选煤厂降低介耗的方法探讨

2022-07-08李涛

煤 2022年7期

李涛

(霍州煤电集团有限责任公司辛置煤矿选煤厂,山西霍州 031412)

山西某选煤厂原洗选能力为30万t/a，后经过技改，洗选能力增加至120万t/a。选煤厂入选的原煤主要来自3号煤层，洗选环节有手选预排矸、重介旋流器分选以及浮选等，重介旋流器为3NWX900/700型。生产过程中，重介旋流器浮选介质消耗介于2.0～2.5 kg/t，均值为2.2 kg/t，存在浮选介质消耗高的问题。通过对采集的数据进行分析，针对性地提出了洗选介质优化改造方案，并进行了现场应用，以期在一定程度提高选煤厂洗选介质的回收效果。

1 介质回收存在的问题

1.1 入选原煤矸石含量大

3号煤层生产的原煤沉浮特征为：精煤产率低、煤泥及矸石含量高。精煤产率20%～28%，具体洗选的3号煤层快浮结果如表1所示。

表1 3号煤层快浮试验结果

在煤炭洗选过程中，首先采用分级筛筛分，筛上物通过手选、粉碎后与分级筛筛下物混合进入重介旋流器分选。当入选原煤量为200 t/h时，洗选中煤、精煤带介量为0.06 t/h、0.30 t/h，均在正常范围内；矸石脱介筛上矸石层厚度接近或者超过100 mm时，矸石带介量即可达到2.6 kg/t，矸石带介量较大导致生产过程中介质消耗过多。统计发现，矸石带介占介质消耗的80%以上。表2为统计监测得到的2019—2020年各产品带介结果。

表2 产品带介统计结果

1.2 磁选机回收效果差

洗选原煤具有破碎、原生及次生煤泥含量高、末煤占比大等特点，洗选时脱介弧形筛为0.75 mm，一定量的煤泥会混杂到低流并流入合介桶。控制人员通过加大介质分流量、提升入料浓度等方式保持合介中磁选物含量稳定。有关研究成果显示，当入料浓度超过30%时磁选机工作效率会降低，磁选尾矿介质损失增大[1-3]。从现场看，入料浓度由35%增至40%时，磁选机生产效率会从99.88%降至99.72%；当入料浓度为20%～30%时，磁选机工作效率超过99.9%.表3为入料浓度、尾矿介质含量测定结果。

表3 磁选机入料浓度与尾矿介质含量检测结果

2 改造优化措施及应用效果

2.1 优化配煤并改造矸石筛喷淋水系统

为满足需要，洗选的原煤除3号煤外，还需进行配煤，因此配煤时，在满足产品品质基础上考虑原煤矸石量。将矸石筛喷淋水管由2排改为4排，增加喷淋水量。

2.2 改造介质分流系统

受合介桶内煤泥量大的影响，1号精煤磁选机入料浓度普遍超过30%，导致介质回收率偏低。所以对介质分流系统进行了改造，改造理念为降低1号精煤磁选机流量。具体改造措施为[6-8]：将精煤振动筛、中煤脱介筛筛下物分别合介分流至2号精煤磁选机、3号中矸磁选机。降低磁选机磁偏角2～3°，从而使得未能及时分选颗粒或者磁性较小颗粒吸附到滚筒上，增加介质回收率。

2.3 改造脱介筛筛板

受到入选的原煤中煤泥含量较高的影响，洗选过程中经脱介筛(包括弧形筛及直线振动筛)进入到合介桶内的煤泥量较大。原有的脱介筛筛缝均为0.75 mm，现场试验发现将脱介筛筛缝由0.75 mm降至0.55 mm、0.40 mm时，可有效降低筛下物煤泥量。经过对比分析，将筛缝由0.75 mm改为0.40 mm后，合介中煤泥占比由44.96%降至28.79%，应用效果较好。随着合介系统内煤泥占比降低，合介分流阀开启度可由90%调整至40%～60%，同时可降低精煤磁选机入料浓度。

2.4 强化介质管理

2.4.1 介质品质管理

选煤厂入选的煤炭中原生、次生煤泥总量在25%以上，在确保悬浮液稳定的情况下可适当降低对浮选介质颗粒度的要求。选煤厂浮选介质采用粗、细两种磁铁矿粉，其中细磁铁矿粉(粒径0.045 mm以内)含量占比超过90%、粗磁铁矿粉(粒径0.045 mm以上)含量占比在10%以内。依据洗选浮选液性质添加一定量的粗磁铁矿有助于磁选机回收介质。

2.4.2 介质添加管理

针对洗选过程中介质消耗量大的问题，采取以下改造措施：

1) 适当增加合介桶高度。将合介桶高度由4.5 m增加至5.2 m，改造后合介桶容量增加8.8 m3，生产过程中加介频率增至2～3次/d。

2) 强化介质中水分管理，特别是冬季，若介质出现结块冰冻情况时，应进行破碎，确保介质粒度在合理范围内。

3) 改进介质添加方式。原有的介质添加是铁矿粉、煤混合后一并进入洗选系统。对介质添加方式进行改进，具体添加方式为：铁矿粉单独添加，同时将介质添加速度由40 kg/h降至20 kg/h，确保介质被磁选机充分回收。

3 现场应用效果

改造完成后的选煤厂介质回收系统结构如图1所示。对浮选场生产系统进行优化后，特别是对优化介质回收系统，选煤厂洗选过程中介质消耗量由2.2 kg/t下降至1.0 kg/t，介质消耗量降幅为54%.选煤厂洗选能力为120万t/a，介质成本约为700元/t，预计每年可减少介质消耗投入1 400 t，节省介质投入约100万元，优化效果良好。