量为639t／h，完全满足现有生产能力853t／h的要求。

3.4 工艺布置

（1）原煤脱泥环节改造。原煤准备系统不变，将脱泥筛安装在主洗楼＋20.25m和＋23.50m层的314原煤刮板输送机的机头和机尾出料点下，并对现有的重介一期和二期的缓冲仓进行改造，使之适合脱泥入洗改造工艺。

（2）粗煤泥分选系统改造。在主洗楼的原粗煤泥回收系统中进行，将分级旋流器安装在＋26.70 m，TBS分选机安装在＋20.25m平面，弧形筛、高频筛、离心机安装位置不变，只进行设备更新。

（3）重介扩能系统改造。将重介一期和二期系统原工艺及设备布置不变，只进行设备更新，三产品旋流器选型由3GDM1200／850更换为3GDM1400／1100，还安装在原来的位置，安装空间足够。

4 经济效益及投资回收分析

4.1 经济效益

原煤经脱泥工艺改造后，进入重介的入料量减少了约25%，重介介耗水平可降低到1.5kg／t以下，介质消耗预计降低50%以上，重介生产成本大大降低。

按原重介入选300万t、介耗为3kg／t的原煤计算，改造前介质消耗为9000t，改造后介质消耗为5062t，节约介质费用512万元。

干扰床分选工艺对＋0.25mm以上煤泥都有较好的分选效果，大大降低了浮选入浮量，提高了浮选效果。

系统改造后，全重介脱泥入洗生产能力提高到450万t／a以上，按重介比跳汰洗煤提高精煤产率0.86%、精煤价格991元（不含税，2011年实际销售价格）计算，扣除副产品收入（洗混煤200元／t）减少，可增加销售收入3061万元。如果计算介质节约的512万元，改造后可增加经济效益3573万元／a。

4.2 投资回收

太原选煤厂实施原煤脱泥入洗、粗煤泥分选系统、重介扩能改造，所需投资：设备购置2102.8万元，材料及安装247.88万元，设备拆除84.12万元，土建26.94万元，其他140.47万元，集中控制128.94万元，生产监控209.83万元，不可预见费208.18万元，总计3149.16万元。根据整个项目的投资和全年效益，不到1年静态投资就能收回。

5 结语

针对太原选煤厂原重介工艺存在的介质消耗高、粗煤泥无法实现全部分选以及现有重介系统处理能力无法满足处理450万t／a原煤的实际状况，在对粗煤泥分选工艺、设备原理优缺点分析的基础上，提出了在无压三产品中介旋流器之前增加脱泥环节，采用基于TBS的工艺与设备进行分选的工艺改造思路。该方案实施后，可为选煤厂带来良好的经济效益。

［1］ 张志文.TBS干扰床及其在粗煤泥分选中的应用［J］.中国煤炭，2006（12）

［2］ 祁泽民，符东旭，刘文礼，陈素凤，孟海生.选煤工艺的新突破—粗煤泥分选机［J］.中国煤炭，2008（7）

［3］ 吴明有，李延锋，冉进财，张文军.粗煤泥的分选及其对选煤工艺的影响［J］.选煤技术，2009（4）