陈蛮庄选煤厂粗煤泥系统升级改造实践

2022-06-08童培国高沐翔武守真王学民戴长官

煤炭加工与综合利用 2022年5期

童培国，高沐翔，李哲，武守真，王学民，田亮，赵帅，戴长官

(1.山东能源集团物资有限公司，山东济南 250000；2.山东能源集团技术研究总院，山东济南 250000；3.山东能源集团肥城矿业集团有限责任公司，山东泰安 271600；4.山东能源集团鲁西矿业陈蛮庄煤矿选煤厂，山东泰安 274300)

1 选煤厂粗煤泥分选现状分析

陈蛮庄选煤厂是陈蛮庄矿井配套建设的炼焦煤选煤厂，年设计入洗能力90 万t，煤种属低灰、低硫、特低磷、高发热量、强粘结性、成焦率较高的25号焦煤和少量1/3焦煤，具有优良的煤质特征，是稀缺的炼焦煤资源。

选煤工艺采用大于50 mm块煤动筛排矸、50～0 mm原煤预先脱泥、50～0.5 mm无压三产品重介旋流器分选、0.5～0.25 mm TBS粗煤泥分选机分选、小于0.25 mm煤泥浮选的联合工艺流程。其中重介系统和浮选系统技术较为成熟、运行较为稳定，但TBS粗煤泥分选系统存在精煤灰分超标、尾矿跑煤现象，是影响产品质量和经济效益的关键因素，具体表现在以下几方面。

(1)TBS底流口容易堵塞，精煤灰分严重超标，导致煤质事故发生。TBS粗煤泥分选机根据密度值的设定进行间歇性排料，当排料间歇时间过长或入料粒度超限时，极易造成排料不畅甚至底流口堵塞，致使TBS精煤灰分严重超标，导致煤质事故发生[1]。

(2)TBS精煤灰分高，造成重介精煤“背灰”现象，影响综合精煤回收率。TBS粗煤泥分选机分选精度低、分选效果差，灰分长期维持在13%左右，而综合精煤灰分要求控制在9.5%～10%，为了保证综合精煤灰分合格，势必要降低重介精煤的灰分，如此一来，重介精煤产率将受到一定的损失，从而影响综合精煤回收率[2]。

(3)TBS尾矿灰分低，存在跑煤现象，造成一定的精煤损失。由于TBS粗煤泥分选机排料的不稳定和不连续性，排料大小不易控制。排料开度小时，尾矿灰分高，且排料口容易堵塞，造成煤质事故，同时影响生产；排料开度大时，尾矿灰分低，造成精煤损失[3]。

TBS粗煤泥分选系统分选效果不佳，一方面导致精煤损失到TBS尾矿，另一方面导致TBS精煤灰分超标，为了保证精煤产品灰分合格，只能降低重介精煤灰分，造成重介精煤损失到中煤。TBS尾矿和中矸磁选机尾矿合并进入中矸磁尾桶，经中矸磁尾旋流器分级浓缩后，底流经脱水后掺入中煤，溢流进入浮选机进行浮选，溢流中的精煤得到了有效回收，但底流中的精煤无法回收，造成精煤损失。

为了减少精煤损失、提高精煤回收率，急需对现有粗煤泥分选工艺进行技术改造。

2 国内粗煤泥分选工艺及设备现状

目前，我国在用的粗煤泥分选设备主要有螺旋分选机、煤泥重介质旋流器、干扰床分选机(TBS)和水介质旋流器等[4-6]。

2.1 螺旋分选机

螺旋分选机主要有以下特点：有效分选密度在1.60 kg/L以上，低于该值，会影响分选效果；无运动部件，维修工作量小；单台占地面积小，可用双头甚至三头螺旋来提高单台设备的处理能力，但对于大型选煤厂处理矿浆量大时，则需要多台，占地面积较大；入料不需要压力，操作简便；加工费低，节能。缺点是：由于分选路径较长，所以螺旋分选机较高，机身高度大；对于煤质发生变化时，工艺参数不易调节；分选密度较低时，分选效果较差[7-8]。

2.2 煤泥重介旋流器

煤泥重介旋流器是利用离心力场进行分选的设备。具有分选精度高，运行费用比常规浮选低，分选密度宽，对入选原煤质量波动的适应性较强，且其本身无运动部件，有效分选下限低至0.20～0.10 mm[9]的优势。缺点是分选效果易受加重质的粒度和分选密度控制等因素的影响。

2.3 干扰床分选机

陈蛮庄建厂时选用的粗煤泥分选设备，工艺简单，有一定的分选效果，但是存在底流口易堵塞，尾矿灰分不稳定等问题。

综合考虑，螺旋分选机占地面积大，动力消耗较小，分选密度低时分选效果差，不易调整分选参数；粗煤泥重介旋流器占地面积小，动力消耗比TBS稍大，适合各种分选密度的要求，易于调整分选参数，但介耗大；TBS在我厂使用效果不佳；以上分选设备都不适合本次技改。

3 改造情况

陈蛮庄选煤厂粗煤泥分选系统工艺改造的主要内容包括采用大直径分级旋流器更换原小直径粗煤泥分级旋流器组和采用TCS智能分选机更换TBS粗煤泥分选机。

TCS粗煤泥分选工艺采用泵排料，尾矿排料连续、稳定，排料量在线可控。由于尾矿的连续稳定排放，确保了分选密度的稳定，分选精度高。与传统的TBS粗煤泥分选工艺相比，TCS分选装置底部增加动力干扰沉降系统，减少了错配率。该粗煤泥分选工艺自动控制系统稳定，分选密度控制稳定，全部数字化监控，无人值守操作[10]。