叠层高频筛脱除高灰细泥的可行性分析

宁石茂

(西山煤电集团有限公司 屯兰选煤厂，山西 古交 030200)

1 存在问题

屯兰选煤厂隶属于山西焦煤西山煤电集团有限责任公司，是一座矿井型炼焦煤选煤厂，设计处理能力4.0 Mt/a。选煤工艺为重介浅槽预排矸+预先脱泥无压三产品重介质旋流器分选+ TCS粗煤泥分选+浮选的联合工艺[1，2]。

粗煤泥分选系统工艺简述[3-5]：原煤经预先脱泥筛脱泥后，筛下煤泥水经FX900×2型煤泥水旋流器进行分级处理，其溢流进入浮选系统，底流自流进入2台TCS粗煤泥分选机，TCS尾煤进入重介系统的中煤脱水系统脱水处理后，掺入中煤产品；TCS溢流自流进入TCS精矿桶，由3227渣浆泵转载输送至旧车间精煤泥池；再由3228渣浆泵输送至1台FX850型旋流器进行分级处理后，溢流进入浮选系统，底流进入弧形筛和煤泥离心机脱水、脱泥处理后作为粗精煤，掺入精煤系统，弧形筛筛下水和煤泥离心机离心液进入浮选系统[6-7]。现有系统技术检查结果见表1。

目前屯兰选煤厂生产12级精煤，灰分小于11.0%。从表1可以看出，由于粗精煤泥灰分基本维持在12%～13.5%，灰分偏高且不稳定，导致最终精煤灰分超标。现场为保证最终精煤灰分，不得不采取降低重介系统分选密度和TCS粗煤泥分选密度的措施，从而导致了重介系统精煤“背灰”和TCS尾矿损失精煤的问题，造成经济效益损失。同时由于分选工艺复杂，分级浓缩旋流器受压力、入料池液位、人工操作、旋流器磨损等因素影响，造成旋流器溢流跑粗，分选效果不佳，能耗高。

表1 2019年5月4日屯兰选煤厂洗煤车间生产报表

2 试验研究

为验证目前粗煤泥分选系统的分选效果，合理制定解决方案，屯兰选煤厂委托威海市海王旋流器有限公司技术中心进行了试验分析。试验数据见表2～表4。

由表2可知，弧形筛筛上产品总灰分为15.31%，其中的主导粒级为大于0.5 mm和0.5～0.25 mm粒级，其含量分别高达42.70%和31.90%；大于0.25 mm粒级灰分为9.06%，随着粒度减小，灰分呈升高趋势；0.15～0.074 mm粒级和小于0.074 mm粒级含量分别为7.30%和10.30%，其灰分分别为34.58%和45.06%，这是由于弧形筛难以高效脱除小于0.15 mm粒级高灰细泥，从而造成粗精煤灰分偏高。

表2 弧形筛筛上物小筛分实验结果

表3 363B胶带上粗精煤的小筛分实验结果

由表3可知，粗精煤产品总灰为12.47%，经煤泥离心机脱水后，粗精煤泥中的0.15～0.074 mm粒级和小于0.074 mm粒级含量有所降低，但仍分别高达4.18%和5.04%，其灰分分别为32.22%和46.33%，从而造成粗精煤灰分偏高。如果有效脱除小于0.15 mm粒级高灰细泥，即可获取灰分低于10.0%的合格粗精煤泥。

表4 TCS粗煤泥分选机尾煤的浮沉实验结果

为降低粗精煤灰分，现场不得不降低TCS粗煤泥分选机的分选密度和顶水流量，从而造成TCS粗煤泥分选机尾矿中损失了部分精煤产品。由表4可知，TCS粗煤泥分选机尾矿灰分为43.58%，其中小于1.4 kg/L密度级含量可达20.37%，灰分仅为9.80%，大量低灰精煤损失至底流产品中，严重影响了选煤厂的综合经济效益。

3 解决方案

针对选煤厂粗煤泥系统存在的问题，建议现场采用高效分级设备[2]——ZKJ1007-D5型叠层高频筛，对粗煤泥系统进行改造，以提高分级效率，在保证粗精煤泥灰分的前提下，提高重介主洗系统分选密度和TCS粗煤泥分选机[3-5]的分选密度和顶水流量，从而提高全厂精煤产率和综合经济效益。

4 分级效果预测

结合推荐的工艺，对粗精煤泥脱泥效果进行了计算，结果见表5～表7。

表5 叠层细筛入料粒度组成

表6 叠筛筛上产品粒度组成

表7 叠筛筛下产品粒度组成

对测算结果进行分析，计算筛上产率为75.21%，筛下物产率为24.79%，筛上物灰分为10.03%，对比入料灰分，灰分下降4.42%。

5 效益分析

本次改造的效益点主要体现在以下3方面：

(1)ZKJ1007-D5叠层高频振动筛属于精细分级设备，分级效率高达85%～90%。采用该设备对粗煤泥系统进行改造，使工艺更加灵活，从而最大限度回收粗精煤泥产品。

根据现场考察得知，目前主洗精煤灰分约为10.0%，经改造后，主洗精煤可不必再为粗精煤泥“背灰”，主洗精煤灰分可提高至10.5%，从而提高了重介主洗精煤产率。依据屯兰选煤厂入洗原煤的煤质资料，当重介主洗精煤灰分由10.0%提高至10.50%时，理论精煤产率[4]可由25.85%提高至27.33%，增幅为1.48%，无压三产品重介质旋流器的数量效率按95%计算，屯兰选煤厂原煤量按700 t/h计算。

则每小时可多回收精煤量：700t/h×1.48%×95%=9.84t/h。

生产制度按每天16 h，每年330 d计算，则每年可多回收精煤量：

9.84t/h×16h×330d =51955.2t。

精煤与中煤差价按1 000元/t计算，则每年可产生经济效益：

51955.2t×0.1万元/t=5195.52万元。

(2)采用ZKJ1007-D5型叠层高频振动筛可最大限度脱除TCS粗煤泥分选机溢流产品中的高灰细泥，降低粗精煤泥灰分。由表4可知，目前TCS粗煤泥分选机底流产品中的精煤含量高达20.37%，造成了合格精煤产品的严重损失，采用ZKJ1007-D5叠层高频振动筛对粗煤泥分选系统[8-9]进行改造后，可在保证粗精煤泥灰分不超标的前提下，提高TCS粗煤泥分选机的分选密度和顶水流量，降低底流产品中的精煤损失。

(3)改造完成后，可拆除3229旋流器1台、3228泵入料泵1台、220 kW电机1台、4台弧形筛。年节约电费约37.02万元。

6 结 语

粗精煤泥夹带高灰细泥是选煤厂粗煤泥分选工艺的常见问题，而传统的旋流器、弧形筛脱泥效果不理想。叠层高频筛用于粗精煤泥脱除高灰细泥可适应不同煤质的多煤种入洗，有利于稳定产品指标，提高精煤回收率，屯兰选煤厂力争在2020年完成此项改造工程。