浅析乌东选煤厂选煤工艺流程的确定

张千军

(神华新疆公司洗选中心机电设备办,新疆乌鲁木齐 830019)

浅析乌东选煤厂选煤工艺流程的确定

张千军

(神华新疆公司洗选中心机电设备办,新疆乌鲁木齐 830019)

对乌东煤矿原煤粒度进行分析，认入洗最佳粒度范围应为200～13mm；在综合对比各排矸设备利弊的基础上，确定采用重介质浅槽分选机处理+13mm的原煤，进行排矸；针对采区原煤泥化现象，提出将煤泥分为粗煤泥和细煤泥，并采取相应的工艺进行回收。在此基础上，确定了乌东煤矿选煤厂的分选工艺，并进行了简要的阐述。生产实践表明，该工艺流程在乌东煤矿选煤厂运行效果较好，能够达到预期设计目的。

入选粒度 排矸 煤泥处理 分选工艺流程

1 入选原煤粒度分析

根据乌东煤矿原煤销售可知,原煤经筛分后+200mm的块煤可直接供给民用;-200mm的原煤则可入选煤厂进行分选,可确定入洗原煤粒度上限为200mm。将乌东煤矿原煤进行筛分浮沉试验,实验结果显示,+13mm的原煤中含矸量较高,灰分可达为26．7～36．9%,故入选的块煤需要进行排矸;-13mm的原煤中灰分偏高,可达22．9%,若直接作为电煤使用,则不能够满足灰分含量要求。有上述分析可确定乌东选煤厂的入洗粒度下限为13mm。为了提高-13mm原煤质量,可将25～13mm块精煤进行掺配,这样可以相对降低其灰分,在满足一定掺配比的条件下可作为电煤销售。对乌东煤矿煤炭主要销售对象进行分析,可知周边电厂、装备集中供热系统的大型企业或单位是乌东煤矿的乌东煤矿的主要销售客户,且这些客户与乌东煤矿保持有较为稳定的供给关系,末煤使用单位极少。由此可知,若将混煤产品作为乌东煤矿的主要销售产品则是最为合理的,因此可确定乌东选煤厂入洗粒度范围为200～13mm是最为合理的,13～0mm末煤不入洗,预留末煤洗选的可能性。

2 选煤方法的确定

由乌东煤矿原煤筛分沉浮试验可知,+13mm的原煤中含矸量较高,灰分可达为26．7～36．9%,故需要对该粒度级范围的入洗原煤进行排矸。对乌东煤矿原煤特性进行分析,同时结合临近矿井洗选经验,确定+13mm的原煤排矸可采用跳汰或重介分选两种方式[1-2]。现对这两种块煤排矸方法利弊进行分析：(1)动筛跳汰排矸自动化程度高,工艺简单易于操作,分选精度较高,且洗水可以实现循环,可节约大量的水资源,同时基建投资、生产、维护成本较低;但动筛跳汰排矸的缺点也较为明显,即其入洗粒度下限较高,一般适合于+25mm的入洗原煤。(2)重介分选排矸的主要优点是对入洗原煤适应性较强,入洗能力大,分选下限较低,同时可获得较高精度的产品,且可实现自动化控制,大型选煤厂多使用该工艺进行排矸或者处理块煤;其缺点是洗选排矸工艺较复杂,投资和运营成本较高,需配套相关设备较多。综上分析,满足乌东煤矿原煤粒度分选要求,同时考虑到入洗原煤煤质的不稳定性,决定采用重介分选对+13mm的原煤进行排矸。

目前,我国选煤厂所用的重介分选设备主要有有重介斜(立)轮分选机和重介浅槽分选机两种,前者优点是分选精度较高,分选粒度级较宽,浮液循环量较小,缺点是存在块煤过破碎现象,同时设备易于磨损,维修工程量较大;重介浅槽分选机除了能够满足高分选精度外,其分选工艺较简单,结构紧凑,占地空间较小,分选粒度范围为300～13mm,处理能力可达500t/h,重介浅槽分选机有代替重介斜(立)轮分选机的趋势[3-4]。综合上述分析,鉴于重介浅槽分选机的诸多优点,认为乌东煤矿选煤厂选择重介质浅槽分选机处理+13mm的原煤较适合,能够满足粒度要求和精度要求。

3 煤泥回收工艺

受煤层赋存条件和水文地质的影响,乌东煤矿部分采区原煤存在一定的泥化现象,煤炭泥化作用的结果便是细泥灰分较高,在原煤入洗过程中产生大量的煤泥,煤泥的增多直接影响到介质的回收率和精煤产率。这些煤泥若得不到回收和利用,不仅使大量的煤炭损失,还会增加煤泥水处理负担,不利于提高选厂的综合经济效益。分析认为,乌东煤矿选煤厂应对粗、细煤泥分别回收,其中回收所得粗煤泥可以按照合理配比掺入混煤中作为电煤销售,对于难以回收的细煤泥可根据其灰分值进行留或者弃。

3.1 粗煤泥回收

粗煤泥回收工艺和分选设备一直是我国选煤界研究的热点,其研究成果有效地推动了粗煤泥回收水平的提高。目前,我国常见的粗煤泥分选设备有高频筛、小直径重介质旋流器、加压过滤机、TBS干扰床、煤泥筛网沉降离心机等,这些设备有着不同的适应性[5-7]。高频筛分选原生煤泥效果较好,适合于对粒度范围要求较宽的单位;加压过滤机具备单机处理大,产品水分低等优点,但对于泥化较严重的煤泥而言其处理能力和处理效果会相对较差;TBS干扰床分选机对于粗煤泥分选有着较好的效果,同时由于其占地小、易于维护、运营成本低、节省药剂和重介质等优点应用范围有增大趋势,但该设备要求粒度范围较窄,同时自动检测和控制系统不够完善,难以保证精煤质量和产率;煤泥筛网沉降离心机主要应用于粗煤泥回收和精煤、尾煤脱水,该设备处理能力大、占地面积小、工艺简单,投资运营成本较低,分选效果较好。综合考虑这几种分选设备的利弊,同时结合乌东煤矿原煤自身特性,决定采用筛网沉降离心机进行粗煤泥回收。

3.2 细煤泥回收

以往煤泥回收多采用板框式压滤机,这种压滤机具有操作简单,滤饼含固率高等特点,其缺点是连续性差,工作压力较低,需要专人值守,滤布需定时人工清理。随着压滤机的快速发展,板框式压滤机使用率已经呈降低趋势,在其基础上发展起来的快开式隔膜压滤机使用率有增大趋势。快开式压隔膜压滤机采用机、电、液一体化设计和制造,结构简单合理,操作方便,安全可靠程度较高,能够实现压滤的自动化,且能够使滤饼水分降低至20%以内。鉴于快开式隔膜压滤机的诸多优点,决定采用其来回收乌东煤矿细煤泥。

4 分选工艺流程

根据乌东煤矿原煤分选粒度的分析和选煤方法的确定,结合设计的煤泥回收工艺,确定乌东煤矿选煤厂分选工艺流程。乌东煤矿选煤厂分选工艺可简述为：原煤经筛分后,+200mm产品拣除矸石后直接销售,-200mm产品进行分级,分级所得-13mm产品掺入混煤,所得200～13mm产品经脱泥筛后进入重介质浅槽分选机进行排矸和洗块煤,其中洗块煤分为200～100mm洗大块煤和100～25mm洗混中块煤,25～1mm洗末煤经离心脱水后掺入末原煤中,脱介后的矸石运至矸石场地储放;重介质可经磁选机回收,所得磁选尾矿进入煤泥水处理系统,磁选精矿返回合格介质桶;煤泥水采用两段浓缩、煤泥两段回收的工艺流程,经脱泥筛处理后的煤泥水进入浓缩旋流器,底流经离心机脱水后所得产品掺入混煤中,溢流进入一段浓缩机,底流经筛网沉降离心机脱水可得粗煤泥;浓缩机滤液进入二段浓缩机,底流经快开式隔膜压滤机压滤脱水后可得细煤泥。

5 结语

自该选煤工艺应用到乌东煤矿选煤厂生产中后,达到了预期的设计目标,目前工艺运行良好。入洗原煤粒度的分析和分选方法的确定是实现煤炭有效分选的前提和关键,煤泥的有效回收不仅有助于提高选煤厂的综合经济效益,同时对于降低煤泥水处理压力和环境保护也至关重要。实践证明,设计的分选工艺适合于乌东煤矿煤质分选要求,系统运行稳定,分选精度较高,且可在原煤煤质出现波动的情况下保证分选精度。

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[2]石绍辉,史英祥,赵翠.选煤厂块煤机械排矸工艺方法探讨[J].选煤技术,2007,(6):51-537.

[3]廉凯.浅谈重介浅槽选煤工艺及应注意问题[J].煤,2008,17(4):31-32.

[4]武乐鹏,杨立忠.我国重介质选煤技术的发展综述[J].山西煤炭,2010,30(4):74-75.

[5]朱飞,徐红岩,范方宇.粗煤泥回收工艺及其设备应用[J].应用能源技术,2011,(6):6-8.

[6]陈中杰,高勤学.粗煤泥回收技术的研究与探讨[J].选煤技术,2005,(4):43-44.

[7]冯翠花.粗煤泥回收工艺及设备对比[J].选煤技术,2005,(3):22-25.

Considered that the best particle size range is 200 ～13mm by the coal granularity analysis of wudong coal mine,determined that shoud adopt Dense Medium Separator to deal with the +13mm original coal and waste stone exhaust system，put forward recover coarse slime and fine slime individually based on the sludging phenomenon of mining area coal.Based on all of above,determined the separation technology of wudong mine coal preparation plant,and described the separation technology in a nutshell.The production practice shows that this separation technology is appropriate，achieve the desired objectinv.

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