阳城煤矿选煤厂粗煤泥分选系统工艺调整与设备优化

李远清，宗建文，张 星 ，潘保东

(1.济宁矿业集团 阳城煤矿，山东 济宁 271000；2.威海市海王旋流器有限公司，山东 威海 264200)

阳城煤矿选煤厂粗煤泥分选系统工艺调整与设备优化

李远清1，宗建文1，张 星2，潘保东2

(1.济宁矿业集团 阳城煤矿，山东 济宁 271000；2.威海市海王旋流器有限公司，山东 威海 264200)

为解决阳城煤矿选煤厂溢流水跑粗而导致的精煤损失与旋流器入料浓度过高的问题，该厂对粗煤泥分选系统工艺与设备进行了调整与优化，并对结构优化后的FBS粗煤泥分选机进行了单机检查，结果表明，改造后的FBS粗煤泥分选机分选精度为0.07,数量效率为95.44%，可使总精煤产率提升1.75个百分点。

粗煤泥；FBS粗煤泥分选机；粗煤泥分选系统；数量效率；总精煤产率

1 概述

阳城煤矿选煤厂是隶属于济宁矿业集团的一座现代化炼焦煤选煤厂，设计生产能力为2.0 Mt/a。该厂于2014年进行了技术改造，增加了粗煤泥分选系统(工艺流程见图1)，选用FBS2100粗煤泥分选机对粗煤泥进行分选，获得了较好的技术经济效果[1-3]。但是，随着近年来矿井产量的提升与开采工艺的变化，原煤中煤泥的含量不断提高，严重影响了角锥池的分级与沉淀效果，造成部分粗煤泥未经分选直接进入浓缩池。为解决这一问题，阳城煤矿选煤厂特对粗煤泥分选系统进行了工艺调整，并对该系统中的FBS粗煤泥分选机结构进行了优化。

图1 阳城选煤厂粗煤泥分选系统工艺流程

2 工艺调整与设备优化

2.1 工艺调整

由于入选量的增大与原煤中煤泥含量的提高，角锥池底流浓度出现大幅攀升，由原120 g/L升高至180 g/L左右，严重超出后续作业FX500旋流器的入料浓度，使旋流器分级效果变差，导致底流浓度过高出现易堵塞的问题。针对这些问题，在保持原工艺流程不变的条件下，增加了2台FX500旋流器，与系统中原有的2台FX500旋流器共同处理角锥池底流。

增加设备后，FX500旋流器组的总入料量可由原340 m3/h提升至700 m3/h，有效地降低了角锥池底流浓度，使其由180 g/L左右降至110 g/L，满足了旋流器的入料浓度要求，同时也解决了角锥池溢流跑粗的问题。

2.2 FBS2100粗煤泥分选机结构优化

由于新增的两台FX500旋流器的安装方式和安装位置必须与原旋流器对称放置，因此需对FBS粗煤泥分选机的入料装置和补水装置进行优化。

2.2.1 双切线入料井

新增两台FX500旋流器后，受现场空间的影响，导致FBS粗煤泥分选机的原有入料井不能满足要求，必须对入料井结构进行调整。经过反复试验，将FBS粗煤泥分选机原单切线入料井变为双切线入料井(图2)，改造后的双切线入料井完全可以满足现场FX500旋流器安装的要求。

图2 双切线入料井结构简图

2.2.2 自净水箱

受选煤厂循环水浓度的影响，FBS粗煤泥分选机在运行一段时间后，在水箱中容易沉淀一部分煤泥，当水箱中沉积的煤泥达到补水板的高度后，就会出现堵塞补水孔的现象，补水孔一旦出现堵塞，就会严重影响分选机顶水上行的均匀性，出现分选死区，影响分选效果。为解决此问题，选煤厂采用自净水箱代替了原水箱。

自净水箱与原水箱在结构上大体类似，区别在于泵送过来的顶水经补水环进入水箱的方式。原水箱顶水进入水箱的方式为垂直进入，以这种方式进入的优点是水箱内部的水流相对平稳；自净水箱顶水进入水箱的方式为切线给入，顶水在水箱内形成环形流动，从而带动沉积的物料进行旋转，这时只需要将排污阀打开，沉积的煤泥会从排污口排出，完成水箱的自净功能。

3 效果分析

3.1 FBS粗煤泥分选机入料、溢流及底流粒度组成分析

在FBS粗煤泥分选机正常运行期间，分别采取入料、溢流和底流进行筛分试验[4-7]，试验结果见表1—3。

表1 FBS粗煤泥分选机入料筛分试验结果

表2 FBS粗煤泥分选机溢流筛分试验结果

表3 FBS粗煤泥分选机底流筛分试验结果

由表1—3数据可以看出：FBS粗煤泥分选机入料中1～0.15 mm粒级所占比例为73.01%，该粒级物料适合采用FBS粗煤泥分选机进行分选；>1 mm、<0.15 mm粒级含量较少，但是灰分较高，其中<0.15 mm粒级经过FBS粗煤泥分选机几乎没有被分选，全部进入溢流，而>1 mm粒级受自身粒度和密度的影响，较多进入分选机底流。鉴于上述试验结果，在计算FBS分选机分选精度时可以将<0.15 mm粒级物料扣除。

3.2 FBS粗煤泥分选机入料、溢流及底流密度组成分析

表4—6所示为FBS粗煤泥分选机入料、溢流及底流扣除<0.15 mm粒级后的密度组成。

表4 FBS粗煤泥分选机入料浮沉试验结果

表5 FBS溢流浮沉试验结果

表6 FBS底流浮沉试验结果

由表4—6数据可以看出，经FBS粗煤泥分选机分选后，溢流产品的密度组成主要集中在<1.4 g/cm3密度级，1.4～1.8 g/cm3密度级所占的比例为5.25%，溢流中没有>1.8 g/cm3密度级产物存在；尾煤中<1.4 g/cm3密度级占1.62%，1.4～1.8 g/cm3密度级占8.75%，>1.8 g/cm3密度级为主导密度级，所占比例为89.64%。由此可以得出结论，FBS粗煤泥分选机能够按照入料密度的差异实现精确分选。

3.3 FBS分选机分选效果评价

为确定分选机的分选精确度，特对FBS分选机进行了分选效果评定。

由分选机入料、溢流和底流的浮沉组成可知三者综合灰分分别为32.57%、8.86%和76.69%，根据灰分守恒原则，可以求得溢流产物的产率为65.10%。

根据入料的可选性曲线(图3)可以查得：当精煤灰分为8.86%时，精煤理论产率为68.21%，由此可以得出FBS粗煤泥分选机的数量效率为：

图3 FBS粗煤泥分选机入料可选性曲线

通过计算重产物的分配率，可以得出重产物的分配曲线，如图4所示。

图4 重产物分配曲线

根据重产物的分配曲线，可得出FBS粗煤泥分选机的Ep值和I值分别为[10-11]：Ep=0.070，I=0.117。

4 效果分析

阳城煤矿选煤厂通过对粗煤泥分选系统进行工艺调整和设备优化，粗煤泥回收系统运行良好，可使粗精煤的产量由原来的17.44 t/h提升至24.44 t/h，在原生产基础上提升精煤产率约1.75个百分点。此外，FBS粗煤泥分选机单机技术检查结果表明，优化后，该机可以取得较好的分选效果：Ep=0.070，I=0.117，数量效率在90.00%以上。目前其精煤灰分可以控制在9.00%以下，尾煤灰分在70%以上，尾煤带精率低于2%。

[1] 李延锋，刘炯天，张文军，等. 煤炭洗选脱硫新工艺探讨[C]. 第十届全国煤炭分选及加工学术研讨会论文集. 2004:242-249.

[2] 王 宏，谢广元，朱子琪，等. TBS干扰床分选机在粗煤泥分选中的应用研究[J]. 煤炭工程，2009(3)：95-97.

[3] 宗建文，潘保东，西作海，等.FBS2100流化床分选机在阳城选煤厂的应用[J].煤炭加工与综合利用，2015(3)：40-42.

[4] 董文奎，王霄鹏，西作海，等. FBS3000粗煤泥流化分选机在山西沁新选煤厂的应用[J]. 选煤技术，2011(5)：32-34.

[5] 张永清，王 婕，付晓恒. TBS分选机在王家岭选煤厂的应用[J]. 洁净煤技术，2014,20(3)：28-32.

[6] 徐 凤，张晓洲，李云红，等. 干扰床分选机的评述[J]. 煤炭加工与综合利用，2008,29(3)：117-119.

[7] 丁华琼，熊振涛，李延锋，等. 滇东北高硫煤的TBS干扰床脱硫试验研究[J]. 煤炭工程,2010(7)：86-89.

[8] 陈子彤，刘文礼，赵宏霞，等. 干扰床分选机工作原理及分选理论基础研究[J]. 煤炭工程，2006(4)：64-66.

[9] 卫中宽. 干扰床分选机TBS在张双楼选煤厂的应用[J]. 煤炭加工与综合利用，2008(1)：11-14.

[10] 中国煤炭加工利用协会.选煤厂技术管理[M]. 徐州：中国矿业大学出版社，2005:73-77.

[11] MT/T811—1999 煤用重选设备分选下限评定方法(I)[S].

The coarse slime separation system at Yangcheng Mine Washery underwent process re-adjustment and equipment optimization

LI Yuan-qing1, ZONG Jian-wen1, ZHANG Xing2, PAN Bao-dong2

(1. Yangcheng Coal Mine, Jining Mining Group, Jining 271000, Shandong, China; 2. Haiwang Hydrocyclone Co., Ltd., Weihai 264200, Shandong, China)

High loss of clean coal and excessively high concentration of cyclone feed are the troubles confronted by the washery due to presence of excessive quantity of coarser particles in spitzkasten overflow. In order to tackle this problem, readjustment and optimization of the process and equipment are carried out for the coarse slime separation system. Results of test indicates that after renovation, the fluidized-bed separator can now work with a sharpness of separation of 0.07and an organic efficiency of 95.44%, allowing, therefore, an increase of the total yield of clean coal by 1.75 percentage points.

coarse slime; fluidized-bed separator(FBS); coarse slime separation system; organic efficiency; total yield of clean coal

1001-3571(2016)04-0048-03

TD942

B

2016-06-14

10.16447/j.cnki.cpt.2016.04.013

李远清(1972—)，男，山东省济宁市人，高级工程师，从事煤矿与选煤厂机电管理工作。

E-mail：13583736977@163.com 电话：0537-7160098

李远清，宗建文，张 星，等. 阳城煤矿选煤厂粗煤泥分选系统工艺调整与设备优化[J]. 选煤技术，2016(4)：48-50,57.