渝新能源公司南桐洗选厂南桐厂区浮选精煤回收系统的改造

2018-11-16周正科

选煤技术 2018年4期

周正科

(重庆能投集团渝新能源公司南桐洗选厂，重庆 400800)

渝新能源公司选煤厂南桐厂区是原南桐矿业有限责任公司南桐选煤厂，是一座设计能力为1.5 Mt/a的炼焦煤选煤厂。选煤工艺为：块煤采用跳汰预排矸，末煤采用无压给料三产品重介质旋流器分选，粗煤泥采用煤泥重介质旋流器分选，煤泥浮选的联合流程。浮选精煤通过压滤机回收，掺入总精煤供应重庆千信国际贸易有限公司(重庆钢铁厂)等钢铁厂。长期以来，由于使用老式隔膜压滤机，导致浮选精煤系统存在设备多、回收能力不足、故障率高等问题，为此，洗选厂决定对工艺系统进行优化论证和改造。

1 存在问题

1.1 入浮煤泥细粒含量高

煤泥经粗煤泥重介质旋流器分选，溢流物料脱介后，通过φ300 mm的分级旋流器进行分级，φ300 mm分级旋流器的底流进入煤泥直线振动筛脱水，筛上物作为粗精煤泥产品，而φ300 mm分级旋流器的溢流和煤泥直线振动脱水筛筛下水进入φ250 mm旋流器进行分级、浓缩，底流物料进入煤泥直线振动筛，筛上物作为精煤泥产品，而φ250 mm旋流器溢流和筛下物料进入浮选，进入浮选系统的煤泥明显变细，浮选入料和浮选精煤中<0.045 mm的含量达到80%以上。煤泥水中过多的细粒煤泥，使得煤泥脱水环节负荷过重。浮选入料、精煤、尾煤的粒度组成见表1。

表1 浮选入料、精煤、尾煤粒度组成表

1.2 原浮选精煤回收系统设备老化

浮选机分选出来的精矿进入精矿池，精矿池的物料分别流向各个储料罐，再由高压风把精矿压入各台压滤机(编号为：551、552、553、554、555)，压滤机卸料后，由刮板运输机(编号为：561、562、563、564、565)输送到566胶带运输机，由566胶带输送机转入567刮板运输机，再输送到381精煤产品的刮板运输机混合，最后进仓，滤液水返回系统进行使用。原浮选精煤回收系统设备联系图如图1所示，设备配置见表2。

图1 原浮选精煤回收系统设备联系图

表2 原浮选精煤回收系统设备配置情况表

注：空气压缩机OGD-210/7B和渣浆泵650V-SP各有一台备用设备，生产时不计算备用设备功率，总消耗功率为443 kW。

因系统设备老化，设备数量多，造成运行成本高。精煤压滤机已使用18年，主机结构已有所变形，导致运行过程中滤布易破损，造成精煤产品水分高。

根据2016年下半年统计，压滤机每月平均压滤次数可达3 300次，每天每班需人工卸料达110次。每月平均更换滤布100张，再加上机械故障每月高达15起，导致维修人员工作量特别大。由于设备故障多，浮选精煤回收系统无法与其它选煤系统同步生产，浮选精煤处理不及时，导致运行司机加班多，严重影响了选煤系统的正常生产。经生产统计每月生产延时达120 h，平均每天延时4 h左右。每年仅更换滤布的费用达66万元(按滤布单价为550元/张，每月更换100张计算)，每年电费达181.81万元(按0.57元/kW·h，每天运转20 h，年生产360天计算)，吨煤泥加工成本达25.63元。

2 设备选型及工艺方案

2.1 浮选精煤回收设备的选择

在选煤厂中，细颗粒物料采用的脱水设备主要有沉降式离心脱水机、真空过滤机、压滤机等[1]，其各自特点分别如下：

沉降式离心脱水机在选煤厂主要用于含泥较多的原生煤泥、浮选尾煤和浮选精煤的脱水[2]，以及洗水的澄清，其入料粒度上限1～3 mm，有时可达13 mm[3-4]，其优点为：产品水分低，松散度高，当<0.045 mm粒级含量不超过20%时，所需离心强度在250～500就可实现固液分离，缺点为：当煤泥水中<0.045 mm含量大于50%时，固液分离困难[5-6]。

真空过滤机分为圆盘真空过滤机和圆筒型真空过滤机两大类，圆盘真空过滤机滤布孔径约为0.15～0.25 mm，设备体积大，操作过程复杂，检修困难；而圆筒型真空过滤机体积大，过滤面积较小，单位处理能力低[7]。真空过滤机优点为：当煤浆浓度为25%～50%，粒度在1 mm以下时，滤饼水分在24%～28%之间，缺点是滤液浓度高，滤液的固体含量在5～50 g/L，不能实现清水洗煤[8]。

压滤机分为带式压滤机、加压过滤机和箱式压滤机其各自的特点分别如下：带式压滤机在国内西南地区选煤厂的应用主要集中在贵州六盘水地区，适用于动力煤选煤厂，主要优点是能耗低，主要缺点是运行成本高，需要添加絮凝剂、清水用量大，操作维护相对复杂[9]。加压过滤机在国内西南地区主要应用于南桐矿业公司干坝子洗选厂，其自动化程度高，密封性好，产品水分低，但加压过滤机对细粒级煤泥回收效果不理想，尤其是对<0.045 mm占绝对多数的煤泥组成来说[10-11]。箱式压滤机在国内选煤厂中应用广泛占80%以上，主要优点是回收粒度细，能耗低，运行成本低、操作维护相对简单，但产品水分稍高[12-13]。

结合南桐厂区浮选精煤粒度细的特点，确定使用箱式隔膜压滤机[14]。

2.2 压滤机选型及工艺方案

结合选煤厂实际，通过测试，进入浮选干煤泥量为19.74 t/h,浮选精煤产率按85%计算，干精煤泥为16.78 t/h,厢式压滤机单位面积处理能力为0.02 t/(h·m2)，不均衡系数取1.15，则需要面积为[15]16.78 t/h×1.15÷0.02 t/(h·m2)=965 m2。因此选择两台500 m2箱式隔膜压滤机，型号：XAZG500/2000-U。精煤泥回收系统设备选型如表3所示。

表3 浮选精煤回收系统设备选型表

注：精煤压滤机给料泵150ZJG-I-B45有一台备用设备，生产时不计算备用设备功率，总消耗功率为297 kW。

浮选机分选出来的精矿流入精矿池，精矿池的物料用泵(541或542)给入压滤机(551和552)进行压滤，滤液水不成线状流淌时，用压榨泵(551-1或552-1)进行压榨2～3分钟后卸饼，由刮板运输机(561和562)输送到382刮板输送机，最后进入381刮板输送机与精煤产品进行混合后进仓。而滤液水返回系统进行循环使用。改造后精煤泥回收系统设备联系图如图2所示。

3 经济技术效果

2017年新系统改造并投入使用，生产运行效果显著。

(1)产品水分由原来的28%下降到22%，比原系统水分降低6%，更好的满足了用户要求，减少了运输成本。

(2)运行高效，吨浮选精煤加工成本明显下降。由于材料、电力等成本的大幅下降，吨煤加工成本大幅下降到 11.58 元/t，比原系统下降了近55%。

(3)工艺更简洁，设备大幅减少，机械故障大幅降低，岗位人员更加精简。

(4) 此系统总投资435.1万元，按表4可知，吨干煤加工成本每吨节约14.1元，每年干浮选精煤为16.78 t/h×16 h×360 d=9.67万t。滤布费用每年节约51.60万元，电耗成本每年节约84.30万元。每年节约加工成本为135.90万元(不包括减人提效)。预期1.6年收回成本。改造前后浮选精煤回收系统技术经济指标见表4。