实施新旧动能转换引领百年老矿洗煤厂跨入新时代

2018-12-15孔德宗

中国煤炭工业 2018年7期

文/孔德宗

山东能源新矿集团华丰煤矿是一个特级质量标准化、现代化矿井，国家二级企业，华丰煤矿选煤厂1958年建厂，1960年投产，初期设计能力为30万吨/年。1996年首创“双八”品牌冶炼精煤。2012年由原来的主选跳汰工艺升级改造为重介工艺，现成为年设计生产能力为180万吨的大型标准化选煤厂。

随着矿井开采深度的不断增加和井下机械化程度的不断加强，上井原煤中煤泥含量不断升高，致使原洗煤厂重介系统中次生煤泥含量大大增加，这部分粗煤泥未通过有效分选直接进入末煤，造成精煤回收率偏低、末煤发热量和煤泥发热量偏高。为有效解决这一难题，进一步提高精煤回收率，提升矿井经济效益，华丰煤矿领导班子积极“走出去”对标先进，寻找破解这一难题的良方密钥。经过不懈的努力，成功实施了“粗煤泥分选项目”，将百年老矿洗煤厂成功送上“新旧动能转换”跨入新时代的班车。

一、转变观念，对标学习补短板

针对老区矿井存在的矿老、井深、上井原煤中煤泥含量不断升高的实际情况，华丰煤矿立足生产实际，围绕原洗煤厂的基础设施，在实现原洗煤厂 “新旧动能转换”上大做文章。彻底转变“保守”“自大”“只当先生不当学生”的思想，组织人员赴省内外数十家同类型的洗煤厂进行实地对标学习，通过对标学习寻找解决从煤泥中再次提取精煤的方法。

目前国内常用的粗煤泥分选工艺大体可分为两类，一类是以重介质为分选介质的煤泥重介质分选旋流器，一类是以水为介质的粗煤泥分选工艺，主要有水介质三锥旋流器、TBS等。煤泥重介分选工艺分选精度更高，分选粒级范围宽，分选效果好，有很强的适应能力，矿井煤质发生变化几乎不影响它的分选精度。然而煤泥重介分选工艺存在项目投资大，生产成本高，维修费用高等问题。

水介质三锥旋流器分选工艺以水作为分选介质，分选精度与煤泥重介分选工艺相对较低，但其分选工艺简单，投资小、见效快，生产成本低，设备磨损小，维修量低。

二、科学论证，优化生产工艺

1.认清现状，找准症结

华丰煤矿选煤厂目前选煤工艺采用重介两产品主选+细煤泥浮选+尾煤泥压滤。原煤经0.63mm预先脱泥后进入主选重介旋流器，原生煤泥经分级浓缩旋流器FX500*4处理后进入TBS粗煤泥分选机分选，但因煤泥可选性较差，加之进入TBS分选机的细煤泥较多，致使TBS分选效果不理想，后来甩开未用。分级旋流器底流（1.0～0.35mm粗煤泥）不经有效分选直接经煤泥离心机脱水后掺入中煤产品。分级旋流器溢流（绝大部分小于0.35mm细煤泥）直接进入浮选系统，浮选精煤采用精煤压滤机处理；浮选尾煤进入耙式浓缩机，浓缩机底流经压滤机脱水回收，作为最终煤泥产品。此工艺存在的主要问题有：

（1）因粗煤泥量大且比较难选，使TBS分选效果差，不能正常投入使用，造成分选工艺不完善，粗煤泥（1.0～0.35mm）未经有效分选，粗精煤泥灰分偏高，无法掺到精煤产品内。实际生产中，现场要求综合精煤灰分控制在8.0%以下，而粗精煤泥灰分却居高不下，普遍在20%以上，无法直接掺入精煤。

（2）粗精煤泥掺入末煤，造成精煤资源的损失。为了保证综合精煤灰分不超过8.0%，现场将这部分粗精煤泥掺入到中煤产品内，不仅造成部分合格精煤的损失以及资源的浪费，而且降低了选煤厂的综合经济效益。

（3）为了确保精煤回收率，避免大量的粗煤泥进入煤泥水系统，从而使重介脱泥筛筛板由原来的1.0mm更换为现在的0.63mm，这样虽然避免了1.0～

0.63mm的粗煤泥进入煤泥水系统，但这部分煤泥在重介分选过程中导致次生煤泥含量增大，增加了重介质回收难度，造成洗煤介耗居高不下。同时这部分次生煤泥通过脱泥筛进入煤泥水系统，影响了煤泥水回收工艺。

表1 粗煤泥小筛分试验结果

图1 粗中煤泥累积粒度特性曲线

2.科学论证，工艺比对

（1）水介质三锥旋流器粗煤泥回收工艺。通过水介质三锥旋流器粗煤泥回收工艺的改造，在改善生产环境、提高系统稳定性及应变能力的基础上，增加粗精煤泥回收量，可有效提高精煤回收率，降低末煤发热量。同时采用水介质三锥旋流器进行粗煤泥分选，还可通过增大脱泥分级筛筛孔来提高原煤入洗量，相对降低洗煤成本。此外，可进一步改善煤泥浮选工艺条件，提高浮选入料质量，降低浮选油耗，提高浮选效果。

（2）工艺比对。华丰煤矿选煤厂为进一步确定新增粗煤泥分选工艺的可行性，特委托山东科技大学对现场原生煤泥取样，并分别进行了筛分、浮沉试验，通过试验结果绘制粗煤泥可选性曲线，进一步论证水介质三锥旋流器分选工艺在华丰煤矿选煤厂的可行性。

粗煤泥粒度组成试验分析。为了解该粗煤泥粒度组成，华丰煤矿选煤厂对该煤样进行小筛分试验，结果如表1所示。通过表1中数据可以绘制出累计粒度特性曲线，如图1所示。

从表1、图1可以看出，该粗煤泥中粒度较细，但+80目粒级含量较多，达到50.58%，从粒度上看适合采用旋流器分选。20-40目和40-60目两个粒级含量较多，产率分别为24.49%和15.19%，120-325目三个粒级颗粒含量很低，均在5%左右，-325目含量适中，有利于旋流器分选；就灰分而言，该粗煤泥累计灰分为28.83%，+80目累计灰分为26.18%，灰分较高，仍需要进一步分选，各粒度级灰分比较接近，分布均匀。由此可见，对+80目实施有效分选可从中选出精煤，以提高精煤产率。

粗煤泥密度组成分析。为了解该粗煤泥煤样密度组成情况，对该煤样中+80目粒级煤样进行小浮沉试验，结果见表2。根据表2数据绘制出该粗中煤泥煤样可选性曲线，如图2所示。

由表2和图2可以看出，该粗煤泥中低密度级含量较多，其中-1.4g/cm3密度级浮物累计产率高达68.39%，灰分仅为5.45%，说明该粗煤泥中精煤含量较多。从曲线上可查得，当要求灰分为8.00%时，邻近密度物含量为2.59（去除高密度物），为易选煤，其精煤理论产率77.00%，占煤泥样品38.95%。该粗煤泥非常适用三锥水介旋流器分选。

表2 粗煤泥+0.2mm小浮沉试验结果

图2 粗煤泥+0.2mm可选性曲线

三、项目实施，提升矿井效益

1.确定方案

原煤经脱泥筛（筛缝为1.0mm）预先脱泥后进入主选重介旋流器，原生煤泥经新增水介质三锥旋流器分选，水介质三锥旋流器溢流通过高效振动弧形筛进行脱水后，通过精煤泥离心机，弧形筛筛上物进一步脱水后得到粗精煤泥，弧形筛筛下物和精煤泥离心机离心液一同进入浮选系统进行浮选，得到浮选精煤。水介质三锥旋流器底流通过高效振动弧形筛进行脱水，弧形筛筛上物进入末煤泥离心机进一步脱水后得到末煤产品，弧形筛筛下物和末煤泥离心液一同进入尾煤泥耙式浓缩机，通过尾压系统压滤得到煤泥产品。该方案对系统中的粗煤泥进行了有效分选，得到了粗精煤泥产品，达到了提高精煤回收率，降低末煤发热量的目的。