选煤厂煤泥水处理工艺优化改造研究

刘源源

（霍州煤电集团煤焦现代物流贸易分公司晋北销售区，山西 临汾 035100）

霍州煤电集团回坡底选煤厂为一座现代化炼焦煤重介选煤厂，设计入洗能力为150 万t/a，主要生产9～11 级炼焦精煤、洗混煤、煤泥。选煤厂工艺系统完善，主要核心设备全部进口，工艺技术水平和自动化程度达到了国内国际先进水平。

回坡底选煤厂煤泥水在中煤和矸石系统中的分选比较粗放，大部分按0.35 mm 粒度分级后作为中煤和煤泥副产品，煤泥水没有得到充分有效分选，严重影响到选煤厂的经济效益。针对这一情况，必须对中煤和矸石煤泥水处理工艺进行优化改造[1-6]，将中煤煤泥水中0.35 mm 粒度级以下物料进入浮选，进而提高浮选精煤和精煤产率，满足企业生产要求。

1 煤泥水处理工艺中存在的问题分析

回坡底选煤厂原煤泥水处理工艺中中煤和矸石煤泥水进行混合处理，中煤和矸石混合稀介质经磁选机分选后，磁选精矿进入合格介质桶，磁选尾矿经渣浆泵输送到水力分级旋流器组进行浓缩分级，溢流作为原煤脱泥筛冲水进行循环使用，底流进入弧形高频筛脱水脱泥分级后，高频筛上物掺入中煤产品，高频筛下煤泥水自流进煤泥沉淀池送入煤泥浓缩机进行煤泥水浓缩，与浮选尾矿组成煤泥副产品。原煤泥水处理工艺流程如图1。

图1 选煤厂原中煤和矸石煤泥水处理工艺示意图

从选煤厂原中煤和矸石煤泥水处理工艺示意图可知，煤泥水在中煤和矸石系统中的分选比较粗放，大部分按0.35 mm 粒度分级后作为中煤和煤泥副产品，煤泥水没有得到充分有效分选。该选煤厂煤泥副产品灰分仅为55%左右，热值为8.4 MJ/kg 左右，严重制约了选煤厂的经济效益。

对该选煤厂中煤和矸石磁选尾矿高频筛筛下水进行分步释放浮选试验，试验结果见表1。

表1 试验结果 （单位：%）

从表1 数据可知，高频筛下的1 号物料的产率为6.61%，灰分为9.81%，2 号物料的产率为11.78%，灰分为11.29%，产率较高，但灰分较低。如果将该部分物料作为尾煤泥副产品进行处置，给企业造成较大的经济损失。

该部分物料精煤产率约为14%，通过浮选实践应用发现，如直接将中煤和矸石磁选尾矿高频筛筛下煤泥水进行浮选，可燃体回收率仅为20%～25%左右，该部分煤泥水浮选效果不佳，可浮性极差。分析原因可知：在煤泥水中有部分矸石煤泥水，而矸石细泥在浮选实践中会恶化浮选过程。

2 中煤和矸石煤泥水处理工艺优化改造方案

2. 1 处理工艺优化改造思路

通过对煤泥副产品灰分指标检测发现，煤泥副产品泥灰分仅为55%左右，热值为8.4 MJ/kg，副产品泥灰值偏低，热值偏高。分析原因：中煤和矸石煤泥水没有进行充分有效分选，因此可以考虑中煤和矸石的煤泥水的处理工艺进行优化改造，对中煤和矸石可回收的煤泥水进入浮选作业。

将中煤和矸石可回收的煤泥水进入浮选作业后，矸石细泥会恶化浮选过程，因此必须对中煤和矸石煤泥水进行分离，分别设置中煤稀介质桶和矸石稀介质桶，并将后续磁选、浓缩分级环节进行隔离，仅中煤泥进入浮选，矸石煤泥则进入尾煤泥浓缩机。改造后工艺流程如图2。

图2 优化改造后的中煤和矸石煤泥水处理工艺流程图

2.2 改造及设备调整

本次针对中煤和矸石煤泥水处理工艺的改造及设备调整，主要原则为利用选煤厂原有闲置设备，减少工艺环节，降低改造成本。改造及设备调整情况如下：

（1）对中煤和矸石煤泥水进行分别处理。利用选煤厂一层泵场闲置的三个煤泥水桶，将中煤稀介质和矸石稀介质进行分别处理。

（2）在选煤车间二层平台增设矸石磁选尾矿浓缩分级工艺环节。配置设备主要有：矸石稀介质磁选机（原闲置的单双号系统中滚筒精煤磁选机）；矸石磁选尾矿浓缩旋流器组（新增）；矸石磁选尾矿高频筛（新增）；矸石稀介质桶（新增）；矸石磁选尾矿桶（新增）。

（3）调整中煤稀介质和矸石稀介质管路设置，中煤煤泥水中0.35 mm 粒度级以下物料再次进行浮选，而矸石煤泥水中0.35 mm 粒度级以下物料进入煤泥浓缩机，粗颗粒物料则分别掺入中煤和矸石。

3 改造效果分析

3.1 各产品煤质变化

对中煤和矸石煤泥水处理工艺改造前后运行稳定的煤质数据进行统计，其对比分析情况见表2。从表2 数据可知，工艺改造后选煤厂浮选精煤产品产率上升了0.91%，但浮选精煤产品的灰分仅上升0.04%，几乎无明显变化；精煤产品产率上升了0.84%，精煤产品的灰分无变化；煤泥产品产率从5.22%下降到2.51%，下降率达50%以上；煤泥产品的平均灰分从55.33%提升至70%以上。

表2 煤质数据对比分析 （单位：%）

3.2 改造后的煤泥检测情况

对中煤和矸石煤泥水处理工艺改造后尾煤泥进行分步释放浮选试验，试验结果见表1。

从表3 尾煤泥分步释放浮选试验数据可知，精矿产率仅仅为0.41%，但精矿灰分已达到30.31%。此时，尾煤泥已无经济价值，做矸石处置。

表3 尾煤泥分步释放浮选试验结果 （单位：%）

3.3 经济效益评价

工艺改造完成后，选煤厂浮选精煤产品产率上升了0.91%，精煤产品产率上升了0.84%，为企业创造较好的经济效益。改造后，煤泥已无利用价值，无法作为产品进行销售，必须设置煤泥废弃处置系统，增加煤泥废弃处置相关费用。综合评估，工艺改造后该选煤厂每年可增加经济效益1100 多万元。

4 结?语

对回坡底选煤厂中煤煤泥水和矸石煤泥水处理工艺进行了优化改造研究，对中煤煤泥水和矸石煤泥水分别进行处理，将中煤煤泥水中0.35 mm 粒度级以下物料进入浮选，实现了优质炼焦煤资源的最大化回收。工艺优化改进后，选煤厂浮选精煤、精煤产率分别提高0.91%、0.81%。工艺改造后该选煤厂每年可增加经济效益1100 多万元，为企业创造了较好的经济效益。