霍尔辛赫选煤厂降低重介浅槽分选的经济技术分析

李 军

（山煤集团煤业管理有限公司,山西 太原 030006）

霍尔辛赫选煤厂隶属于霍尔辛赫煤业有限责任公司，设计处理量300 Mt/a，经 2013 年技术改造后产能扩建为500 Mt/a。洗煤厂位于霍尔辛赫矿井工业场地内，是一座矿井型动力煤选煤厂。霍尔辛赫矿井所产毛煤全部入洗该洗煤厂，服务年限与矿井同为61.5 年。霍尔辛赫选煤厂在长期的运营中发现，其主要存在的原煤入洗率和精煤产出率都较低的两个问题是一直制约洗煤厂经济效益的关键点。同样影响选煤厂经济效益的问题还包括由于混末煤灰分较高，导致发热量不足。对此，本文以对霍尔辛赫选煤厂工艺改造为例，通过对该动力煤选煤厂的洗选工艺的分析研究，并在经济效益方面进行了对比后，最终得到了提高末煤入洗比的准确研究，对类似洗煤厂的进一步提升有一定的借鉴意义。

1 霍尔辛赫洗煤厂生产概况

1.1 工艺流程

霍尔辛赫选煤厂设计洗选工艺流程为：重介浅槽分选机+有压三产品重介旋流器（预先脱泥）+粗煤泥螺旋分选机+细煤泥浓缩压滤。首先，原煤从矿井运输皮带运送进入固定分级筛（Φ200 mm）进行预筛分工作，无法通过分级筛上的原煤在手选后进入破碎机中破碎；其次，此部分原煤在破碎后与分级筛下（0～200 mm）原煤一起进入二级分级筛 （Φ13 mm）完成干湿分级环节；分级完成后的13～200 mm 粒级煤进入重介浅槽分选，50～200 mm洗大块、13～50 mm 洗混块，分别运至所匹配的块仓；-13 mm 的末煤全部入洗，细煤泥经浓缩池沉淀后采用快开压滤机脱水回收或进行浮选，最终成为混末煤产品。

1.2 最终产品

霍尔辛赫洗煤厂最终商品煤销售包括精煤（末精煤、块精煤）、混煤、煤泥及矸石等品种。其中，精煤发热量介于 20.09 MJ/kg＜Qnet,ar＜20.93 MJ/kg 之间；混煤发热量较低于精煤，15.9 MJ/kg＜ Qnet,ar＜16.7 MJ/kg；煤泥及矸石利用价值较低，通常情况下做弃用处理。

1.3 存在问题

霍尔辛赫洗煤厂投产至今，产品质量一直受到灰分、水分、原煤含矸量“三高”的影响，叠加原煤入洗率、精煤回收率“两低”的原因，导致洗煤厂经济效益欠佳。目前正值从国家到地方对环保管理力度不断加大，对居民用煤进行限制，部分地方政府（长治市城区）通过补贴引导居民使用洁净焦炭，主要块煤终端用户减少，洗煤厂的利润进一步受到挤压。

2 洗选方案的确定

根据选煤厂目前工艺条件，从生产过程、商品煤结构、商品煤市场信息等方面考虑，结合国家政策及环保对燃煤质量的要求，本文将针对提高原煤入洗率、精煤回收率和精煤热量三方面来对本厂进行工艺升级与改造，并提出方案：将重介浅槽入料下限由原先的13 mm 降为6 mm，即固定分级筛尺寸调整为6～200 mm，将调整后的入洗方案与原工艺进行经济效益比较，如图1。

图1 块煤分选分析流程图

3 洗选方案可行性研究论证

本文中对霍尔辛赫原煤可选性分析研究的资料以《山西霍尔辛赫煤业有限责任公司可采煤层可选性试验报告》与《山西霍尔辛赫煤业有限责任公司选煤厂精煤产品结构优化技术改造项目可研报告》为主要数据来源。原煤筛分试验表见表1。

3.1 霍尔辛赫洗煤厂原煤可选性曲线图

本文将分别对粒级 200～13 mm、200～6 mm 的原煤进行入洗筛分，并绘制可选性试验曲线图，如图2。

表1 霍尔辛赫洗煤厂原煤筛分试验表

图2 原煤可选性曲线图

由图2 对比可知：不论筛分粒级的大小，当分选密度小于1.5 g/mL 时，原煤可选性难度都较大，且差别很小；当分选密度达到或超过1.5 g/mL 时，原煤可选性难度将大幅降低。据此建议洗煤厂将重介浅槽的分选密度设定在1.5～1.9 g/mL 较为合理。

3.2 块煤洗选可行性分析

分 别 对 6～200 mm 和 13～200 mm 的 浮 沉 资料进行分析可知，由于重介浅槽的分选粒级的降低，6～200 mm 中浮沉组成中低密度物含量相较于13～200 mm 粒级更高，对于精煤回收率的提升更加显著，同时矸石含量也有所提升，这将对排矸效果有促进作用。最终产品结构成分比较见表2。

如表2 所示，霍尔辛赫洗煤厂终端产品共有四种，即精煤、混末煤、煤泥与矸石。经洗选后，无论产品粒度大小，各产品发热量相差不大。两种方案中，精煤发热量最高，均在20 MJ/kg 以上；混末煤发热量略高于原煤，在15 MJ/kg 以上；煤泥最小，低于10 MJ/kg，而且灰分、水分偏高；矸石基本上无发热量，直接排弃。通过对比发现，相较于原方案，新方案的精煤洗出率显著提高，混末煤洗出率则呈下降趋势。

3.3 方案经济效益论证

霍尔辛赫洗煤厂财务报表显示，在原有系统工艺下，企业每年约亏损556.8 万元，更新+6 mm 款煤重介浅槽后，精煤洗出率由原先的34.02%提高到45.87%，产量提高至0.6 MT/a，矸石与煤泥产出率几乎没有变化，混末煤洗出率则下降15.27%。精煤价格按215 元/t 计算，混末煤价格按115 元/t 进行计算，洗煤厂每年可实现3 153.6 万元的利润，此方案的改造成本约为3000 万元。最终产品经济效益对比见表3。

表2 最终产品结构成分比较

表3 最终产品经济效益对比

4 结论及建议

原煤入洗率偏低、精煤回收率不高一直是目前动力煤洗煤厂普遍面临的问题，叠加末煤灰分高、水分高、热量不足的因素，一直制约着洗煤厂的经济效益。本文在对霍尔辛赫洗煤厂进行充分研究后发现，在其洗煤工艺方面进行结构优化和设备改造，将有效地解决该问题，具体总结如下：

（1）对比两种方案，精煤热量均在20 MJ/kg以上；混末煤发热量略高于原煤，在15 MJ/kg 以上；煤泥最小，低于10 MJ/kg，而且灰分、水分偏高；矸石基本上无发热量，通常情况直接排弃。

（2）重介浅槽入料分选下限由13 mm 降低为6 mm 之后，块精煤产出率提高了15.28%，产量提升0.6 Mt/a。

（3）在原有设备工艺下，该洗煤厂约亏损556.8 万元/年，设备工艺更新后，洗煤厂每年可实现3 153.6 万元的利润。