浅析古汉山矿洗煤厂浮选系统的改造与优化

周振家 赵彭成

（河南焦煤能源有限公司古汉山矿洗煤厂 焦作 454300）

浮游选煤技术源于1980年以前洗煤厂的细煤泥处理流程，但传统浮游选煤技术容易出现细泥无法排除、水量不易平衡等问题。目前，我国的动力能源依然以煤炭为主，并随着机械化采煤程度的提高，原煤中细粒度煤占比也越来越大，次生煤泥量也在洗选过程中因碰撞摩擦逐渐增加，出现洗选加工细颗粒煤泥量增加、精煤不易脱水及循环水质效果较差的问题，甚至还会导致产品灰分与水分偏高[1]。因此，探究洗煤厂浮选系统的改造和优化是至今都值得我们思考的重要课题。

1 古汉山矿选煤厂概况

古汉山洗煤厂始建于二十世纪九十年代初，于2008年正式开始进行投产，是一座年处理能力约为120万吨的矿井型选煤厂。随着煤炭市场变化，原半入洗跳汰选煤转变为全入洗跳汰选煤。2001年，改造了煤泥水处理系统，安装了750m2的板框式压滤机，实现了洗水闭路循环。2005年，通过技术改造，选煤工艺进阶为块煤跳汰—末煤重介—煤泥水浮选联合工艺。2010年，完成原煤运输能力提升与储装运系统改造，并新增卧脱系统。2012年，通过新增集成式块中煤重介分选系统，成功将块中煤从中煤或矸石中分选出来。2019年新增块中煤破碎机用于末煤掺配。

2 古汉山洗煤厂浮选系统存在的问题

（1）浮游选煤效果差，精煤抽出率低

从表1可以看出，当原煤煤质较好时，浮选精煤技术依然出现灰分低、煤泥发热量偏高的问题。整体精煤抽出效果不理想，导致部分精煤未被回收进入副产品煤泥中，造成企业巨大经济损失，违背公司副产品减量化政策[2]。

表1 2019年浮选精煤及煤泥主要指标一览表

（2）浮游选煤机分选精度低，精煤效果差

随着企业对矿区的不断深入开发，也就意味着入洗原煤煤质变差，泥煤占比提高等问题即将出现，浮游选煤技术也将面临更大的技术挑战。经过表2探究分析，笔者发现入浮原料超过0.3mm以下粒级时，作用明显，浮出效果较差，且精煤抽出率不足理论值的1/3[3]。同时，原浮选系统所采用的JAMESON浮选机随着矿区的深度开采，该设备逐渐出现分选效率低，处理精度不高的弊端，最终导致古汉山洗煤厂浮游选煤系统运行未达预期，企业面临巨大损失。

表2 古汉山煤泥浮选试验记录表

（3）难以适应市场要求，经济效益差

随着时代的进步，环保已成社会必要趋势，高泥煤市场面临巨大挑战，需求受限，若煤泥销售困难将造成煤厂大量堆积，极大制约了矿场发展。另外，原分选工艺不适应目前焦煤公司精准分选技术要求，也是影响古汉山洗煤厂的经济效益的重要因素。

因此，浮游选煤系统的改造和优化是不可忽视的技术问题，我们要致力于降低尾煤发热量，提高精煤回收率，实现原煤全粒级入洗，保障煤炭产品质量，逐步提升企业经济效益。

3 古汉山选煤厂浮选系统的改造和优化

（1）解决煤泥水系统粗颗粒问题

经过分析煤泥水系统粗颗粒的主要来源为洗煤量超出设备处理能力、古汉山矿矿井离心脱水机筛缝磨损等问题，笔者将解决措施分为以下几个方面：

第一，矿井水截粗改造。为有效提取出煤泥内的精煤，选煤厂进行如下改造：自矿井水底流经1#弧形筛（0.25mm）截粗，筛上物（+0.25mm）进入事故捞坑，经捞坑提升机进入203胶带输送机，进入跳汰洗选；筛下物（-0.25mm）进入302浓缩池，生产煤泥产品。

第二，循环水截粗改造。针对离心脱水机磨损等问题，选煤厂将217脱泥筛筛下水和离心机离心液直接排至301浓缩池，经过沉淀之后，让其流经2#弧形筛（0.25mm）截粗，筛上物（+0.25mm）进入精（末）煤；筛下物（-0.25mm）进入浮选入料池，进行浮选作业。

（2）优化药剂使用

古汉山浮选系统安装之后，一开始并未正常运行，直到2017年才开始逐渐运行，由于核心部件选机与其他机械工作原理存在较大的出入，工作人员也缺乏相关经验与细节管理，浮选药剂添加全凭以往经验累积或集控室情况反映，不能针对浮选系统科学添加最合适的药剂量，导致药剂添加量过多或者过少，影响浮选效果。因此，选煤厂根据实际情况在药剂管道上增加了流量计，经过无数次实验和分析，总结出最优颗粒药剂添加量，一举两得，既保证了浮选效果，又减少了药剂浪费。

（3）联合浮选工艺优化

杰姆森浮选柱底流由渣浆泵从矿浆桶抽出进入矿浆分配器，均分给矿化器和矿化管，形成负压，空气自动吸入与矿浆充分接触、碰撞，致使矿浆均匀矿化，到达底部反射时，筒体基本无压。压力的变化，使得矿浆气泡迅速析出、增大，带着煤粒上浮至浮选筒表面溢出至精矿收集槽，尾矿则从底部U形管进入尾矿调节箱排除，极大调节了浮选液面。另外，射流式微泡浮选机不单独加药，选用一段浮选残留，使矿浆在渣浆泵的运转之下，让矿浆得到一定矿化，打入管道流通，速度为1.2m/s以上，固液比重的不同，会使矿浆在煤粒与药剂碰撞下进一步矿化[4]。另外，一段浮选残留药剂满足射流式浮选机的浮选药剂添加需求，有效降低了浓缩机药剂量。使上方漂浮的煤泥沉降至浓缩池底部，改善循环水质。浮选精矿粗颗粒增加，提升了消泡速度，利于压滤机入料流畅，压滤水分下降，精煤压滤效率提高。最后，射流式浮选机可有效处理0.5～0.25mm的煤泥颗粒，提升了浮选效果，极大增加了企业经济效益。

（4）位置布置选择

根据实践分析得出，我们要优先考虑联合建筑物，科学规划煤矿场地，方便生产管理；满足各种设备工艺布置要求，力求简洁规划整齐，符合3M0模数制、采光、通风等要求；考虑厂房变形缝，防止建筑物地基沉降，结构发生变形或者遭到破坏；设备布置遵循生产操作与安全生产要求，保持足够操作和通行距离，符合工艺流程作业顺序，减少转载，节省劳力；符合检修工作要求，预留检修位置，保持矿场各系统长效运行；符合厂房建筑物要求，加设固定装置，打稳地基，促进洗煤厂安全平稳运行。

4 结语

综上所述，浮游选煤技术至关重要，古汉山选煤厂需要不断与时俱进，不断发现问题，解决问题，进行自我改造和优化，提高选煤效果与精煤抽出率，提高企业经济效益，促进行业经济有序发展。