无压三产品重介旋流器工艺系统分选无烟煤的探索

黄 勇，王金生，赵环帅

（1.唐山工业职业技术学院，河北 唐山 063299;2.中煤科工集团唐山研究院有限公司，河北 唐山 063012；3.中国冶金矿山细粒筛分机械工程技术研究中心，河北 唐山063020）

山西晋城地区是我国六大无烟煤生产基地之一，无烟煤探明储量293亿t，约占全国的1/4；晋城无烟煤的显著特征为：热稳定性好、发热量大、机械强度大，低灰、低硫、低挥发分，固定碳含量高、化学活性高、灰熔点高等，是理想的化肥用煤和发生炉煤气原料，也是较好的高炉喷吹用煤及发电用煤。随开采深度和广度地逐渐增加，夹矸煤、高硫煤的开采已成为常态，迫切需要高效经济的洗选加工系统进行加工，以保证资源的有效利用[1-3]；目前无烟煤的洗选工艺以跳汰工艺系统为主导，个别矿井采用动筛系统或TDS系统排矸[4-5]。晋煤集团宏圣煤炭物流贸易有限公司龙港洗煤厂采用无压三产品重介质旋流器工艺系统来分选无烟煤，生产洗块和筛分混煤，是无烟煤分选工艺的新探索。

1 龙港洗煤厂煤质概况

晋煤集团宏圣煤炭物流贸易有限公司龙港选煤厂设计处理能力2.4Mt/a，主要入洗亿欣煤业有限公司矿井-80mm原煤。其原煤筛分试验综合表见表1，筛分浮沉综合表见表2（见表1、表2），原煤可选性曲线见图1。

图1 80～6mm原煤可选性曲线

由表1可知，原煤灰分为28.09%，属中高灰分煤，原煤中-0.5mm级的产率为17.78%，煤泥含量高，灰分为18.99%，灰分较其邻近粒级相近，矸石泥化现象不明显；由表2可知，综合原煤密度组成具有低密度物含量高、灰分低，中间密度物含量低，高密度物产率较高、灰分高的特点，主导密度级为 +1.30～+1.5g/cm3，产率为 38.24% ；由图 1可知，当满足选煤厂块煤灰分要求Ad＜13.0%时，根据煤质资料分析，选用分选密度为1.73g/cm3，扣浮物后的±0.1含量为11.25%，原煤可选性属中等可选。

表1 原煤筛分试验报告表

表2 80～6mm粒级浮沉综合表

在煤质资料分析基础上，结合市场状况确定产品结构为：80～25mm洗中块、25～6mm洗小块、6～0mm混煤、煤泥及矸石产品。

2 无压三产品重介质旋流器分选工艺系统

无压三产品重介质旋流器分选工艺系统分为原煤筛分系统、重介分选及介质回收系统、煤泥水处理系统、产品储装运系统。工艺流程图见图2。

原煤经6mm分级，80～6mm物料进入无压三产品重介质旋流器进行分选，-6mm粉煤不分选直接掺入混煤产品；80～6mm物料进入无压三产品重介旋流器进行分选，分选出精煤、中煤、矸石3种产品。精煤与中煤混合后经精煤预先脱介筛和精煤振动脱介筛脱介脱水分级后，80～25mm粒级直接作为洗中块产品，25～6mm粒级直接作为洗混块产品，6～0.5mm末精煤进入末精煤离心机脱水后掺入混煤产品。矸石经矸石预先脱介筛和矸石振动脱介筛脱介脱水后直接作为矸石产品；精煤预先脱介筛部分合格介质及精煤振动脱介筛、矸石预先脱介筛、矸石振动脱介筛下的合格介质返回合格介质桶循环使用，精煤、矸石稀介质和精煤预先脱介筛分流出的部分合格介质进入稀介桶，经磁选机回收介质，磁选精矿返回合格介质桶，磁选尾矿进入磁选尾矿桶；浓缩旋流器组的溢流、振动弧形筛筛下水自流进入浓缩机进行浓缩，浓缩机溢流进入循环水池，作为系统循环水使用，底流经底流泵输送至压滤车间的压滤机入料搅拌筒，搅拌均匀后经压滤机入料泵打到压滤机进行煤泥的压滤脱水作业，脱水后的煤泥直接卸落至压滤车间一层。煤泥压滤机的滤液由滤液转排泵返回到浓缩机。煤泥水系统设置1台浓缩机，事故池布置在浓缩机下层，与浓缩机配套。煤泥压滤选用2台快拉隔膜压滤机。80～25mm洗中块及矸石分别运至洗中块仓和矸石仓储存。25～6mm精煤运至混块仓储存，经装车胶带输送机装车外运；-6mm粉煤运输至混煤仓储存。

图2 工艺流程图

3 系统分选技术指标

系统调试运行后，生产稳定后，对系统取样，测试系统生产指标、系统处理能力、介耗水耗药剂消耗及产品质量招标均达到或超过了设计指标，系统稳定，指标良好。

表3 系统指标综合表

表4 产品质量指标结果表

4 工艺系统改进方向

龙港选煤厂工艺系统缺少原煤准备环节，未配套原煤破碎筛分及手选工艺设备，对来煤粒度要求严格，旋流器系统粒度上限要求为80mm，若粒度控制不住，会造成旋流器一二段连接管堵塞，造成生产停滞。原煤采用汽车短途运输，增加了运输成本，且块损增加，会影响整体块精煤产率。块精煤产品分级与脱介筛一体，筛分面积不足，筛分效率相对较低，小块精煤限下指标较高。混煤产品产率达到39.5%，产量高，且在工业广场二平台装运，场地狭窄，车辆调度难度较高。

5 结论及建议

无压三产品重介质旋流器分选工艺系统完全能满足无烟煤洗需要求，通过系统洗选能够生产出符合产品结构要求的合格产品，而且技术经济指标优良，系统稳定。其各项技术指标优于跳汰工艺系统，远高于动筛及TDS系统指标，是解决无烟煤高效经济洗选加工的新手段。但就龙港洗煤厂而言，后续补套原煤准备系统有效控制原煤粒度、增加原煤管状胶带输送机降低原煤转运块损率、增加产品限下分级筛控制限下率、在一平台增建混煤装车仓减少二平台车流量等系统设施，对选煤厂后续高效运行，是非常有补益的。