骆驼山选煤厂煤泥水系统改造实践

蔚志恒，解亚辉，马云州，周立习

(1．神华乌海能源有限责任公司，内蒙古 乌海016000；2.中国矿业大学 国家煤加工工程中心，江苏 徐州221116)

神华乌海能源有限责任公司骆驼山选煤厂(以下简称骆驼山选煤厂)是一座设计能力为3.0 Mt/a的炼焦煤选煤厂，生产采用“无压给料三产品重介旋流器+煤泥重介+煤泥浮选”联合工艺流程，洗精煤产品主要供应周边地区的焦化厂，混煤和煤泥供周边地区的发电厂。该厂原设计主要入选配套矿井的9#、16#原煤，由于配套矿井没有按期投产，目前主要外购乌海及周边地区矿井的原煤入选，入选煤种为1/3焦煤。由于骆驼山选煤厂入选的是外来煤，煤质与设计资料有出入，因此在生产中煤泥水系统出现了一些与设计工艺不相适应的问题。

1 存在问题

骆驼山选煤厂原有煤泥水工艺流程(图1)为：精煤磁选尾矿由泵送到截粗弧形筛，筛上物料自流到立式刮刀卸料离心脱水机(以下简称立式离心机)进行脱水；筛下水和立式离心机离心液自流至浮选入料池；浮选精煤采用快开式压滤机脱水，浮选尾矿自流到浓缩系统处理。在生产中出现的主要问题有：

(1)入浮前煤泥水粗颗粒回收困难。原设计的弧形筛+立式离心机截粗脱水工艺无法满足现有生产要求，当入料中煤泥含量升高时，弧形筛会出现跑水现象，导致立式离心机脱水效果变差，精煤水分增加，严重时还会出现胶带打滑、撒煤等问题。

(2)浮选效果差。骆驼山选煤厂浮选工艺采用的是一次浮选(粗选)流程，适用于易选或中等易浮煤泥，或精煤质量要求不高时[1]。在实际生产中，浮选入料灰分约为17%～19%，精煤灰分约为12%，浮选尾矿灰分在25%～26%左右，浮选产率约为50%。从生产数据可以看出，由于入选原煤煤泥的可浮性差，造成精煤灰分偏高(最终精煤灰分要求为10.5%)，需要重介主选系统为浮选“背灰”。此外，这也会导致部分精煤损失在浮选尾矿中，使浮选尾矿灰分偏低，浮选产率偏低，不仅造成资源的浪费，也严重影响选煤厂的经济效益。

图1 原煤泥水系统工艺流程

(3)立式离心机筛篮磨损快，生产成本高。一般情况下，离心机筛篮每两个月换一次，每个筛篮价格为0.8万元，加上人员工资，一台立式离心机每年维修成本约为6万元。

2 方案调研

国内文献中有关选煤厂煤泥水系统改造实践经验介绍方面的文章很多。例如，王荣彩[2]描述了云驾岭煤矿选煤厂进行的煤泥水系统技术改造，主要通过在循环水中添加石膏水和改变絮凝剂溶液的配制浓度，从而使煤泥更容易兼并、絮凝和沉降。徐海玲[3]等介绍了葛店选煤厂在煤泥水系统中，增设了螺旋分选机回收粗煤泥，减少了精煤损失。沈雁[4]针对马头洗选厂煤泥离心机入料浓度低，精煤水分高，以及大量高灰细泥进入精煤产品，致使精煤灰分升高的问题，启用角锥沉淀池强化粒度分级，有效控制了浮选入料粒度；并将中煤磁选尾矿打入浮选机进行二次分选，明显提高了精煤产率，同时，还将捞坑溢流返回一段浓缩机进行二次浓缩，最终使煤泥中粗颗粒含量明显减少。朱长勇[5]等介绍了太西洗煤厂一分区在煤泥水系统工艺改造实践中，针对部分粗煤泥在末煤重介和浮选系统中循环, 精煤泡沫含水量大，精煤脱水回收作业困难，精煤水分偏高等问题，采用分级旋流器组+弧形筛+煤泥离心机的工艺回收粗煤泥，采用半直接浮选工艺提高入浮浓度，不仅改善了加压过滤机脱水效果，降低了精煤水分，并使分选效果变好。

参考业内处理方案，并结合该厂实际情况，决定采用煤泥水分级回收方案对该厂煤泥水系统进行优化。

3 工程实施及效果

结合骆驼山选煤厂的实际情况，该厂将原一次浮选流程调整为部分二次浮选工艺，并采用二次脱水工艺代替原一次脱水工艺，以彻底解决煤泥水系统存在的问题。

3.1 实施内容

在工程实施过程中，在投资少、改动小的前提下，根据选煤厂空间结构，进行了以下方面的改造：

(1)采用卧式沉降过滤离心机(发下简称卧式离心机)替代立式离心机进行粗煤泥的脱水，入料为原隔粗弧形筛筛上物和一次浮选(浮选机A)精矿。为充分利用厂房空间，拆除原有一台立式离心机，在该位置安装一台卧式离心机，弧形筛筛上物料可自流至卧式离心机进行脱水，如果卧式离心机处理能力不够，可分流一部分物料去另一台立式离心机进行脱水。

(2)将原浮选入料池分为一次浮选入料池和二次浮选入料池。隔粗弧形筛筛下物与立式离心机离心液进入一次浮选入料池，并泵送至浮选机A。卧式离心机离心液进入二次浮选入料池，并泵送至浮选机B。

(3)在原浮选精矿池中间增加隔墙并设溢流堰，分为浮选粗精煤池(精矿池1)和浮选细精煤池(精矿池2)，浮选精矿池1约占整个浮精池的1/3。将一次浮选粗精煤泵送到新增设的卧式离心机入料缓冲箱，与截粗弧形筛筛上物一起进入卧式离心机脱水；浮选精矿池1的溢流与二次浮选(浮选机B)的精矿一起，泵送至原有精煤加压过滤机处理。

(4)在截粗弧形筛筛上物溜槽处增设缓冲箱，将筛上物与浮选精煤混合，以提高卧式离心机入料的均匀性。

改造后的煤泥水工艺流程见图2。

图2 改造后的煤泥水工艺流程

3.2 实施效果

改造后的生产实践表明，可适当提高浮选机A的精煤灰分，再通过卧式离心机将细泥脱去，可以获得合格的精煤产品，并提高精煤的产率；将高灰的离心液和部分浮选入料混合后进行二次浮选，可进一步提高细粒、难选煤粒的回收率。

与原工艺相比，约2/3的浮选入料进行了二次浮选，用卧式离心机取代原有的立式离心机，从根本上解决了原弧形筛跑水、立式离心机脱水效果差的问题，并大幅度减少了加压过滤机的入料量，显著降低了脱水成本和精煤水分。

改造后，在浮选入料灰分不变的情况，浮选精煤灰分可降至11.5%左右，浮选尾矿灰分升高到32%左右，浮选精煤产率提高到60%左右，比改造前提高约10个百分点。按骆驼山选煤厂年处理原煤300万t，精煤价格为600元/t，煤泥价格为100元/t，煤泥含量为20%计算，改造后年经济效益约为(600-100)元/t×300万t×20%×60%×10%=2 100万元，经济效益相当明显。

4 结语

骆驼山选煤厂在不进行大规模投资、不增加设备台数、不复杂工艺流程的前提下进行了煤泥水系统技术改造，在一定程度上解决了浮选机分选效果差、精煤水分高的问题，经济效益明显。采用部分二次浮选工艺替代原来的一次浮选工艺，在其他条件不变的情况下，浮选精煤灰分比改造前降低0.5个百分点，尾矿灰分提高约10个百分点，浮选效果明显改善；采用两段脱水工艺取代原来的一段脱水工艺，不仅降低了最终精煤产品水分，而且降低了脱水成本。此外，改造尽可能利用了原有设备，并充分考虑了生产运行新旧工艺的转换，解决了技改与正常生产的矛盾。本次系统改造有效解决了煤泥分选难、脱水难的问题，使煤泥水系统能力显著提高，年经济效益约2 100万元。