新鄭精煤公司選煤工藝及設(shè)備選型分析

鄭煤集團(tuán)新鄭精煤有限責(zé)任公司 張宏權(quán)

新鄭精煤公司選煤工藝及設(shè)備選型分析

鄭煤集團(tuán)新鄭精煤有限責(zé)任公司 張宏權(quán)

鄭煤集團(tuán)新鄭精煤有限責(zé)任公司入洗原煤主要是貧瘦煤，具有低硫、特低磷、高發(fā)熱量等特點(diǎn)，選后精煤是良好的煉焦配煤和高爐噴吹用煤。因此，要本著合理利用資源和實現(xiàn)企業(yè)效益最大化的原則，以煉焦型選煤廠為建設(shè)目的來確定洗選工藝和設(shè)備。在參考梁北選煤廠的設(shè)計經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，對洗選工藝進(jìn)行完善，選擇安全可靠的先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，力求工藝簡單、合理，系統(tǒng)靈活、可靠。

該公司從生產(chǎn)工藝到設(shè)備選購，一直按照一流洗選煤項目標(biāo)準(zhǔn)去規(guī)劃設(shè)計，使其洗選煤項目成為先進(jìn)技術(shù)、頂尖設(shè)備的集成者。采用當(dāng)今世界最先進(jìn)的工藝和現(xiàn)代化洗選設(shè)備，對趙家寨礦井原煤進(jìn)行分選，生產(chǎn)的精煤主要用于大型鋼廠高爐噴吹冶煉，中煤和煤泥用于電廠發(fā)電。

一、選煤工藝

根據(jù)確定的入洗上下限，參考梁北選煤廠工藝和實際情況，該公司主洗采用無壓給料三產(chǎn)品重介旋流器分選工藝，并對原煤進(jìn)行選前脫泥。對粗煤采用TBS分選機(jī)，對細(xì)煤泥采用浮選。

1.混煤分選工藝。常用選煤方法有重介旋流器分選和跳汰分選，二者各有特點(diǎn)。由于入洗原煤屬于難選煤，且原煤粒度較小，只有重介分選才能達(dá)到最佳分選指標(biāo)，并減少精煤損失。結(jié)合兩種選煤方法的技術(shù)分析，為了最大限度地回收精煤，擬定重介旋流器分選。無壓入料重介旋流器有分選精度高、次生煤泥量小、矸石泥化程度低、介質(zhì)循環(huán)量大、分選下限高等特點(diǎn)。由于該公司原煤與梁北選煤廠同屬一個煤田，都特別易碎，為降低工程造價和生產(chǎn)成本，提高精煤產(chǎn)率，擬采用無壓入料重介分選工藝。

2.煤泥分選工藝。由于原煤中原生煤泥含量高達(dá)31.6%，且次生煤泥量大，實際生產(chǎn)中煤泥量超過50%。這么大量的煤泥不僅會影響三產(chǎn)品重介旋流器的分選效果，同時會增加脫介環(huán)節(jié)的設(shè)備負(fù)荷和脫介效果，增加介質(zhì)消耗，提高生產(chǎn)成本，經(jīng)綜合考慮采用選前脫泥工藝。綜合梁北選煤廠的生產(chǎn)經(jīng)驗，從提高精煤產(chǎn)率的角度分析，對煤泥采用分級處理，粗煤泥可采用煤泥重介、螺旋分選機(jī)或TBS來處理，細(xì)煤泥采用浮選，以最大限度地提高精煤產(chǎn)率。

二、工藝流程的制定

根據(jù)擬定的選煤方法，確定工藝流程如下。

1.原煤準(zhǔn)備。無壓重介旋流器分選入料上限為50mm，原煤需要分級破碎至50mm以下。礦井地面生產(chǎn)系統(tǒng)雖然設(shè)了篩分破碎車間，但選用的分級篩是滾軸篩，不能保證篩下物種不含大于50mm大塊煤和矸石，需要新增破碎機(jī)。

2.原煤脫泥。0～50mm的混原煤進(jìn)入重介旋流器之前需要預(yù)先脫泥，篩縫為0.75mm。

3.原煤分選。原煤脫泥后進(jìn)入無壓給料三產(chǎn)品重介旋流器分選，得到精煤、中煤和矸石3種產(chǎn)品。

4.產(chǎn)品脫水脫介。精煤、中煤、矸石分別處理，先采用弧形篩預(yù)先脫介，再用直線振動篩脫介脫水，弧形篩篩孔0.75mm，脫介篩篩孔0.5mm。精煤脫介篩采用國外技術(shù)國內(nèi)組裝設(shè)備，中煤和矸石脫介篩采用國產(chǎn)設(shè)備。

5.產(chǎn)品最終脫水。精煤和中煤用脫介篩脫水后，再用離心脫水機(jī)進(jìn)一步脫水。精煤離心機(jī)離心液自流入精煤離心液桶，由泵打入精煤磁尾桶。中煤離心機(jī)離心液自流入原生煤泥水桶。

6.介質(zhì)回收。系統(tǒng)產(chǎn)生的稀介質(zhì)中含有大量磁介質(zhì)，需要回收使用。設(shè)計選用磁選機(jī)回收。

7.粗煤泥分選。脫泥篩篩下水經(jīng)分級旋流器分級濃縮后進(jìn)入TBS，分選出粗精煤和粗中煤。

8.粗精煤回收。粗精煤由粗煤泥分選精煤和精煤脫介篩稀介質(zhì)段篩下物兩部分組成，兩部分合并后經(jīng)過分級旋流器分級，粗粒級物料采用煤泥離心機(jī)脫水后作為精煤產(chǎn)品，細(xì)粒級物料去浮選。

9.粗中煤回收。粗中煤由中矸磁選機(jī)尾礦和TBS溢流兩部分組成，自流進(jìn)入弧形篩脫水后，與中煤脫介篩篩上物共同進(jìn)入中煤離心機(jī)回收。

10.煤泥分選。精煤、中矸粗煤泥回收系統(tǒng)的旋流器溢流、弧形篩篩下水及離心液進(jìn)入浮選機(jī)中進(jìn)一步分選，分選得到浮選精煤與浮選尾煤兩種產(chǎn)品。

11.浮選精煤脫水。浮選精煤采用加壓過濾機(jī)脫水。加壓過濾機(jī)濾餅作為最終精煤產(chǎn)品，濾液自流入浮選入料桶。

12.一段煤泥水系統(tǒng)。浮選尾煤通過一段濃縮機(jī)分級，濃縮機(jī)底流進(jìn)沉降過濾離心機(jī)回收，產(chǎn)品作為中煤產(chǎn)品。浮選尾煤中含有少量介質(zhì)，在一段濃縮中幾乎全部進(jìn)入底流，其中部分隨濾液排出，為回收這部分介質(zhì)，沉降過濾離心機(jī)溢流和離心液打入中矸稀介質(zhì)桶。

13.二段煤泥水系統(tǒng)。一段濃縮機(jī)溢流進(jìn)入二段濃縮機(jī)。二段濃縮機(jī)溢流作為循環(huán)水使用，底流則打入壓濾機(jī)脫水，壓濾煤泥作為最終煤泥產(chǎn)品。

14.介質(zhì)添加。介質(zhì)庫設(shè)介質(zhì)添加裝置，合格磁鐵礦粉加水稀釋攪拌后，用泵打入合介桶進(jìn)入介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)。

根據(jù)推薦的選煤方法和各工藝環(huán)節(jié)，最終確定的工藝流程為：50～0mm原煤脫泥后，采用無壓重介三產(chǎn)品旋流器分選，粗煤泥用TBS分選，細(xì)煤泥浮選，尾煤濃縮壓濾的聯(lián)合洗選工藝。

三、工藝設(shè)備選型

設(shè)備選型以技術(shù)先進(jìn)、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、經(jīng)濟(jì)合理為主要原則，優(yōu)先選用國內(nèi)外成熟可靠的先進(jìn)設(shè)備，確保達(dá)到設(shè)計的工藝指標(biāo)。為便于生產(chǎn)管理和設(shè)備維護(hù)，同類設(shè)備盡量采用統(tǒng)一品種和規(guī)格。

1.破碎機(jī)。選用1臺SSC600/2500型破碎機(jī)，防爆。

2.脫泥篩（進(jìn)口組裝）。選用2臺3673型單層香蕉篩，入料粒度50～0mm。香蕉篩是目前先進(jìn)的分級設(shè)備，單機(jī)處理量大，效率高，振動參數(shù)強(qiáng)，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音小。

3.煤泥分級旋流器組。原煤煤泥分級旋流器選用2組FX350×6，截流粒度0.25mm。

4.TBS分選機(jī)。選用直徑為3m的進(jìn)口TBS分選機(jī)2臺，入料粒度1～0.25mm。TBS分選機(jī)在梁北選煤廠分選效果較好，該公司原煤與梁北原煤性質(zhì)和粒度組成相近，因此選用同一機(jī)型。

5.無壓三產(chǎn)品重介旋流器。選用WTMC1200/850型無壓三產(chǎn)品重介旋流器2臺，入料粒度50～0mm。國產(chǎn)的三產(chǎn)品重介旋流器在我國使用廣泛，技術(shù)和設(shè)備已經(jīng)成熟，可優(yōu)先選用。

6.精煤脫介篩（進(jìn)口組裝）。選用3661型單層直線振動篩4臺，精煤脫介篩選用進(jìn)口設(shè)備或引進(jìn)技術(shù)合資產(chǎn)品。

7.精煤離心機(jī)。選用TLL1000型離心脫水機(jī)4臺。

8.中煤脫介篩。選用2052型單層直線振動篩2臺。

9.中煤離心機(jī)。選用TLL1000型離心脫水機(jī)2臺。

10.矸石脫介篩。選用3052型直線振動篩2臺。

11.精煤磁選機(jī)。選用HMDA-5914/2972型6臺。該機(jī)是高效的單滾筒磁選機(jī)，具有較高的梯形磁場強(qiáng)度，滾筒轉(zhuǎn)速低于一般滾筒轉(zhuǎn)速，有利于超細(xì)磁鐵礦粉的回收，能在較大的流量下分選出密度高的磁精礦，即使在非磁性含量較高的情況下也能達(dá)到極好的磁性物回收率。

12.粗精煤分級旋流器組。選用2組FX-5006分級旋流器。

13.煤泥離心脫水機(jī)選用LLL1200/650型4臺。

14.中矸磁選機(jī)（進(jìn)口組裝），選用HMDA-5914×2972型4臺。

15.浮選機(jī)（進(jìn)口）選用3臺160m3的WEMCO SMARTCELL 190型浮選機(jī)。該機(jī)具有良好的空氣擴(kuò)散性，固體懸浮不沉槽，礦漿液面穩(wěn)定。整機(jī)自動化程度高，液位和泡沫層控制精確，夾帶于水中的高灰細(xì)泥對精煤的污染可以降低到最低程度。

16.浮選精煤加壓過濾機(jī)。加壓過濾機(jī)脫水后產(chǎn)品是粉末狀，可以均勻摻入主洗精煤，因此浮選精煤采用加壓過濾機(jī)脫水。選用GPJ-120型加壓過濾機(jī)4臺。由于國產(chǎn)加壓過濾機(jī)的工藝性能已經(jīng)接近國外設(shè)備，它的優(yōu)勢是價格低，缺點(diǎn)是濾液濃度稍高。從性價比來看，優(yōu)先采用國產(chǎn)設(shè)備。

17.一段濃縮機(jī)。選用YTN120型濃縮機(jī)4臺，兩臺1組對應(yīng)1套重介分選系統(tǒng)。

18.沉降過濾離心機(jī)。選用沉降過濾離心機(jī)2臺，每個系統(tǒng)1臺。

19.二段濃縮機(jī)。二段濃縮劑處理一段濃縮機(jī)溢流，基本都是比較細(xì)的煤泥，沉淀效果是最重要的，設(shè)計采用耙式濃縮機(jī)，選用NT-45型耙式濃縮機(jī)2臺，其中1臺為事故濃縮機(jī)。

20.壓濾機(jī)。二段濃縮機(jī)底流采用充氣快開式壓濾機(jī)脫水，設(shè)計選用KZG300/1500×2000充氣快開式壓濾機(jī)4臺。充氣快開式壓濾機(jī)是目前脫水效果最好的細(xì)泥脫水設(shè)備，具有處理量大、產(chǎn)品水分低、濾液中固體含量少、濾餅容易脫落等優(yōu)點(diǎn)，是目前洗水閉路循環(huán)最好的把關(guān)設(shè)備。

綜上，在參考梁北選煤廠設(shè)計和實際運(yùn)行的基礎(chǔ)上，經(jīng)過細(xì)致的工藝分析和周密的工藝參數(shù)計算，筆者完成了本公司洗選煤工藝流程分析和主要設(shè)備選型的工作。所有設(shè)備經(jīng)安裝調(diào)試后，進(jìn)入了正常生產(chǎn)階段。經(jīng)施工建設(shè)和實際生產(chǎn)運(yùn)行，該工藝過程和相關(guān)設(shè)備具有經(jīng)濟(jì)合理、生產(chǎn)效果好和產(chǎn)品質(zhì)量高的特點(diǎn)，為該公司帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。