重庆能源投资集团选硫技术最新发展

陈 选 宋常胜

（河南理工大学 河南焦作 454003）

重庆能源投资集团选硫技术最新发展

陈 选 宋常胜

（河南理工大学 河南焦作 454003）

本文介绍了高硫煤矸石的危害及重庆能源投资集团高硫煤矸石洗选技术的发展，重点介绍了干坝子洗选厂利用国内首创的以磁铁矿粉为重介质的高密度重介旋流器分选高硫煤矸石工艺的原理、工艺流程及实施效果，并分析了存在的问题。

硫分；矸石；密度；重介；分选

1 前言

重庆能源投资集团旗下有五大煤炭生产企业，每年生产原煤1400余万吨，但原煤多属高灰高硫，不能直接提供用户使用，必须通过洗选加工提质，因此每年有近200万t洗选矸石应排放到矸石山废弃。煤矸石综台利用是国家一项长期的技术经济政策，国家八部委2014年修订了《煤矸石综合利用管理办法》，鼓励提高煤矸石的利用量和利用率[1]。

2 选硫技术在重庆能源投资集团的发展

2.1 摇床时代

20世纪70年代中期，原煤炭部科技司针对南桐矿区高硫煤洗矸中回收硫铁矿的可行性，下达了“从水洗和手选矸石中回收硫铁矿”的课题研究任务。1977～1978年，干坝子选煤厂与煤炭科学研究总院唐山分院、中国矿业学院合作，进行了大量的破碎解离和分选试验，验证了重选法回收硫铁矿的可行性，课题成果通过了原煤炭部鉴定。

2.2 南桐选煤厂自生重介技术

南桐选煤厂于2008年承担了重庆市科委科技攻关项目——“高硫煤矸石使用自生硫精砂作重介质的高效分选新工艺”课题，采用自生介质旋流器组合分选-矿泥浮选工艺，完成了对高硫煤矸石高效分选新工艺的研究，分选出了部分硫铁矿，但存在着硫精砂品位不高、分选精度较低、自生重介消耗补充量大、磨损严重等问题。

2.3 干坝子洗选厂重介技术

2008～2011年，干坝子洗选厂先后与有关单位合作，首创以磁铁矿粉为重介质的有压三产品高密度重介旋流器矸石选硫工艺。产品品质明显提高，硫精矿St，d≥28%，沸腾煤St，d≤4.2%，通过掺配洗中煤，为电厂提供符合入炉要求的燃料。

3 重介选硫原理及工艺流程

3.1 基本原理

重介选硫技术采用磁铁矿粉作为重介质的重介旋流器工艺，选硫分选密度大大高于选煤，如何提升和稳定密度是技术的关键。

三产品旋流器是由两台两产品旋流器串联组装而成，第一段为主选，为圆台形旋流器，采用较低悬浮液密度进行分选，选出尾矿和再选入料，同时由于悬浮液浓缩，为第二段准备了高密度悬浮液；第二段为再选，圆锥旋流器分选出中矿和硫铁矿两种产品。在离心力场和密度场作用下，密度较高的物料很快靠近旋流器壁，在外螺旋流作用下，由底流口排出；密度较低的物料在内螺旋上升流作用下，从溢流口排出，从而完成分选过程。

3.2 关键技术与设备

（1）首创的新型三产品重介旋流器一段为圆台型，二段为圆锥形，一段圆台形旋流器比圆柱形更有利于提高进入二段旋流器的悬浮液密度。

（2）普通选煤重介悬浮液的密度一般不超过1.6kg/L，而选硫用的悬浮液密度要达到2.2kg/L以上，二段悬浮液密度要达到2.5kg/L左右，因此要求磁铁矿粉真密度必须达到4.5kg/L以上，粒度组成以200～320目为主导粒级。

3.3 工艺流程

3.3.1 入选原矿准备流程

洗选后的煤矸石送至一次分级筛，筛下物直接进入缓冲仓，筛上物送至圆锥破碎机，破碎至-9mm以下，破碎机产品送至二次分级筛，筛上物返回圆锥破碎机实现闭路破碎。

3.3.2 分选流程

原矿经缓冲后送入混料桶，通过给料泵扬至三产品重介旋流器分选，选后精矿脱介分级筛脱介脱水，精矿至精矿仓。

选后中尾矿一起经弧形筛预先脱介、尾矿脱介筛脱介脱水后，运至沸腾煤仓。

分选工艺控制中，要控制好硫精砂产品中的碳含量，研究表明[2]，硫精砂产品中的碳含量控制在5%以内，硫酸生产企业都能有效利用这部分硫资源。

3.3.3 介质回收流程

沸腾煤脱介筛的稀介质进入磁选机，磁选精矿进入合格介质桶，磁选机尾矿经浓缩脱水后进入沸腾煤仓；硫铁矿脱介筛的稀介质悬浮液进入磁选机，磁选机精矿进入合格介质桶，磁选机尾矿经浓缩脱水后进入硫铁矿仓。

3.3.4 矿泥水回收流程

各产品脱出水进入深锥池浓缩，溢流做循环水，底流经压滤脱水后配入电煤中。整个洗水系统实现了闭路循环，达到了零排放。

4 重介选硫工业实施效果

4.1 工艺效果

从检测资料可以看出原矿硫份9.61%，硫精砂硫分27.62%，沸腾煤硫分3.93%，矸泥硫分6.20%。系统处理能力104.12t/h，硫精砂及沸腾煤质量稳定，详见表1～3。

表1 设计选硫系统产品平衡表

表2 产品检测数质量表

表3 三产品旋流器参数与工艺性能评定表

原工艺脱硫率为50.90%，现重介工艺脱硫率为68.24%，提高了17.34%；硫铁矿回收率提高6%，沸腾煤硫分下降1个百分点以上。

4.2 经济技术对比

表4 隔膜跳汰与重介经济技术对比表

4.3 重介选硫系统的特点

4.3.1 生产能力扩大

工程实施后，生产能力达105t/h，年入洗能力近600kt，与原生产系统比较，矸石小时处理量增加了50t。

4.3.2 分选精度高，产品质量稳定

主要分选设备为硫铁矿专用旋流器，混料桶泵则采用高压电机变频驱动，保证了旋流器的分选压力，分选精度明显提高，旋流器一段可能偏差EP值0.08，旋流器二段可能偏差EP值0.05。

4.3.3 自动化程度高，操作简便

集控操作人员可以对所有设备的自动启车、停车、事故停车进行集中控制，对现场设备进行实时监控及数据采集，启动时间大大缩短，降低了电耗，减少了14名操作人员。

4.4 经济效益和社会效益

干坝子洗选厂600kt/a重介选硫系统每年可生产硫精砂约14万t，按28%品位计算，每年可减少纯SO2排放近8万t，社会效益显著；用于将沸腾煤的硫分降到了4%以下，通过掺配达到资源综合利用电厂入炉燃料要求，每年减少了矸石上山20万t，按20元/t的转运费用计算，每年为企业节省400万元，若加上低热值煤发电、资源综合利用增值税退税等收益，对煤炭企业的直接和间接经济效益极为显著。

5 结语

高硫煤矸石的综合利用经济效益和社会效益显著，重庆能源投资集团已走在全国前列，干坝子洗选厂600kt/a重介选硫工艺属国内首创，通过两年来的生产实践表明是成功的，对高硫煤矸石的综合利用意义深远。采用有压重介旋流器分选9mm以下不脱泥高硫煤矸石，分选效果好，产品质量稳定，是高硫煤矸石脱硫、资源综合利用的一个有效方法。

[1]国家发改委等八部委18号令《煤矸石综合利用管理办法》.2014.

[2]陈选，等.高碳硫铁矿制酸工艺技术探讨.硫酸工业，1998（5）：23～26.

TD94

A

1004-7344（2016）05-0333-02

2016-2-5