绿水洞煤矿选煤厂粗煤泥回收系统改造实践

殷绍林，周忠国，陈胜明，廖小明，袁文春，刘 斌

(四川省华蓥山煤业股份有限公司 绿水洞煤矿，四川 华蓥638601)

绿水洞煤矿选煤厂于2006年4月建成投产，经过多次工艺改造后，处理能力达到1.20 Mt/a。目前的选煤工艺为:50～1 mm粒级原煤由三产品重介质旋流器分选，1～0.25 mm粒级粗煤泥由TBS分选，0.25～0 mm粒级细煤泥由压滤机回收。入选原煤为优质主焦煤和焦肥煤，主要产品为洗精煤、洗混煤、烘干煤等，产品具有低灰、高发热量、高粘结指数等特点。

受煤炭市场下行影响，传统高硫冶炼精煤市场需求减少，动力煤市场需求存在一定缺口。由于该选煤厂生产系统使用时间较长，部分设备老化，生产系统处理能力不能满足矿井生产要求。为了适应市场变化，在满足冶炼精煤市场要求的前提下，需要对现有生产系统进行改造，从而满足动力煤市场需求。为此，结合粗煤泥分选现状，对该选煤厂粗煤泥回收系统进行改造。

1 改造方案

(1)方案A。在冶炼精煤市场需求极低的情况下，为了简化生产工艺，降低浓缩、压滤系统负荷，在所有煤泥水进入浓缩池前先用深锥浓缩桶截粗，深锥浓缩桶底流经旋流器浓缩后采用高频筛回收，其回收的粗煤泥掺入混煤，深锥浓缩桶溢流和旋流器溢流自流进入浓缩池。在冶炼精煤市场需求相对较高的情况下，为了回收粗煤泥系统中的精煤，脱泥筛筛下水和精煤磁选尾矿经旋流器浓缩后采用TBS分选，TBS溢流经旋流器浓缩后采用弧形筛、精煤离心机脱泥、脱水，TBS底流和中矸磁选尾矿经旋流器浓缩后，采用高频筛回收，然后进入煤泥干燥系统干燥[1-3]。根据煤炭市场需求情况，这两种生产工艺可以灵活切换。

(2)方案B。利用原有生产系统，原煤脱泥筛筛下水(含精煤磁选尾矿)经分级旋流器浓缩后底流进入高频筛，取消TBS分选系统，取消3030中煤弧形筛系统；中矸磁选尾矿、离心脱水机滤液经3033旋流器组浓缩后进入高频筛，取消3035沉降离心脱水机。所有高频筛筛下水回到3031煤泥水桶，从而形成小循环[4-6]。在该方案产生效果后，在条件允许的情况下，可将脱泥筛筛下水、磁选尾矿等引入浓缩漏斗内，浓缩漏斗溢流自流进入耙式浓缩机，其底流被泵送到分级旋流器(利用原有两个φ450的分级旋流器)，旋流器底流经高频筛脱水后掺入中煤。

(3)对比分析。对于方案A而言，需将原煤脱泥筛的筛孔尺寸由0.5 mm扩大至1 mm，以提高脱泥筛的筛分效率；采用深锥浓缩桶对部分1～0 mm粒级煤泥分级，仅浓缩桶溢流内的细煤泥进入耙式浓缩机，可避免耙式浓缩机和煤泥压滤机负荷过大的问题；采用高频筛代替沉降离心脱水机回收浓缩桶底流内的粗煤泥，可有效降低材料费用和人工费用；高灰高硫TBS尾矿、中矸磁选尾矿采用高灰高频筛处理，煤泥不再进入混煤，可有效降低混煤硫分。但该方案所需的管道、闸门较多，浮选车间还需要增加高频筛及其设备基础，系统较复杂，资金投入较多。

对于方案B而言，取消TBS和沉降离心脱水机系统后，生产系统得到简化，粗煤泥能够得到有效回收，甚至>0.3 mm粒级原生煤泥也能得到大量回收，可在一定程度上减少运行费用。同时，中煤离心脱水机的运转状况也能得到一定改善，所回收的产品水分也能降低。但该方案中高频筛回收的粗煤泥全部进入混煤，筛上物水分在20%～25%之间(比沉降离心脱水机的产品水分高)，导致混煤水分增加1.00%～1.50%；同时，生产系统内的高灰高硫煤泥未被分开回收，致使混煤灰分增高。此外，由于TBS系统被取消，在冶炼精煤市场好转的情况下，无法有效回收煤泥水内的精煤。

综合分析，采用方案A比较合理，生产工艺可以根据市场需求灵活切换，能够满足多种情况下的生产需要。

2 设备选型

(1)低灰高频筛选型。TBS溢流、3020分级旋流器溢流内回收的煤泥约占全样的3%，按生产系统处理能力300 t/h计算，低灰粗煤泥产量约为9 t/h。为了节省投资，低灰粗煤泥回收系统使用原沉降离心脱水机和弧形筛的基础，选用2台ZD1236型高频筛，筛面(铺设耐磨复合筛网)面积为4.323 m2，筛孔尺寸为0.5 mm，处理能力为2 t/(m2·h)，不均衡系数为1.25。

(2)高灰高频筛选型。高灰粗煤泥回收系统选用2台ZD1236型高频筛(1用1备)，筛面(铺设耐磨复合筛网)面积为4.323 m2，筛孔尺寸为0.5 mm，处理能力为2 t/(m2·h)，不均衡系数为1.25。

(3)煤泥分级旋流器选型。该选煤厂的低灰粗煤泥产量约为9 t/h，且物料为细粒物料，故分级旋流器选用标准型(α=20°)，选用1台φ500 mm的分级旋流器即可；高灰粗煤泥产量约为5.40 t/h，且物料为细粒物料，分级旋流器也选用标准型(α=20°)，选用1台φ500 mm的分级旋流器就能满足要求。

(4)渣浆泵选型。对于深锥浓缩桶底流，选用1台流量为50 m3、扬程为60 m的渣浆泵向分级旋流器供料。

(5)振动弧形筛选型。在原生粗煤泥进入TBS过程中，弧形筛的面积关系到TBS精矿灰分是否合格。为提高预脱泥效果，增加1台ZHSK30/20/60振动弧形筛(筛孔尺寸为0.75 mm)，以适应生产系统变化。

3 改造效果

3.1 煤泥回收效果

在对粗煤泥回收系统改造后，粗煤泥回收量增大，将其掺入中煤后中煤水分增加2%左右；但中煤有二次脱水环节，且筛孔尺寸的调节对脱水效果也一定影响，因此运到用户的产品水分增加量有限，基本可以满足用户要求。粗煤泥回收系统改造后的筛上物和混煤水分统计结果见表1，产品质量统计结果见表2。

表1 筛上物和混煤水分统计结果

表2 产品质量统计结果

此外，在粗煤泥回收系统改造后，在原煤处理量多11 565 t的情况下，快开压滤机少运行291次；按每次排料12 t计算，回收粗煤泥3 492 t，总共排料19 704 t，粗煤泥回收比例达到17.72%。

3.2 经济效益

原沉降离心脱水机每年需要电费43.82万元，高频筛每年需要电费1.52万元，耙式浓缩机、压滤机等设备每天的运转时间减少2 h，故改造后粗煤泥回收系统每年可以节省电费39.21万元；同时，煤泥干燥费用可以节省108万元，沉降离心脱水机的维修维护费用可以节省25万元。

在相同质量下，混煤的销售价格比干燥煤泥高0.48元/MJ，按煤泥发热量19.25 MJ/kg计算，每年混煤产量增加3.60万t，可以创收33.12万元。高频筛复合筛网采购成本为5.46万元，电费为1.52万元，每年可以创收198.35万元，经济效益比较显著。

4 结语

根据矿井实际和市场情况，制定出适合该选煤厂粗煤泥回收的方案。通过采用高灰高频筛、低灰高频筛、煤泥分级旋流器、渣浆泵、振动弧形筛等设备实施改造，使煤泥水处理系统得到合理简化，粗煤泥能够得到有效回收，粗煤泥回收比例达到17.72%，生产成本降低。在煤泥水处理系统改造后，实现了重选生产与煤泥回收同步作业，对该选煤厂发展起到了积极的促进作用。