李雅庄洗煤厂粗煤泥深度洗选回收工艺优化设计

张 莎

（霍州煤电李雅庄洗煤厂，山西 霍州 031400）

引 言

受冶金工业对焦炭品质要求的限制，炼焦用煤炭需要对其进行洗选处理才能达到要求［1］。洗选后的煤炭可分为精煤和中煤，前者可被用作炼焦使用，后者则用于煤炭销售，两者不仅价格相差悬殊，而且如果因洗选工艺不合理而导致大量炼焦煤混入中煤，还会造成稀缺煤种资源的大量流失。因此，研究新的选煤工艺和方法，提高精煤的回收率，既能增加企业生产效益，同时又能够缓解我国煤炭资源紧缺的问题，对煤炭产业意义重大［2－6］。

李雅庄洗煤厂是李雅庄矿下属企业，为李雅庄矿原煤洗选所用，其入洗能力为330万t／a，采用＋50mm级浅槽排矸、0.5mm～50mm级原煤不脱泥无压重介三产品旋流器分选、－0.5mm级煤泥采取直接浮选，通过浮精压滤机及加压过滤机，使其去水回收，一、二段浓缩机分别利用离心原理和压缩过滤原理回收，煤泥水采用封闭式循环技术。

1 李雅庄洗煤厂粗煤泥深度洗选回收现状及问题

1.1 李雅庄洗煤厂粗煤泥深度洗选工艺

李雅庄洗煤厂精煤系统采用预先脱泥工艺，原煤经水冲溜槽充分润湿后到脱泥筛，1mm以下煤泥进入粗煤泥分选系统，1mm以上物料进入三产品重介旋流器分选。预脱泥工艺不仅使三产品旋流器分选精度提高，处理量增大，而且降低了介质消耗及浮选药耗。

通过水力旋流器对预脱泥的－1mm粒级煤泥水分级后，0.2mm～1mm粗煤泥入TBS干扰床，经分选后分别进入精煤和中煤回收系统得到末精煤和中煤；0.2mm以下煤泥入浮选机（6台XJM－S16型浮选机），再经过滤、浓缩和压滤等处理后得浮精煤和煤泥。

1.2 粗煤泥分选回收现状及存在问题

1）粗煤泥分选现状

李雅庄矿洗煤厂粗煤泥分选工艺流程见图1。由图1可以看出，经过脱泥筛处理过的原煤，在三产品重介旋流器中处理分选，水力旋流器将小颗粒煤泥进行分级处理，使用TBS干扰床分选大于0.2mm煤泥，通过浮选机回收更小颗粒煤泥。

图1 粗煤泥TBS干扰床分选工艺流程

2）存在问题

对李雅庄洗煤厂粗煤泥及TBS分选产品进行了相关试验，试验数据如第28页表1所示。

从表1分选煤泥筛分实验结果可以看出，各粒级可燃体回收率不等，其中，＋0.90mm，0.90mm～0.45mm，－0.125mm粒级可燃体回收率偏小，尤其是＋0.9mm粒级可燃体回收率最小。

表1 TBS分选煤泥小筛分试验

从表2中TBS尾矿小浮沉实验结果可以看出，各密度级产率对比，－1.60g／cm3浮沉累计产率55.17%，灰分累计为21.17%，反映了尾矿仍有没被回收的可燃物质存在，具有“跑煤”特征。

表2 TBS尾矿小浮沉试验

通过对粗煤泥及TBS分选产品相关试验数据进行分析，粗煤泥分选环节体现出以下特点：

1）0.125mm～0.30mm粒级物料分选处理结果较好，可燃体回收率高。

2）对0.30mm～0.45mm粒级物料分选处理结果比较平均。

3）＋0.45mm粒级物料分选结果不理想，某些粒级可燃体回收率低。

4）－0.125mm粒级物料分选结果不理想，为水力分级器错误所致，对粗煤泥分选效果有一定影响。

2 粗煤泥深度洗选回收工艺优化设计

针对上述李雅庄矿洗煤厂粗煤泥深度洗选工艺现状及存在问题，本文设计的李雅庄矿洗煤厂深度洗选回收优化工艺流程为：粗煤泥（0.2mm～1mm）三产品TBS分选、中煤磨矿通过TBS分选处理，煤泥浮选处理，尾煤压缩过滤处理。粗煤泥深度分选回收优化后工艺流程见图2。

原煤经过工厂后首先通过脱泥筛处理，进而在无压三产品重介旋流器的作用下完成分选，使其生成精煤、中煤和矸石等产物。三者分别通过专用的离心脱水机处理后生成各自产品，经过各自脱介筛处理后被导入合格介质桶，而脱介筛过滤掉的成分则要经过磁选机处理后再导入合格介质桶。

图2 粗煤泥深度分选回收优化后工艺流程

经过脱泥筛过滤掉的物质以及中煤磁选处理尾矿采用旋流器进行分级，分级器底流采用三产品TBS处理，其精煤成分和磁选机尾矿需通过振动筛完成脱水，并配合重介精煤再次通过离心脱水机处理，形成终级产品。三产品TBS处理矸石先后经过弧形脱水筛和高频振动筛处理，脱去水分，掺入重介矸石。粗煤泥（三产品TBS二段底流）经振动弧形筛脱水后进入棒磨机磨矿。分级旋流器溢流和磨矿后产品被送往浮选机处理，使用压缩过滤机处理生成精煤使其脱水，浮选机处理后的尾煤、振动筛过滤物、TBS矸石振动弧形筛筛下物、压缩过滤液体、磁选机磁末部分被送至高效浓缩缓冲池，经过入料管切线作用送至入料井。入料管及入料井存在絮凝剂加注点，采用自动设备实现对煤泥水的自动絮凝剂加注。

经过浓缩机处理后的溢流被送至澄清水池，此处配有喷水装置，桶上加水、经过脱筛的水流和工作环境卫生清洗都是使用喷水装置供给水。

经浓缩机浓缩后的煤泥水通过位于浓缩机下方的底流泵抽入主厂房内的压滤机入料桶，并通过入料泵进入煤泥压滤机回收煤泥。

工艺预留了压滤煤泥进入中煤的通道，当煤泥灰分降低或重介中煤灰分降低时，浓缩机底流可进入沉降过滤式离心机脱水后掺入中煤销售，产品结构灵活。

3 工艺优化设计前、后产品平衡及经济效益

李雅庄洗煤厂粗煤泥深度洗选工艺优化设计前、后产品平衡见表3、表4。

表3 优化设计前产品平衡表

表4 优化设计后产品平衡表

根据霍州市当地煤炭价格，确定精煤价格1 588元／t，煤泥价格160元／t，工艺优化设计前中煤价格360元／t、工艺优化设计后中煤价格480元／t。

经估算，工艺优化设计后比工艺优化设计前年增加经济效益10 856万元。

本项目单位加工成本为27.6元／t，每年生产成本为9 108万元，则年经济效益为1 748万元。

综上所述，实施该优化设计后，年可增加利润1 748万元。

4 结论

本文研究了李雅庄洗煤厂粗煤泥深度原洗选工艺存在的不足和问题，并针对原洗选工艺不足对现有工艺与粗煤泥深度洗选回收工艺进行了优化设计。优化后的选煤工艺为：三产品重介旋流器（1mm～50mm）＋粗煤泥（0.2mm～1mm）三产品TBS分选＋TBS分选出的中煤磨矿＋直接浮选＋尾煤浓缩压滤。该工艺先进实用、技术可靠、分选效率高，并且，工艺优化设计后比工艺优化设计前年利润增加1 748万元。