禾草沟选煤厂中煤破碎再选研究与探讨

刘 伟

(延安市禾草沟煤业有限公司，陕西 延安 717399)

延安市禾草沟煤业有限公司选煤厂为矿井型选煤厂，是由中煤西安设计工程有限责任公司为禾草沟矿井设计的配套建设项目，原设计规模为4.0 Mt/a，煤种为气煤。2012年投入使用，生产工艺采用三产品重介质旋流器+粗煤泥回收+浮选联合工艺，浮选精煤和浮选尾煤分别通过加压过滤机、快开压滤机脱水回收，选后产品作为炼焦配煤及动力用煤使用。随着矿井产能提升，2016年公司新增块煤浅槽预排矸系统，使选煤厂的主选系统满足矿井生产能力要求。

选煤厂现有生产系统中煤产品含量较大(16.0%左右)、灰分在38%～42%之间，但由于其发热量较低，仅能用作动力煤，不能完全发挥优质资源的经济价值，不仅造成了我国稀缺煤种的巨大浪费，而且给企业利益带来损失[1]。为此，煤业有限公司相关技术人员对生产系统的中煤产品采样进行试验研究，结果表明，目前块中煤产品中存在严重的夹矸煤现象[2]，因此有必要对块中煤产品进一步破碎解离，经单独洗选回收精煤，以提高精煤产率，增加经济、社会和环境效益[3]。

1 中煤再选工艺确定

中煤再选工艺需根据各自选煤厂煤质条件选择，目前国内对中煤再选工艺研究较多，主要有两种方法[4]。

1.1 将中煤研磨后回收精煤

中国矿业大学(北京)采用疏水絮凝-浮选工艺从主焦中煤中回收低灰精煤。中煤经过搅拌磨机研磨成粉状，将中煤充分解离，再将煤粉配制成一定浓度的矿浆，并加入适量絮凝剂充分搅拌，产生由疏水性煤颗粒形成的絮团，通过浮选回收精煤。该方法中煤被深度解离，精煤产率相对较高，但需要搅拌磨机和浮选工艺，流程相对复杂，功耗与洗选成本高，尾煤泥量也大幅增加，增大了煤泥水系统压力。

1.2 将中煤破碎后直接分选[5]

中煤破碎后直接分选有两种方式：①中煤破碎到一定粒度后直接返回原系统进行分选，此方式系统简单，理论上可提高精煤产率，但往往中煤破碎后煤的可选性与原煤可选性存在差异，当要求精煤灰分相同时，二者分选密度有所不同，以致影响各产品质量。另外，中煤破碎后返回原系统分选，势必影响选煤厂生产处理能力，所以应根据实际煤质与选煤厂生产条件研究确定。②新建中煤再选系统，即将中煤破碎到一定粒度后，采用跳汰机、重介质旋流器等设备回收精煤。该方式相对独立，对原分选系统影响小，易控制产品质量，可显著提高精煤产率，但投资大，而且要有新建系统空间位置，故此方式需根据市场煤炭价格做出综合效益分析来确定。此外，中煤破碎后再选的方式还有：中煤破碎+TBS再选工艺、中煤破碎+螺旋分选机工艺、中煤超细磨+微细介质重介旋流器工艺[6]。

根据禾草沟选煤厂中煤夹矸带煤较为严重的特点以及精煤与中煤价格差值较大的情况，中煤破碎再选工艺可拟定为中煤破碎后新建再选系统。

2 中煤再选可行性分析

2.1 中煤破碎基础数据

禾草沟选煤厂分别将重介中煤破碎至13 mm和6 mm，抽取2个月的试验数据进行分析，浮沉试验综合表见表1、表2，可选性曲线如图1、图2所示。

表1 破碎至13 mm的中煤浮沉试验综合表

表2 破碎至6 mm的中煤浮沉试验综合表

2.2 中煤破碎数据分析

由表1、表2可以看出：与中煤破碎至13 mm相比，中煤破碎至6 mm产物中<1.4 g/cm3含量略有增加，<1.4 g/cm3浮物的灰分略有降低，但煤泥含量增加5.89个百分点，对煤泥水系统影响较大，因此破碎至6mm相比破碎至13mm无明显的优势。

目前精煤灰分要求≤9.50%，在考虑现有重介系统精煤产品略有“背灰”的情况下，确定中煤再选的精煤灰分≤10.00%。

图1 破碎至13 mm的中煤可选性曲线

图2 破碎至6 mm的中煤可选性曲线

从图1可以看出：将中煤破碎至13 mm时，分选密度为1.390 g/cm3，精煤产率为15%；从图2可看出：将中煤破碎至6 mm、分选密度为1.395 g/cm3时，精煤产率为16.5%[7]。

破碎至6 mm的精煤产率虽然比破碎至13 mm略高，但存在投资高、功耗大、过粉碎、煤泥量增多等不利因素，因此中煤破碎粒度拟定为13 mm，同时考虑到煤质的变化及产品的灵活调整，可将破碎粒度上限确定为10～13 mm。

2.3 可选性评价

将中煤破碎至13 mm时，并且要求精煤灰分≤10.00%，此时分选密度为1.390 g/cm3，δ±0.1含量为27%，根据GB/T 16417—2011《煤炭可选性评定方法》，该煤的可选性为较难选。

2.4 拟定方案

从图1可以查出，理论分选密度与原重介系统分选密度不一致，故不可返回原系统分选，拟定工艺为：将重介中煤破碎至13 mm，采用有压三产品重介质旋流器分选，煤泥由原有浮选系统回收；若超过原有浮选系统负荷，也可直接进入浓缩机处理。

有压给料三产品重介质旋流器具有结构简单、操作方便、处理能力大、分选效率高的特点。旋流器对不同性质的原煤具有较强的适应性和较大的操作弹性，可广泛应用于难选、极难选煤的分选，适用于现有选煤厂的技术改造。有压三产品重介质旋流器从破碎中煤中回收精煤的同时，可将一部分解离的矸石排出，使中煤深度解离后的其他产品也能产生经济效益[8]。

3 效益分析

拟定方案实施后各个产品的预测产率及收入见表3，其中，煤炭产品价格取预测市场价格，可根据市场波动进行调整。

表3 中煤破碎再选后年收入增加汇总表

中煤破碎再选后，精煤产率提高了2.10个百分点，中煤产率降低6.30个百分点，矸石及煤泥产率相应增加。按照选煤厂年入选600万t原煤计算，依据预测市场价格，精煤650元/t，中煤180元/t，矸石和煤泥处理成本为0.80元/t，年增加利润可达1 377.76万元。因此，中煤破碎后再选可明显提高精煤产率，增加禾草沟选煤厂经济效益[9]。

另外，由于中煤在我国的富煤地区售价较低，如果对其进一步回收利用，不仅可以充分回收煤炭资源，优化产品结构，还对节约稀缺煤种资源具有重要意义[10]。

4 结语

中煤破碎再选是企业“挖潜增效”的重要途径之一，对中煤含夹矸煤较多的选煤厂，通过中煤破碎再选，可明显提高精煤产率，增加经济效益；同时对稀缺煤种资源的合理利用具有积极的作用，因此中煤破碎再选是选煤厂产品精细化发展的重要方法之一。

参考文献：

[1] 陈占文,郭 德.我国中煤再选研究现状与可行性分析[J].煤炭科学技术，2014,42(5):114-117,128.

[2] 丁晴晴.淮北选煤厂重介中煤再选试验研究[D].徐州：中国矿业大学,2014.

[3] 郭 鹏,于腾飞.贯屯选煤厂重介中煤破碎解离再选的可行性研究[J].选煤技术,2017(1):66-69.

[4] 胡秀明.八宝工业园洗煤厂焦中煤碎磨再选工艺研究[D].阜新：辽宁工程技术大学,2011.

[5] 张 镜,刘莉君,杨 涛.中煤再选改造方案初步设计[J].中国矿业,2012,21(6):78-80.

[6] 王 杰.中煤再选工艺实践与效果[J].煤炭工程,2012(11):13-14.

[7] 宁石茂.中煤再选工艺在屯兰选煤厂的应用研究[J].选煤技术,2014(3):29-31.

[8] 张 苑.孙庄矿选煤厂中煤重介技术改造实践[J].选煤技术,2004(3):23-24.

[9] 肖进珍,俞海春.太西洗煤厂三分区中煤再洗工艺改造[J].露天采矿技术,2012(2):45-48.

[10] 张 迁.太西洗煤厂一分区中煤再洗系统的技术改造[J].选煤技术,2009(6):34-36.