浓缩机底流隔粗对选煤厂生产的影响

李海军

(1.中煤科工集团唐山研究院有限公司，河北 唐山 063012； 2.河北省煤炭洗选工程技术研究中心，河北 唐山 063012)

近年来，由于地质条件的变化以及采煤机械化程度的提高，原煤中细粒级的含量逐渐增加，随着大直径重介质旋流器的开发和应用，重介分选下限也随之提高，因此为了提高产品回收率，加强对选煤厂细粒煤的处理十分重要[1-3]。

重庆松藻白岩选煤厂是一座处理能力为3.0 Mt/a的大型群矿型动力煤选煤厂，选煤厂主要入选松藻煤电集团石豪和逢春煤矿高灰、高硫、中发热量的3#无烟煤，洗选工艺为：>50 mm粒级原煤采用动筛排矸后，50～6 mm粒级采用重介质旋流器分选，<6 mm粒级直接作为电煤产品，煤泥水采用浓缩压滤工艺处理。

1 煤质特征

白岩选煤厂主要入洗石豪煤矿6#、7#、8#煤层和逢春煤矿6#、7#、8#煤层原煤。各煤层原煤按比例综合后，原煤粒度组成见表1，<0.5 mm粒级粉煤小筛分试验结果和全厂煤泥分析结果见表2—表3。

表1 原煤粒度组成表

表2 粉煤小筛分试验结果

表3 煤泥特性分析结果

由表1可知，随着粒度的减小，灰分和硫分呈降低趋势，表明此煤质较脆，<6 mm粒级煤泥为45.13%，灰分为24.78%，硫分为3.65%，<3 mm粒级煤泥产率为29.99%，灰分为22.81%，硫分为3.39%，表明细粒级含量较大，且硫分、灰分均不高，由于发热量满足要求，因此可采用原煤干法分级，将细粒级原煤直接作为电煤产品[4-5]。

由表2和表3可知，选煤厂总煤泥量高达25.51%，洗选系统设有弛张筛，筛分效率为70%～80%，因此，实际进入浓缩池的煤泥量只有部分原生煤泥以及次生、浮沉煤泥，煤泥量约为70 t/h。

2 原设计煤泥水系统

选煤厂产品主要作为发电用煤，对硫分和发热量两项指标有一定的要求，当发热量达到电厂用煤要求，且硫分<3.5%时，原则上均应回收为电煤产品[6-8]。为了提高产品回收率，选煤厂选用两台6 mm弛张筛，采用原煤干法分级+重介质分选的工艺，部分煤泥直接作为电煤产品。煤泥水系统的设备选型见表4，原设计煤泥水系统流程如图1所示。由图1可知，进入主洗系统的煤泥，经磁选后进入磁尾桶，然后经浓缩分级旋流器组+振动弧形筛+煤泥离心机回收粗煤泥，并作为电煤产品，<0.3 mm粒级的煤泥随浓缩旋流器组溢流、振动弧形筛的筛下水、煤泥离心机的离心液进入浓缩机，经浓缩机沉淀后，浓缩机底流经泵输送至压滤机脱水成为煤泥产品，浓缩机溢流和压滤机的滤液作为循环水[9-10]。

表4 煤泥水系统设备选型表

图1 原设计煤泥水系统流程图Fig.1 Process flowsheet of the slurry system originally applied

3 改造后的煤泥水系统

由于重庆地区雨水较多，原煤采用露天堆放，再加上石豪、逢春煤矿原煤为3#无烟煤，原煤煤泥量较大，当雨季来临时，原煤堆放易结团，弛张筛筛分效率明显下降，煤泥进入洗选系统后，经过各级设备的振动、泵的输送，结团的煤泥将松散，系统煤泥量明显增多[11]。为了减轻煤泥水系统负荷，减少压滤机的入料量，将浓缩机的底流返回振动弧形筛再次进行隔粗，改造后的煤泥水系统流程如图2所示。

图2 改造后煤泥水系统流程图

4 应用效果

改造优化前、后系统的工艺参数及生产指标对照结果见表5。

表5 改造前、后工艺参数及生产指标对照表

由表5可知，将浓缩机底流再次隔粗后，合格介质密度在1.30～1.35 g/cm3范围内，加介后密度上升困难。随后电厂用煤指标以及原煤煤质发生变化，原煤分级筛的筛缝从6 mm调整到11 mm，进入洗选系统的煤泥量大幅度减少，此时将浓缩机底流再隔粗系统关闭，回归到原设计的工艺流程，选煤厂的生产情况有所改变，合格介质桶的密度从1.30 g/cm3调到了1.55 g/cm3,最高可达1.60 g/cm3，循环水浓度也随之下降，系统进入了正常的生产状态。

通过这一改变可以看出，将浓缩机底流返回至粗煤泥回收系统再次回收部分粗煤泥，以此来降低压滤机负荷的方案不可取[12-13]。分析原因有以下几点：①浓缩机要求能实现两级沉降，仅采用一级浓缩难以实现底流既隔粗又可送至压滤机的功能。②压滤机的入料粒度变小，降低了压滤效果，滤液浓度升高使得循环水浓度升高，进而导致加介过程中煤泥量增大，合介密度升高困难[14-16]。③粗煤泥重新回收后，入浓缩机的煤泥粒度变小，延长了颗粒的沉降时间。④浓缩机中添加的药剂量过大。

5 结语

在选煤厂工艺设计中，煤泥水两段浓缩工艺得到了越来越多的应用，一级浓缩采用沉降过滤式离心机回收粗煤泥，二级浓缩采用压滤机作为回收细煤泥设备，有效提高了煤泥水系统的处理能力，但若选煤厂未设计两级浓缩，不推荐将浓缩机底流返回粗煤泥回收系统再次隔粗，盲目修改煤泥水处理工艺流程，易带来合介密度紊乱、煤泥水澄清困难以及介耗、药耗升高等一系列问题，影响选煤厂生产指标的稳定。

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