太西洗煤厂一分区煤泥水系统工艺改造

朱长勇 任贵涛

(神华宁夏煤业集团有限责任公司太西洗煤厂,宁夏回族自治区石嘴山市,753000)

太西洗煤厂一分区煤泥水系统工艺改造

朱长勇 任贵涛

(神华宁夏煤业集团有限责任公司太西洗煤厂,宁夏回族自治区石嘴山市,753000)

阐述了太西洗煤厂一分区原煤泥水系统存在的问题,分析了入浮粒度超限和入浮浓度低对浮选效果的影响,介绍了太西洗煤厂应用粗煤泥回收工艺和半直接浮选流程对煤泥水系统进行的工艺改造以及改造效果。

浮选 煤泥水系统 技术改造 粗煤泥回收 半直接浮选

太西洗煤厂隶属神华宁夏煤业集团有限责任公司,是西北地区唯一一座大型无烟煤洗选加工基地,是集团公司通过煤炭资源整合,在原太西洗煤厂、原西大滩洗煤厂及原大石头煤业公司洗煤厂基础上成立的中心型无烟煤选煤厂。

太西洗煤厂一分区(原太西洗煤厂)位于石嘴山市大武口区山水景观大道东段,始建于1983年,1986年建成投产,原煤入洗量达300万t/a以上。原生产工艺为0～80 mm不分级入选,跳汰主洗,中煤重介再洗,精粒煤、精末煤采用技术含量高的无压两产品等密度重介旋流器精选超低灰纯煤产品,煤泥直接浮选,尾煤浓缩压滤回收的联合分选工艺。

1 原煤泥水处理工艺存在的问题

1.1 煤泥水处理工艺流程

原煤泥水处理工艺流程如图1所示。该流程为煤泥水直接浮选。超低灰末煤重介磁选尾煤、捞坑溢流、末煤脱水脱泥筛筛下水进入浮选入料池后,由泵输送至浮选系统进行浮选,粗矿返回至捞坑,浮选精煤由加压过滤机进行脱水回收;浮选尾煤经浓缩后,由压滤机进行脱水回收,压滤机滤液返回至浓缩机,浓缩机溢流作为循环水重复使用。

图1 煤泥水系统工艺流程

1.2 存在问题

由于采用原煤主洗、再洗和精煤精选超低灰的生产工艺,吨原煤用水量达到3 m3以上,且入洗原煤中煤泥含量小于15%,造成入浮流量过大,进入浮选作业环节的水量达到2500 m3/h左右,入浮浓度较低,仅为35～40 g/L左右,同时受末煤重介磁选尾煤的影响,浮选入料中存在超粒。煤泥水系统中暴露出以下问题。

(1)浮选工艺效果容易受煤质影响,调整药剂效果不明显,造成浮选精煤产率下降。

(2)浮选和浓缩环节药剂消耗量大,生产成本增加。

(3)采用机械搅拌式浮选机仍然避免不了浮选“跑粗”、“跑煤”问题,容易发生精煤损失。

(4)粗矿水量较大,原设计的两台粗矿泵,一台使用,另一台备用,已经全部满负荷运行,粗矿池容易发生跑冒。尾煤水量大,尾煤澄清浓缩设备负荷较大。

(5)部分粗煤泥在末煤重介和浮选系统中循环,影响超低灰末煤重介系统洗选效率。

(6)浮选精煤浓度低,精煤泡沫含水量大,未能达到脱水设备入料浓度要求,给精煤脱水回收作业带来困难。

为解决煤泥水系统存在的问题,洗煤厂对煤泥水系统进行了优化改造。

2 技术改造方案

2.1 煤泥的煤质特征分析

对太西洗煤厂一分区入浮煤泥和末煤重介磁选尾煤进行了相关试验,具体指标见表1、表2、表3和表4,并对试验数据进行了分析。

从表1浮选入料小浮沉试验结果可知,-1.50 g/cm3密度级累计产率78.90%,累计灰分为4.01%,说明煤泥可浮性较好。

表1 浮选入料小浮沉试验结果

表2 浮选产物粒度组成及分选效果

表3 末煤重介磁选尾煤小筛分试验结果

从表2浮选产物粒度组成和各粒级分选效果可知,-0.5 mm部分各粒级浮选效果大致相当,只有+0.5 mm粒级浮选精煤和尾煤灰分均相对较低,可燃体回收率和浮选完善指标均最低。说明+0.5 mm粒级浮选效果最差,存在一定程度“跑粗”、“跑煤”。

从表3末煤重介磁选尾煤小筛分试验结果可知,末煤重介磁选尾煤中的+0.5 mm粒级占48.35%,灰分为5.92%,符合该厂一分区精末煤灰分控制指标(Ad≤6.00%)要求,说明可以直接将末煤重介磁选尾煤中的+0.5 mm粒级掺配到精末煤中进行销售。

表4 小浮选试验结果

从表4小浮选试验结果可知,根据该厂一分区工艺条件进行小浮选试验,浮选入料浓度由40 g/L提高到60～120 g/L时,浮选精煤产率均大于75.0%,浮选精煤产率提高约4%～6%,浮选完善指标提高约5%～7%。说明入浮浓度维持在60～120 g/L时,可以大幅提高浮选工艺效果。

综合以上试验分析结果可知:浮选入料中的超粒和入浮浓度低是影响该厂浮选工艺环节分选效果的重要因素。因此解决问题的途径有两种。

(1)对浮选入料中+0.5 mm粒级粗煤泥进行有效回收,杜绝浮选入料超粒,解决浮选机“跑粗”、“跑煤”问题。

(2)减少入浮水量,提高入浮浓度,按照最佳的入浮浓度浮选。

2.2 煤泥水系统工艺设计

提高精末煤产品产率是提高该厂精煤回收率的重点所在。在最佳的入浮浓度和粒度组成下浮选,可以最大限度地提高浮选精煤产率和降低尾煤中可燃体的损失,提高整体浮选效率。

2.2.1 粗煤泥回收工艺

解决浮选入料粒度超限问题,必须对末煤重介磁选尾煤中的+0.5 mm粒级粗煤泥进行回收,由于末煤重介磁选尾煤中的+0.5 mm粒级粗煤泥可以直接配掺到精末中进行销售,因此在煤泥水系统中有必要增加粗煤泥回收工艺。结合该厂生产技改情况,只有从浮选流程上进行改进才能从根本上解决问题。

末煤重介车间入选的6～0.5 mm原料煤经过捞坑脱泥,捞坑底流用泵输送至弧形筛和脱水脱泥筛后进入末煤重介车间。入料中含煤泥量比较低,末煤重介磁选尾煤中的煤泥主要为添加介质中经过磨矿后的原生细煤泥和末煤重介车间部分脱介筛的筛板筛缝调整为1.0 mm后增加的粗粒煤泥,由于这部分煤泥集中在粗细两段,有利于旋流器的分级。

同时,考虑扩能后整个末煤重介车间磁选尾煤的水量为800 m3/h,加上脱水脱泥弧形筛、直线脱水脱泥筛的筛下水,总的水量将达到1200 m3/h左右,如果采用其它的回收设备,选型后的设备在现有主厂房内没有布置空间。

综合上述分析,粗煤泥回收选用分级旋流器组+弧形筛+煤泥离心机的粗煤泥回收工艺流程。

2.2.2 提高入浮浓度

提高入浮浓度可以考虑采用半直接浮选或浓缩浮选。半直接浮选工艺为介于浓缩浮选和直接浮选之间的一种流程,工艺灵活,可以根据生产实际情况适时进行调整。该厂可以利用现有新建备用ø12 m浓缩机对浮选工艺流程进行调整,这样既可使入浮浓度不至过低,同时也可减轻浓缩设备的负荷,降低溢流中携带细泥的数量。因此,采用半直接浮选工艺。

2.3 改造后煤泥水工艺流程及设备

改造后煤泥水工艺流程见图2,末煤重介磁选尾煤、末煤脱水脱泥筛筛下水经分级旋流器组将粗煤泥回收后掺入精末煤,分级旋流器组溢流、部分捞坑溢流和弧形筛的筛下水进入浓缩机。浓缩机溢流作为循环水使用,底流和另一部分捞坑溢流进行浮选,浮选精煤采用加压过滤机脱水掺入精末煤,浮选尾煤经浓缩压滤脱水成为煤泥,加压过滤机的滤液返回至煤泥水缓冲池,压滤液返回浓缩机,浓缩机溢流循环使用。系统使用设备见表5。

表5 改造后的煤泥水系统主要设备

图2 改造后的煤泥水系统工艺流程

3 实施效果

3.1 煤泥水系统优点

(1)在最佳的粒度组成和入浮浓度下浮选,提高浮选工艺效果。

(2)入浮水量大幅降低,降低了煤泥水环节药剂耗量,进一步降低生产成本。

(3)提高加压过滤机脱水效果,进一步降低浮选精煤水分,同时粗煤泥产品水分可以控制在14%左右,从而降低综合精末煤产品水分,提高精煤产品质量及市场竞争力。

(4)该流程对粗煤泥回收粒度范围为0.35～1 mm,从而对浮选入料粒度上限实现有效控制,同时有效减少超低灰末煤重介入料下限(-1 mm粒级)含量,进一步提高浮选系统和超低灰末煤重介系统分选精度,达到高效分选。

表6 改造后浮选产物粒度组成及分选效果

(5)煤泥水系统能力显著提高,保证了系统正常运行。

表7 主要经济技术指标对比表

3.2 煤泥水系统经济技术指标

对改造后浮选系统的分选效果和整个煤泥水系统经济技术指标进行了计算和统计,统计结果如表6和表7所示。

从表6可以看出,通过系统改造,有效解决了浮选系统的“跑粗”、“跑煤”和入浮浓度低造成浮选工艺效果差的问题,浮选完善指标较改造前提高了5%左右,浮选系统工艺效果大幅提升。

从表7可以看出,改造后浮选机单位处理能力达到了额定处理量,煤泥水系统处理能力大幅提升,浮选药剂、絮凝剂单位用量大幅降低,该厂一分区精煤产率提高0.5%。

3.3 经济效益评价

按入洗原煤330 Mt/a,入浮煤泥10%,浮选精煤产率70%,浮选药剂按0.6万元/t,絮凝剂按0.8万元/t计,每年可节约浮选药剂生产成本15.84万元;每年可节约絮凝剂生产成本5.94万元;可多回收精末煤1.65万t,精末煤按照960元/t计算,每年可增加收入1584万元。

The technological transformation of the slurry system of Taixi Coal Preparation Plant

Zhu Changyong,Ren Guitao
(Shenhua Ningxia Coal Group Taixi Coal Preparation Plant,Shi Zuishan,Ningxia 753000,China)

Described the problems of Taixi Coal Preparation Plant slurry system,analyzed the effect of the exceeded floating size limit and low floating concentration,and described the technological transformation of applying the thick slime flotation process and the semi-direct flotation process for the slurry system and the effect of the transformation.

coal flotation,black water,technological transformation,coarse coal slime recycling,semi-direct flotation

TD943

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朱长勇(1971-),男,宁夏中卫人,选煤工程师,1996年毕业于中国矿业大学矿物加工工程专业,现任神华宁夏煤业集团太西洗煤厂副厂长。

(责任编辑 张毅玲)