合理优化选煤工艺提高煤泥回收效率

2014-07-30吕勇

山西焦煤科技 2014年7期

吕勇

(1.太原理工大学，山西太原 030024；2.山西省煤炭规划设计院，山西太原 030045)

某选煤厂是一座处理能力5.00 Mt/a矿井型选煤厂。由于矿井产量逐年增加、煤质变化、工艺设备等因素的影响，原有设备已不能满足矿井生产需要，虽进行了一系列技改，增加了压滤机、筛网式沉降离心机、浓缩机等，但煤泥处理问题仍然突出，直接导致商品煤质量难以保证，经济效益受到严重影响。通过对选煤厂生产现状的分析，对煤泥水系统进行工艺改进，减少了煤泥水滞留时间，增加了末煤洗选比例，有效发挥了选煤厂降灰能力。

1 选煤厂生产现状及存在问题

该选煤厂现有工艺采用原煤13 mm分级，+13 mm块煤由浅槽、斜轮重介分选，-13 mm末煤由两产品重介旋流器分选，煤泥由3台XMZ500/1500-UB型厢式压滤机、2台ZKG300/2000型快开压滤机以及筛网沉降式离心机回收。由于处理能力不足、设备未能有效利用以及工艺布置上的问题，导致浓缩机内的煤泥长时间积聚、煤泥泥化严重、压滤成饼时间长、卸饼困难，加之矿井原煤产量增大、煤质情况恶化，现有的煤泥水处理设备已不能满足生产要求。末煤生产时间受到制约，商品煤质量无法保证。

2 分析解决途径

2.1 现状分析

从现有工艺来看(见图1)，末煤系统与块煤系统的煤泥水处理采用了相似的工艺，所不同的是块煤系统的煤泥水经过旋流器、高频筛、d18 m浓缩机处理后的细颗粒又返回到末煤系统，末煤系统对煤泥水再次进行处理。这样就会有效减少压滤设备的入料量，块煤系统回收煤泥水的布置是合理的。从图1可以看出，处理煤泥量的多少是由压滤机和沉降离心机决定，再增添新压滤设备既增加投入成本，工程量又大，费时费力。因此，在现有的设备基础上，如何优化工艺，更有效地处理煤泥水是主要研究方向。

2.2 优化方案

一种方案是采用2个d30 m浓缩机串联的方式，无论将其它设备如何布置，处理煤泥的任务还是由压滤机和沉降离心机完成，只是处理的先后顺序不同，现有状况仍难以改变。应充分利用2台备用浓缩机，发挥其缓冲作用，有效增加煤泥沉淀面积，解决煤泥回收的矛盾。同时以如何减少进入压滤机和沉降离心机的入料量为出发点，合理布置工艺，充分利用现有设备，达到最佳效果。

从现有工艺及现场情况分析,将末煤尾矿桶一部分分流至块煤厂房煤泥水桶,经块煤厂房旋流器和高频筛可处理掉一部分煤泥水。此工艺使煤泥水经过两组旋流器二次分级，极大地减少了进入d30 m浓缩机的入料，缓解压滤系统的负担。转至块煤厂房的煤泥水可根据矿井煤泥性质、压滤成饼时间等条件具体决定进量。

图1 原有工艺示意图

沉降离心机未能充分利用也是制约煤泥水处理的关键。从图1可见，原有工艺将沉降离心机离心液与压滤机滤液返回d30 m浓缩机，沉降离心机的离心液内含有大量细颗粒，这些细颗粒在浓缩机内的干扰，使沉降速度降低，沉淀不及时，絮凝剂效果不好，最终导致耙池内清水层不清，溢流浓度高，间接导致末煤车间的脱介效果差，磁选效率低，且脱介筛喷头易被细颗粒磨烂。在此情况下，不得不停开沉降离心机，每班只能运行2～3 h，开机率低。改进的方法是将沉降离心机离心液与压滤机滤液转入块煤系统煤泥水桶(见图2)后，经块煤旋流器一次分级，底流经高频筛处理，筛下物与旋流器溢流一同进入块煤浓缩机，浓缩机底流再转入末煤处理系统。或者可以有效地利用备用d30 m浓缩机(见图2)来沉淀离心液中的细颗粒，底流转至压滤机压滤回收。对离心液进行单独沉降，有效避免了这些细小颗粒对其它颗粒的干扰，既充分利用了沉淀面积又有助于增加末煤生产时间。这样离心液中的细颗粒可得到有效处理，浓缩机溢流浓度得到有效控制，对沉降离心机的使用时间有充分保证。

图2 改造后工艺示意图

从减少煤泥水的角度考虑，将块煤脱泥筛筛孔从1.5 mm改成0.5 mm，同样可以减少进入压滤系统的煤泥量，新增设的浅槽分选机带入大量的小粒度后，不存在斜轮分选机因黏度高而耗介严重的问题。减小筛孔尺寸可以减少煤泥水量，同时可降低旋流器入料浓度，在给矿浓度低于10％的情况下，选用溢流管直径、底流口直径和给矿管直径合适的旋流器不仅可以提高处理能力，还能降低旋流器分离粒度。沉降离心机离心液含大量0.045 mm细颗粒，选择合适的尺寸，旋流器分级粒度可降至0.019 mm，因此，减少入料浓度、合理选型有利于降低分级粒度，提高分级效率，最大程度利用旋流器处理一部分细颗粒煤泥水。

块煤高频脱水筛筛上产物中-0.045 mm的分配率可达到10％，再经过末煤系统处理就能进一步减少这部分颗粒的数量。如果将现有筛缝进行改造，把原有纵向筛缝改成横向，即垂直于煤流方向，同时减小筛缝至0.25 mm或0.1 mm，可增加煤泥堆积，提高脱水效果，有利于细小颗粒的脱水。