粗煤泥分选机在田庄选煤厂的使用实践

姬跃平

(平顶山天安煤业股份有限公司 田庄选煤厂，河南 平顶山 467013)

田庄选煤厂是一座矿区型炼焦煤选煤厂，1970年建成投产，原设计能力3.70 Mt/a，现设计处理能力达到10.00 Mt/a。原生产工艺为重介质、浮选联合流程，2010年通过选用2台粗煤泥分选机设计了粗煤泥分选系统，形成了块煤、末煤重介质分选，粗煤泥分选和浮选四级分选工艺流程[1]。

在精矿灰分合格的前提下，对比粗煤泥分选机与重介质旋流器的分选深度，粗煤泥分选机也可达到0.25 mm。重介质旋流器分选1～0.5 mm原煤的数量效率不超过90%，而粗煤泥分选机的数量效率在90%以上，分选效果更好。粗煤泥分选机的工作介质为水和风，设备及过流部件的使用周期较长，维护工作量较小，因此该设备在生产成本上具有明显的优势。在操作方面，粗煤泥分选机配备了专家控制系统，实现了自动化操作，操作简单[2]。在产品质量控制方面，粗煤泥分选机的精煤灰分可调可控，满足精煤质量要求。另外，由于从末煤系统中剥离出的1～0.5 mm原煤单独分选，使重介质旋流器入料粒度下限从0.5 mm提高到1 mm，粒度组成变粗，有助于改善重介质旋流器的分选效果，提高其数量效率，因此末精煤的质量也得到改善，同时也有利于降低末煤产品的带介量。

1 存在问题

1.1 粗煤泥分选系统的实际处理量较低

φ3 m粗煤泥分选机的额定处理能力120 t/h，而田庄选煤厂1～0.5 mm粗煤泥占原煤比例3%～4%，加上携带的煤泥，理论上可以进入粗煤泥分选系统的原煤比例为12%～15%[3]。整个生产系统的原煤处理能力为1 150 t/h，粗煤泥分选系统的设计能力为138～173 t/h，显然选用1台φ3 m粗煤泥分选机略显不足，而选用2台φ3 m粗煤泥分选机则存在能力过剩的问题。田庄选煤厂最终选用了2台粗煤泥分选机，实际生产中采取了一用一备的运行方式。实际上，仅仅用1台粗煤泥分选机仍然存在能力过剩的情况，见表1，实际处理量仅为52 t/h。原因是受到粗煤泥分级效果的制约，部分粗煤泥仍然进入了末煤分选系统。因此提高进入粗煤泥分选系统的粗煤泥量十分必要。

1.2 煤泥污染粗精煤的问题比较突出

粗精煤灰分受脱泥效果的影响很大，容易干扰入仓精煤的质量。普通弧形筛、直线筛的脱泥效果很差[4]，弧形筛分级效率42.2%，见表2。最终粗精煤灰分11.61%，灰分偏高，其中小于0.5 mm粒级煤泥含量40.81%，灰分14.02%，见表3。需要进一步改善精矿的脱泥效果。

表1 原粗煤泥分级作业各环节指标汇总

表2 弧形筛分级指标

表3 原精矿脱泥筛筛分效果

1.3 粗煤泥分选工艺流程不顺畅

粗煤泥分选系统在一个独立厂房内，产品的脱泥作业需要进入主厂房内完成。需先将精矿和尾矿转排到主厂房的2个桶内，再经泵给入脱泥设备，转载环节过多，并且尾矿的浓度很高[5]，为963.89 g/L，流量只有8.91 m3/h(见表4)，不但需要用大量的水稀释才能转排，对脱泥设备也造成了处理能力的浪费。所以优化粗煤泥分选工艺流程也是亟待解决的问题。

表4 原粗煤泥分选机分选效果

注：括号内为加顶水稀释后的入料浓度。

2 解决措施

针对粗煤泥分选系统存在的问题，田庄选煤厂采取了一系列改进措施。

2.1 设计角锥桶提高处理量

为提高进入粗煤泥分选系统的原煤量，采取了在粗煤泥脱泥筛上加喷水的措施，提高小于1 mm粒级原煤的透筛效果，增加了粗煤泥分选机的实际处理量。但此方法会造成粗煤泥分选机入料浓度偏低，无法形成稳定的分选床层，进而恶化分选效果[6]。针对这个问题，设计采用1台角锥桶来替换粗煤泥分选机的入料桶。角锥桶具有角锥沉淀池的功能，它将脱泥筛的筛下水分级，溢流出部分水和细颗粒煤泥，粗颗粒进入底流，经泵给入粗煤泥分选机，其浓度完全可以满足生产要求。

2.2 使用振动弧形筛提高产品脱泥效果

使用振动弧形筛替换传统的弧形筛，提高精矿的脱泥效果。振动弧形筛除筛面可以振动外，还配备了打击装置，定时清理筛面，保证了开孔率[7]。

2.3 改进粗煤泥系统工艺流程

2台粗煤泥分选机全部从原独立厂房移到主厂房，安装在脱泥筛的上层平面。精矿和尾矿自流进入相应的脱泥设备，舍弃了转排环节，管理更加方便，能耗大幅降低。

3 改进效果

3.1 增加了粗煤泥分选系统的原煤量

粗煤泥脱泥筛筛下物全级产率从原来的4.51%提高到目前的6.59%，提高了2.08个百分点。进入粗煤泥分选环节的原煤量也从原来的52 t/h增加到目前的76 t/h(见表5)。筛下水各粒级含量都有所增加：1～0.5 mm粒级增加了0.44个百分点，小于0.5 mm粒级增加了1.63个百分点(见表6)，筛分效果得到改善。缺点是CSS入料浓度变低，粗煤泥脱泥筛加喷水强化脱泥，喷水量0.8 m3/t[8]，筛下水固体浓度从320.23 g/L下降到178.88 g/L，见表5和表6。

表5 改进后粗煤泥分级作业各环节指标汇总

表6 脱泥筛产品粒度组成

3.2 改善了粗煤泥分选机的入料粒度组成

粗煤泥脱泥筛筛下水经过角锥桶分级，粗煤泥分选机入料浓度从 178.88 g/L提高到247.86 g/L，满足了粗煤泥分选机对入料浓度的要求。粗煤泥分选机入料全级产率从6.59%下降到3.75%，溢流全级产率2.84%，溢流浓度130.72 g/L，见表7。其中小于0.5 mm粒级产率从4.81%下降到2.84%，下降了1.98个百分点(见表8)。由此可见，入料粒度组成变粗后，提高了CSS分选效果，降低了最终粗精煤的带泥量，有利于控制精煤质量。

表7 角锥桶各项分级指标

表8 角锥桶分级效果

3.3 提高了粗煤泥分选机的数量效率

表9所示为改进前粗煤泥分选机对大于0.5 mm粒级的分选效果，入料灰分有两个高值，分别为41.85%和40.31%，说明入料中含泥量比较高。最终的分选结果是：数量效率不稳定，在44.43%和89.43%之间，平均值为68.36%，分选效果不理想。如采用重介质旋流器分选，可以得到90%以上的数量效率[9]。

表9 粗煤泥分选机分选效果(改进前)

表10所示为方案实施后的分选数据，入料灰分分别为22.46%和27.98%，数量效率均值为96.72%，说明粗煤泥分选机的分选效果得到了改善，并且明显优于重介质旋流器的分选效果。

表10 粗煤泥分选机分选效果(改进后)

3.4 降低了粗煤泥分选机尾矿浓度

粗煤泥分选机底流浓度从963.89 g/L降到519.21 g/L，对尾矿的转排、脱泥十分有利(见表11)。

表11 粗煤泥分选机分选效果(改进后)

注：括号内为加顶水稀释后的入料浓度。

3.5 降低了粗精煤灰分

由表12可见，振动弧形筛的分级效率达到49.72%，弧形筛的分级效率为42.2%，可知振动弧形筛能够达到更好的分级效果[10]。由表13和表14可知，改进前粗煤泥分选机精煤灰分为11.61%，改进后为10.19%，下降了1.42个百分点。

表12 振动弧形筛分级指标

表13 精矿脱泥筛筛分效果(改进前)

4 结 语

田庄选煤厂选用粗煤泥分选机建立的粗煤泥分选系统，经过了5 a多的生产运行，历经多次流程改进，基本解决了入料量不足和精矿脱泥困难问题，提高了工艺环节处理能力，满足了精煤质量要求，且分选效果较好。由于该工艺不需要介质，因此具有明显的成本优势。

表14 精矿脱泥筛筛分效果(改进后)