河南天元选煤厂粗煤泥系统技改实践

刘建华

(河南天元选煤厂，河南 许昌 461000)

河南天元选煤厂位于河南省许昌市，是一座设计能力为1.5 Mt/a的中心型选煤厂，入洗原煤以高煤泥含量的贫瘦煤为主，现有工艺为：预先脱泥+无压三产品重介质旋流器分选+煤泥二次浮选两段分选工艺。随着矿井采煤条件的复杂化，河南天元选煤厂入洗原煤中的细粒级煤泥含量不断增加，目前原生煤泥含量高达40%～50%，煤泥灰分在22%～26%。煤泥含量大，灰分高，不仅导致重介系统分选效率降低、介耗增大，而且影响浮选系统的处理能力。本次针对以上问题，对该厂的煤泥回收系统进行了改造，增加了粗煤泥FBS分选系统，由两段分选改为了三段分选，以提高精煤产率及经济效益。

1 选煤厂生产现状及存在问题

1.1 入洗原煤煤质情况

河南天元选煤厂原煤筛分数据见表1。

表1 河南天元选煤厂原煤筛分试验结果

由表1可以看出，入洗原煤灰分较高，达到36.55%，原生煤泥含量高达41.20%，原生煤泥灰分25.34%。考虑次生煤泥的影响，入洗原煤中煤泥含量将超过50%，说明原煤中煤泥含量特别高，要加强对煤泥回收系统的管理。

河南天元选煤厂原生煤泥筛分数据见表2。

表2 河南天元选煤厂原生煤泥筛分试验结果

由表2可知，原生煤泥中0.5～0.25 mm和0.25～0.125 mm为主导粒级，占本级含量分别达到37.50%和35.50%，灰分分别为28.16%和26.33%。各粒级灰分随着粒度的减小而降低，说明原煤易碎。然后对原生煤泥进行小浮沉试验，试验结果见表3。

表3 河南天元选煤厂原生煤泥小浮沉试验

由表3可知，原生煤泥中主导密度级为小于1.4 g/cm3和大于1.8 g/cm3，小于1.8 g/cm3密度级灰分仅9.16%，说明实际浮选精煤灰分较低，可以有效回收精煤。

1.2 改造前煤泥回收工艺流程

天元选煤厂原有煤泥回收工艺流程为：原煤预先脱泥后，筛下水进入煤泥水桶，再由煤泥水泵输送到弧形筛进行脱泥脱水后，筛上物料与预先脱泥筛筛上物一起进入主洗系统；弧形筛筛下煤泥水进入一次浮选系统，一次浮选精矿经卧式沉降离心过滤脱水机处理后掺入精煤，溢流口排出的离心液和过滤段的滤液进入二次浮选系统，二次浮选精矿经压滤机脱水后掺入精煤，浮选尾煤浓缩后由压滤机回收。改造前煤泥回收工艺流程见图1。

图1 改造前的煤泥回收工艺流程

1.3 存在问题

结合煤质资料和改造前工艺流程分析，改造前存在的主要问题有：

(1)煤泥含量大，煤泥弧形筛脱泥、脱水效果变差，弧形筛筛上细粒级煤泥含量高(试验表明，弧形筛筛上小于0.2 mm粒级含量约占30%～40%)，该部分细粒级煤泥进入无压三产品重介质旋流器，导致重介质旋流器分选效率降低，同时，大量细粒级煤泥混入，影响脱介筛脱介效果和磁选机回收效果。

(2)煤泥含量大，浮选系统压力大，同时原生煤泥中0.5～0.25 mm含量达到37.5%，影响浮选效果。

2 改造后的工艺流程

鉴于改造前煤泥回收系统存在的问题，天元选煤厂经过试验论证后，决定在原设计工艺的基础上进行改造，增加1套粗煤泥分选系统，改造后的粗煤泥系统具体工艺为：预先脱泥煤泥水经新增FX610水力旋流器分级，溢流进入一次浮选，底流进入FBS2400流化床分选机进行分选；流化床分选机底流经中煤回收筛回收后成为中煤产品，中煤回收筛筛下水进入浓缩机，流化床分选机溢流进入叠层高频细筛进行脱泥，脱泥后的筛上物经精煤离心机脱水后成为粗精煤产品，叠层筛筛下水和粗煤泥离心液一起进入一次浮选系统。

改造后的粗煤泥回收工艺流程见图2。

图2 改造后的粗煤泥回收工艺流程

改造后粗煤泥分选系统与重介系统相对独立，避免了预先脱除的煤泥再次进入主洗重介系统，减少了悬浮液中的煤泥含量，保证了重介分选系统密度的相对稳定，从而改善了无压三产品重介旋流器的分选效果，提高了分选效率；同时，0.25～0.5 mm物料经FBS流化床进行分选，大幅降低了浮选系统入料量，缓解了浮选系统压力，改善了浮选系统分选效果。

3 改造后效果

3.1 应用效果

改造完成后，对FBS2400分选机现场使用情况进行单机检查分析，试验结果见表4。由表4可知：

表4 FBS粗煤泥分选机的入料、产品筛分资料

(1)FBS入料灰分为26.89%，底流灰分为79.02%，溢流灰分为20.42%，粗精煤回收率达到88.96%，说明FBS流化床分选机对0.25～0.5 mm物料分选效果良好，降灰明显；

(2)FBS溢流经叠层高频细筛和离心机脱泥、脱水后，粗精煤灰分为10.87%，符合河南天元选煤厂精煤产品灰分要求。

根据干扰沉降原理，FBS流化床分选机入料粒度要求为1.0～0.25 mm，粒度过粗或者过细均会导致小粒度高密度颗粒与大粒度低密度颗粒在分选过程中发生错配，从而使分选机溢流超灰或底流夹带精煤，因此，实际生产过程应严格控制FBS流化床分选机上游分级设备的工作状况。

3.2 应用效果分析

河南天元选煤厂通过对粗煤泥系统进行技改，对预先脱除的粗煤泥进行分选，不仅有效回收了其中的粗精煤泥，而且优化完善了选煤厂生产工艺，提高了重介系统的分选效率，改善了浮选系统的分选效果，缓解了浮选系统的压力，同时提高了系统的单位处理量，降低了介耗和能耗，提高了全厂的综合效益。主要表现在以下几点：

(1)预先脱除的煤泥进入粗煤泥分选系统进行分选，不再经原系统的弧形筛脱泥后进入主洗重介旋流器，直接减少了主洗重介系统煤泥含量，可明显改善重介旋流器的工作状况，提高其分选效率，同时减少重介分流，使介耗得到降低；

(2)0.25～0.5 mm粒级经粗煤泥分选系统分选，减少了进入浮选系统的煤泥量，从而减轻浮选系统压力，改善了浮选效果，有助于提高浮选精煤质量，避免重介精煤“背灰”；

(3)重介系统和浮选系统分选精度得到提高，使得精煤产品灰分稳定，产率提高；

(4)浮选系统压力减轻，提高了单位时间入洗量，吨煤洗选成本降低。

4 经济效益

实践表明，天元选煤厂粗煤泥分选系统投入运行以来，取得了良好的应用效果。在节能降耗方面，选煤厂入洗吨原煤电耗下降了1.02 kW·h，介耗下降了0.4 kg。以年入洗150万t原煤，电费1 元/(kW·h)，介质价格700 元/t计算，每年可节约资金(1.02×1+0.4×700/1000)×150=195(万元)。

5 结 语

河南天元选煤厂粗煤泥系统技改生产实践表明，通过分析和研究入选原煤中的煤泥含量和性质，在原有工艺的基础上，进行了粗煤泥分选工艺改造，避免了原煤中煤泥含量过大对主洗系统造成的不利影响，有效提高了无压三产品重介旋流器的分选效率，同时减轻了浮选系统处理压力，避免重介精煤“背灰”现象，提高了精煤综合产率，创造了可观的经济效益，同时选煤厂原煤单位时间处理量也得到提高，降低了介耗、能耗和吨煤加工成本，节能降耗效果明显，创造了良好社会效益。