选煤厂粗煤泥系统优化改造研究

武春磊

（晋能集团泰山隆安煤业有限公司， 山西 保德 036600）

0 引言

山西某选煤厂洗选能力为150 万t/a，入选原煤煤质以煤泥含量较高的贫瘦煤为主，现采用的洗选工艺为预先脱泥、重介旋流器分选、煤泥浮选两段分选。随着矿井采掘深度不断增加以及开采煤层地质条件更趋复杂，选煤厂入选的原煤中细煤泥含量不断增加，其中原煤中原生煤泥量、煤泥灰分质量分数分别可达到40%～50%、22%～26%。选煤厂入选原煤灰分高、煤泥含量大等不仅导致重介系统介质消耗量大、处理能力降低，而且影响后续浮选效率及产品品质。为此，选煤厂结合现场情况对优化改造煤泥回收系统，通过增添粗煤泥FBS2400 分选系统，将煤泥二次浮选两段分选工艺改为三段分选工艺，达到增加精煤产品产率、提高选煤厂生产经济效益目的。

1 选煤厂粗煤泥回收工艺分析

1.1 工艺分析

选煤厂入选的原煤筛分试验结果如表1 所示，从表1 中看出，选煤厂入选的原煤灰分质量分数、煤泥含量较高，分别可达到36.55%、41.20%。若考虑到次生煤泥影响，则入选原煤中煤泥含量可达到50%以上，原煤煤泥含量整体较高，在洗选期间应强化煤泥回收系统管理。结合煤泥筛分试验结果发现，原始煤泥中0.5～0.25 mm、0.25～0.125 mm 粒级占比分别为37.50%、35.50%，处于主导地位，0.5～0.25 mm、0.25～0.125 mm 粒级灰分质量分数分别为28.92%、26.37%。各粒级灰分随粒度减小而不断降低。同时结合煤生煤泥小沉浮试验发现，原煤煤泥占主导地位的密度级分别为＞1.8 g/cm3、＜1.4 g/cm3，浮选精煤灰分整体较低，有实现精煤有效回收。

表1 选煤厂入选原煤筛分试验结果

选煤厂原采用的煤泥回收工艺如图1 所示。入选原煤首先采用脱泥筛处理，筛下物由煤泥水泵泵送至弧形筛处理；弧形筛筛上物与脱泥筛筛上物混合进入主选系统；弧形筛筛下物先通过一次浮选处理，底流经脱水后掺混入精煤，溢流进入二次浮选处理；二次浮选底流经煤浓缩机、压滤机处理后回收精煤泥，溢流则参与闭水循环。

图1 煤泥回收工艺流程

1.2 存在问题分析

结合现场情况分析选煤厂现煤泥回收系统存在问题主要为[1-3]：

1）入选原煤煤泥含量大，导致后续煤泥弧形筛脱水、脱泥效果不佳。弧形筛筛上物中细粒级煤泥含量占比较高，其中＜0.2 mm 粒级占比达到30%～40%，部分细粒级煤泥进入重介旋流器，影响设备分选效率；同时细粒级煤泥混入会制约脱介筛、磁选机效率。

2）煤泥含量高，导致后续浮选系统负载较大，原生煤泥中粒级0.5～0.25 mm 占比为37.5%，给后续浮选带来较大影响。

2 煤泥回收系统改造

在对现有的煤泥回收系统现状及存在问题分析基础上，经过技术论证后，提出对原有的煤泥系统进行改造，增设1 套粗煤泥分选系统提升煤泥系统运行效果，具体改造后粗煤泥回收工艺如图2 所示[4-8]。具体回收工艺流程为：预先脱泥煤泥水首先采用增设的FX610 水力旋流器进行分选处理，底流采用FBS2400分选机进行处理，溢流则进入到一次浮选系统处理；FBS2400 分选机底流通过中煤回收筛处理，筛上物为中煤产品，筛下物通过浓缩机处理；FBS2400 分选机溢流首先通过叠层高频筛脱泥处理，筛上物采用精煤泥离心机脱水后得到精煤泥产品，精煤泥离心机与叠层高频筛筛下物混合进入到一次浮选系统处理。在FBS2400 分选机应用时，应确保入选物料粒级在1.0～0.25 mm，避免分选期间出现错配，影响分选机分选效率及效果。

图2 改造后粗煤泥回收工艺流程

改造后的煤泥系统、重介系统均处于相对独立状态，可有效避免预脱泥煤泥混入到主洗选重介系统中，从而主洗选系统悬浮液煤泥量、确保重介系统密度保持稳定，提升重介旋流器分选处理效果以及效率。同时粒级0.5～0.25 mm 物料采用FBS 分选机处理后，可显著降低后续浮选系统负荷，有助于提升浮选系统分选效率及效果。

3 优化改造应用及效果分析

3.1 优化改造应用情况

对煤泥系统优化改造完成后，对增添的FBS2400 分选机入料及产品等进行试验，FBS2400 分选机入料及产品参数如表2 所示。从表2 中看出：FBS2400 分选机入料灰分质量分数为26.89%，而溢流及底流灰分质量分数分别为20.42%、79.02%，粗煤泥回收率为88.96%，应用表明FBS2400 分选机可对粒级0.50～0.25 mm 物料有较好分选效果，降灰作用显著；FBS2400 分选机溢流分别通过叠层高频细筛、离心机等处理之后，得到的粗煤泥灰分质量分数为10.87%，产品品质较为稳定，可满足选煤厂粗精煤灰分指标要求。

表2 FBS2400 分选机入料及产品参数

3.2 优化改造效果分析

1）预先脱除煤泥首先采用粗煤泥分选系统处理，从而明显降低主选系统重介旋流器入料煤泥含量，有助于重介旋流器始终保持较好工作状态，提升分选效率、降低介耗。

2）粗煤泥系统实现对0.5～0.25 mm 粒级粗煤泥处理后，可大幅降低后续浮选系统入选煤泥量，降低浮选系统负荷，提升浮选效果及产品质量，避免得到的重介精煤产品“背灰”问题。

3）浮选系统、重介系统分选精度、分选效率均得以提升，生产的精煤产品产率较高、灰分较为稳定。

4）浮选系统负荷明显降低，有助于提升入选量，降低洗选成本。选煤厂电能消耗降低为1.02 kW·h/t、介耗降幅为0.4 kg/t，若按照150 万t/a 的入选量、电能按照1 元/（kW·h）、介质按照700 元/t 计算，则每年可直接降低电能、介质消耗费用约195 万元。

4 结语

结合选煤厂生产情况对粗煤泥系统进行优化改造，具体提出增加FX610 水力旋流器、FBS2400 分选机实现粗煤泥独立回收。现场实践表明：对选煤厂入选的原煤煤泥含量占比、特性等分析，在原有的粗煤泥回收工艺基础之上，对粗煤泥分选系统进行优化改造，明显降低入选原煤煤泥含量大对后续主洗选系统影响，在提高重介旋流器、浮选系统效率、稳定产品品质等方面效果显著；粗煤泥系统优化改造后，选煤厂洗选电能消耗、介质消耗等均有所降低，有助于降低选煤厂洗选系统运行成本，提高经济效益。