祁東煤礦選煤廠粗煤泥分選系統(tǒng)改造實踐

王 鵬

(安徽恒源煤電股份有限公司 銷售分公司，安徽 宿州 234000)

1 概 述

皖北煤電集團祁東煤礦選煤廠屬礦井型選煤廠，設計入洗能力2.0 Mt/a，當前工作面煤種為1/3焦煤。選煤工藝為：動篩跳汰預排矸+三產(chǎn)品重介旋流器分選+TBS粗煤泥分選+浮選+尾煤壓濾聯(lián)合工藝。目前的粗煤泥回收工藝為：分級旋流器分級、底流TBS粗煤泥分選、溢流二次浮選(見圖1)。

圖1 祁東選煤廠粗煤泥分選系統(tǒng)

2 粗煤泥分選系統(tǒng)存在問題及分析

目前粗煤泥系統(tǒng)存在的主要問題是粗煤泥分選效果差，粗精煤灰分在12%左右，且極不穩(wěn)定，只能采取重介精煤“背灰”的方式來保證整體精煤灰分不超標，從而導致精煤綜合產(chǎn)率降低，影響企業(yè)效益。

(1)對TBS粗精煤泥脫水后產(chǎn)品、脫水前溢流及尾礦粒度分析數(shù)據(jù)分別見表1、表2、表3。

表1 粗精煤小篩分試驗

表2 TBS分選機溢流篩分試驗結(jié)果

表3 TBS分選機尾礦篩分試驗結(jié)果

由表1可知，小于0.125 mm粒級占比7.22%，灰分為42.30%，這部分高灰細泥對粗精煤泥產(chǎn)生了較大污染，是造成其灰分超標的主要原因。

由表2與表1對比可知，小于0.125 mm粒級占比由18.90%降至7.22%，灰分由57.75%降到42.3%，說明下游設備高頻篩+離心機雖然能脫除部分高灰細泥，但效果并不理想，這部分高灰細泥附著在粗精煤顆粒上，造成粗精煤灰分超標。

由表3可知，TBS尾礦中，大于0.5 mm粒級占比57.11%，為尾礦的主導顆粒，對此部分顆粒進行浮沉試驗(表4)可知，此粒級低灰顆粒占比39.47%，灰分僅為8.91%，說明此粒級中大部分低灰顆粒在TBS內(nèi)并沒有得到有效分選，是尾礦帶精較多的主要原因。

表4 TBS分選機尾礦浮沉試驗(大于0.5 mm)

由上述分析可知，祁東煤礦TBS分選機分選效率最高的粒度范圍為0.25～0.5 mm。因此，改變TBS入料組成，降低其中大于0.5 mm粒級和小于0.125 mm粒級的含量，是解決TBS分選效果差的主要辦法。

(2) 由圖1可知，現(xiàn)階段祁東選煤廠煤泥水主要包括脫泥篩篩下水、精煤磁選尾礦、TBS分選機精礦和尾礦高頻篩篩下水及離心機離心液。對中矸磁選尾礦、精煤磁選尾礦粒度組成及灰分分析結(jié)果見表5、表6。

表5 中矸磁選尾礦篩分結(jié)果

表6 精煤磁選尾礦篩分結(jié)果

中矸磁選尾礦作為脫泥篩的潤濕水使用，由表5可知，中矸磁尾灰分為58.15%，其中主導顆粒為0.5～1.0 mm，該部分占比54.06%，灰分為60.93%。由于分級旋流器的分級界限為0.25 mm，所以這部分顆粒會隨旋流器底流進入TBS，但此部分顆粒在TBS內(nèi)并不能得到有效分選，且由于其密度較高，沉降速度較快，還會增加TBS頂水負擔，影響有效顆粒分選。

由表6可知，精煤磁選尾礦中大于0.25 mm粒級占比為33.97%，累計灰分為9.44%，這部分顆粒經(jīng)脫水后完全可以作為合格精煤使用，沒必要再進入TBS分選。

(3)TBS精礦、尾礦高頻篩和離心機篩縫均為0.25 mm，由表2、表3數(shù)據(jù)可知，離心液的主要組成部分應是其小于0.25 mm粒級部分，累計灰分分別為38.79%和59.85%。這部分高灰顆粒再次進入煤泥水桶，隨著洗選生產(chǎn)的進行，會持續(xù)增加煤泥水桶內(nèi)細泥含量，影響旋流器分級效果，造成底流夾細較多，再次影響TBS分選效果。

3 改造方案

基于祁東煤礦選煤廠粗煤泥分選系統(tǒng)溢流超灰、底流帶精煤的現(xiàn)狀，現(xiàn)場采取了改變分級旋流器底流口的方式來改善旋流器分級效果，但并不明顯。

根據(jù)以上分析結(jié)果，制定以下改造方案：

(1)將中矸磁選尾礦改流至TBS尾礦桶，經(jīng)中煤高頻篩+離心機脫水后作為中煤配煤使用。

(2)將精煤磁選尾礦改流至TBS精礦桶，但由于其濃度較低(經(jīng)試驗測得濃度僅為54 g/L)，考慮到下游高頻篩及離心機的脫水效果，增加1臺煤泥旋流器對其進行濃縮分級，脫除部分細泥，煤泥旋流器底流進入下游設備脫水后摻入精煤帶式輸送機，溢流進入浮選回收。

(3)高頻篩篩下水及離心液不再進入煤泥水桶，直接進入浮選系統(tǒng)。

改造后工藝流程如圖2所示。

圖2 祁東選煤廠改造后粗煤泥分選系統(tǒng)

4 改造后效果分析

(1)系統(tǒng)改造后，粗精煤的篩分數(shù)據(jù)如表7。

由表7可知，改造后粗精煤產(chǎn)品中小于0.125 mm高灰顆粒占比由原來的7.22%降至3.65%，整體灰分由原來的11.64%降至10.33%，滿足合格精煤產(chǎn)品灰分小于10.50%的質(zhì)量要求。

表7 改造后粗精煤泥產(chǎn)品篩分結(jié)果

(2)TBS粗煤泥分選機尾礦的篩分及浮沉數(shù)據(jù)如表8、表9。

表8 改造后TBS尾礦篩分數(shù)據(jù)結(jié)果

表9 改造后TBS尾礦浮沉試驗(大于0.25 mm)

表8、表9對比改造前TBS尾礦分析數(shù)據(jù)表3、表4可知，經(jīng)系統(tǒng)改造后，TBS尾礦各粒級灰分升高，尾礦灰分由原來的45.51%提升至57.75%，對其中主導顆粒大于0.25 mm粒級浮沉試驗可得-1.4 g/cm3密度級產(chǎn)率為6.45%，尾礦帶精煤問題得到了極大的改善。

(3)經(jīng)統(tǒng)計對比，改造前后選煤產(chǎn)品產(chǎn)率見表10。

表10 改造前后洗選產(chǎn)品產(chǎn)率對比

由表10可知，改造后，祁東選煤廠精煤產(chǎn)率提高0.71%，煤泥產(chǎn)率提高0.15%，中煤產(chǎn)率降低0.86%，按精煤銷售價格2 100元/t，中煤銷售價格560元/t，煤泥價格260元/t計算，入洗量2.0 Mt/a,系統(tǒng)改造后增加年銷售額為200×(0.71%×2100+0.15%×260-0.86%×560)=2096.8(萬元)。

5 結(jié) 語

通過改變祁東煤礦選煤廠煤泥水的粒度組成，提高了TBS粗煤泥分選機的分選效率，徹底解決了TBS尾礦帶精煤、粗精煤灰分超標的問題，保證了粗精煤泥的有效回收，穩(wěn)定了精品產(chǎn)品質(zhì)量，提高了企業(yè)經(jīng)濟效益。