田庄选煤厂煤泥减量改造研究

鲁丹丹

(中煤科工集团 北京华宇工程有限公司，河南 平顶山 467000)

田庄选煤厂是中国自主设计建设的第一座全重介大型中心型炼焦煤选煤厂，最初设计能力为3.50 Mt/a，于20世纪70年代投产。经过3次较大的技术改造后，目前选煤厂生产能力达到10.00 Mt/a。现有煤泥水回收系统工艺流程(见图1)为：中矸磁尾及TBS尾矿通过振动弧形筛+直线筛+离心机联合脱水后掺入中煤，筛下水及离心液等和浮选尾矿一起通过浓缩+压滤回收作为煤泥产品，煤泥经干燥后外运销售。

图1 田庄选煤厂现有煤泥水回收系统工艺流程示意

1 煤泥水回收系统存在的主要问题

1.1 粗煤泥回收环节跑粗，湿煤泥产量大

中矸磁尾及TBS尾矿通过振动弧形筛+直线筛+离心机联合脱水回收后掺入中煤。由于弧形筛筛网磨损较快，存在经常跑粗现象，致使该回收的粗煤泥进入到浓缩机，减少了粗煤泥量，最终使中煤量减少，湿煤泥量增加，影响了选煤厂的经济效益，增加了煤泥水系统负荷。目前选煤厂实际煤泥产率约占入洗原煤量的12%。

1.2 压滤和干燥系统生产能力紧张

选煤厂设计原煤生产能力为Q=1 515.15 t/h，按洗选工程设计规范，选取煤泥水系统不均衡系数1.35，则煤泥量Q=1515.15 t/h×12%×1.35=245.45 t/h。选煤厂目前生产能力未达到设计水平，生产能力仅为1 150 t/h，同样可计算得煤泥量为：Q=1150 t/h×12%×1.35=186.30 t/h。

选煤厂现有10台厢式压滤机，单台面积F=800 m2，处理量Q=16 t/h，总处理能力Q=160 t/h。因此，现有压滤系统的能力已经不能满足生产需求。

选煤厂目前共有4套干燥设备，干燥车间和联合车间各2套。4套设备小时最大总处理量为170 t，按最大处理能力计算，尚有16.30 t/h湿煤泥不能进入干燥处理，只好露天存放。

1.3 湿煤泥储、装、运、销售困难，制约着选煤厂的正常生产

目前，湿煤泥露天储存于煤泥沉淀池，由于环保要求，不允许煤泥采用汽车外运，只能全部装火车外运，销路受限，销售十分困难，而且湿煤泥火车运输很困难，因此，制约了选煤厂的正常生产。

2 浓缩机入料煤质资料分析

从图1可知，弧形筛筛下水、直线筛筛下水、离心液和浮选尾矿均直接进入浓缩机，浓缩机溢流直接作为循环水，故可将浓缩机底流粒度组成近似为其入料粒度组成。田庄选煤厂2018年2月20日对726浓缩机底流采样，其小筛分试验结果见表1。

表1 田庄选煤厂726浓缩机底流粒度组成

由表1可知，当浓缩机截留粒度为0.075 mm时，大于0.075 mm物料占本级46.85%。选煤厂实际生产过程中因为溢流含有少量细粒级，故实际入料中的细粒级含量应该比底流的细粒级含量稍大。设计以入料中大于0.075 mm粗粒级含量为40%计，由于煤泥产品占全样的12%，设计认为浓缩机的入料近似为占入洗原煤量的12%，故大于0.075 mm粗粒级含量约占入洗原煤量的40%×12%=4.8%。

当浓缩机截留粒度为0.125 mm时，大于0.125 mm的物料占本级为34.03%。考虑溢流中的细煤泥，设计以入料中大于0.125 mm的含量为30%计，大于0.125 mm粗粒级含量约占入洗原煤量的30%×12%=3.6%。则浓缩机入料中粗粒级含量约占入洗原煤量的3.6%～4.8%。

3 煤泥产率预测

临近的天宏选煤厂为矿区型炼焦煤选煤厂，与田庄选煤厂同属平煤神马集团，入选原煤均来自集团内部的矿井，煤源相同，煤质相近。天宏选煤厂煤泥水采用两段浓缩回收工艺：一段浓缩机底流采用沉降过滤离心机回收后掺入中煤，溢流进入二段浓缩机；二段浓缩机底流采用压滤机回收煤泥。天宏选煤厂一段浓缩机底流粒度组成见表2。

表2 天宏选煤厂一段浓缩机底流粒度组成

由表2可知，天宏选煤厂大于0.125 mm粒级含量占本级38.10%，而田庄选煤厂为34.03%，粒度组成基本接近，天宏选煤厂实际煤泥产率约占全样7%。2个选煤厂的煤源、煤质基本一致，故设计认为田庄选煤厂经煤泥减量化改造后，最终煤泥产率将与天宏选煤厂基本一致，设计预测田庄选煤厂煤泥产率最少降低4.5%，最终煤泥产率约占入洗原煤量的7.5%。

4 煤泥减量工艺改造方案

为减少煤泥产量，须从粗煤泥跑粗环节进行控制，对煤泥水回收系统工艺进行改造，设计增加深锥浓缩机做为一段浓缩，中矸磁尾、TBS尾矿和浮选尾煤一起先进入深锥浓缩机，深锥浓缩机底流采用弧形筛+高频筛+离心机脱水回收，回收的粗煤泥掺入中煤产品；一段浓缩溢流、筛下水和离心液再去二段浓缩。改造后的煤泥水回收工艺流程见图2。

图2 煤泥水系统改造工艺流程示意

5 煤泥水回收系统工艺改造效果分析

(1)减少了煤泥产量，提高了中煤产量。煤泥水系统工艺改造实施后，粗煤泥可以得到有效回收，减少了煤泥产量，同时中煤产量得到提高，有利于提高选煤厂的经济效益。

(2)缓解了煤泥压滤和干燥系统的生产压力。经初步测算，煤泥水回收系统工艺改造实施后，可减少煤泥产率约占入洗原煤量的4.5%，预测最终煤泥产率约占入洗原煤量的7.5%。由于煤泥减量，选煤厂实际生产能力可望达到设计能力，原煤处理能力以1 515.15 t/h计，按洗选工程设计规范选取煤泥水系统不均衡系数1.35，预测煤泥产量为153.41 t/h，现有压滤系统和干燥系统的处理能力均可满足要求，可真正缓解压滤和干燥系统的压力。

6 结 语

田庄选煤厂实施煤泥减量化改造后，不仅能够解决煤泥储装运难题，缓解压滤和干燥系统的生产压力，保证选煤厂的正常有序生产，还能提高中煤产量，增加选煤厂的经济效益。