三交河煤矿选煤厂尾煤泥回收系统改造研究

谢登峰

（煤炭科学研究总院唐山研究院，河北省唐山市，063012）

三交河煤矿选煤厂尾煤泥回收系统改造研究

谢登峰

（煤炭科学研究总院唐山研究院，河北省唐山市，063012）

通过对煤泥量、煤泥特性和煤泥回收工艺设备的分析，本文提出了在保留原有煤泥离心机设备的基础上，增加沉降过滤离心机的改造方案。生产实践表明，新工艺大大降低了煤泥回收粒度下限，在保证煤泥水分小于20%的同时，大大增加了煤泥回收量，改造取得了预期效果。

煤泥回收 煤泥离心机 沉降过滤离心机

三交河煤矿选煤厂隶属于霍州煤电集团有限公司，属矿井型炼焦煤选煤厂，处理能力为300万t／a，采用块煤有压三产品重介质旋流器＋煤泥直接浮选联合分选工艺。选煤厂有4种入洗原煤，煤种分别为1＃、2＃、10＃和11＃（其中1＃、2＃为上组煤，10＃、11＃为下组煤），目前主要入洗上组煤，将来还要入洗下组煤。随着煤矿采煤机械化程度的提高和煤层赋存条件的变化，原煤中细粒煤含量越来越大，目前入洗的上组煤中小于0.5 mm的原生煤泥已经达到15%～20%。原煤泥水处理系统已不能适应原煤煤质的变化，大大影响了原煤的入洗量和分选精度，直接影响到公司的经济效益。为了改善选煤厂的运行现状，提高市场竞争力，选煤厂计划对现有的煤泥水系统尾煤泥回收部分进行优化改造。

1 现有的煤泥水基本流程

目前选煤厂有3台直径为20m的高效浓缩机，1台作为一段浓缩机使用，另外2台并联作为二段浓缩机使用。一段浓缩机底流采用2台煤泥离心机回收，一段溢流和煤泥离心机离心液进入二段浓缩机，二段浓缩机底流采用板框压滤机回收。

2 尾煤泥回收工艺改造研究

2.1 煤泥量分析

由于入洗原煤中煤泥量大幅增加，进入一段浓缩机和二段浓缩机的煤泥量也发生了较大变化。原设计和当前情况下，一段浓缩机底流煤泥的比例分别为2.32%和9.39%，二段浓缩机底流煤泥的比例分别为5.66%和7.69%。考虑到设备的不均衡系数后，一、二段浓缩机底流的煤泥量分别达到67.1t／h和54.9t／h。随着煤泥量的增加，原设计的设备选型相对较小，尤其是板框压滤机选型更是难以满足目前的生产要求，技改设计需重点对该环节进行优化改造。

2.2 煤泥特性分析

分选上组煤时一段浓缩机底流和压滤机入料的粒度组成情况见表1和表2。

表1 一段浓缩机底流小筛分试验（入洗上组煤）

表2 压滤机入料小筛分试验（入洗上组煤）

由表1和表2可以看出，入洗上组煤时，一段浓缩机底流和压滤机入料中大于0.125mm粒度级的累计产率分别为47.69%和15.13%，累计灰分分别为45.89%和16.19%；小于0.045mm粒度级累计产率分别为35.74%、63.95%，累计灰分分别为54.94%、54.31%，这说明尾煤系统中高灰细泥含量大且含有部分低灰煤泥。

分选下组煤时一段浓缩机底流和压滤机入料的粒度组成情况见表3和表4。

由表3和表4可以看出，入洗下组煤时，浓缩机底流和压滤机入料的灰分分别为35.76%和32.62%；小于0.045mm粒度级累计产率分别为8.42%和2.30%，累计灰分分别为48.81%和47.42%，这说明煤泥水系统中细泥含量较少，尾煤灰分相对较低，可以考虑脱水后掺入中煤产品的可能性。煤泥中含有部分低灰煤泥，可以考虑在保证精煤质量合格的前提下，尽量提高浮选精煤灰分，以便提高浮选尾矿的灰分。

表3 浓缩机底流小筛分试验（入洗下组煤）

表4 压滤机入料小筛分试验（入洗下组煤）

2.3 尾煤泥回收工艺改造

目前，国内对高灰尾煤泥处理的设备主要有煤泥离心机、沉降过滤离心机及板框压滤机。煤泥离心机和沉降过滤离心机的优点是产品水分较低，可直接掺入中煤作为电煤入仓存储。但缺点也很明显，煤泥离心机处理超细粒煤泥时，处理量会比处理粗煤泥时大大降低，而且脱水粒度下限较高，一般都在0.35mm以上，这样势必会有大量的煤泥随离心液进入后续作业，增加后续煤泥水的负荷。沉降过滤离心机在脱水粒度下限上较煤泥离心机有优势，可以处理0.045mm以上的煤泥，但对入料性质要求比较苛刻。一般情况下，入料中小于0.045mm粒级含量不能太高，否则其处理能力和脱水性能将大大下降。板框压滤机的特点是煤泥回收比较彻底，其滤液可直接作为循环水使用，其缺点是处理能力相对较小，产品水分较高，若煤泥量较高则不能直接掺入中煤，需单独堆放晾干处理。

现有的工艺系统采用煤泥离心机与板框压滤机联合工艺流程，结合了两种设备各自的性能特点，离心机回收的粗粒煤泥直接掺入中煤产品，细粒煤泥采用板框压滤机回收。目前存在的问题是煤泥离心机回收下限较高，仅能达到0.35mm，使得进入二段浓缩机的煤泥量增加，加大了二段浓缩机和板框压滤机的处理量。随着煤质的恶化和煤泥量的大幅增加，大量超细粒煤泥的加入导致二段浓缩机的煤泥沉降非常困难，循环水浓度较高，严重影响了重介系统的脱介效果和浮选机的浮选效果。为了保证循环水质量的要求，只能降低原煤入洗量，若采用沉降过滤离心机取代现有的煤泥离心机，则可降低粗煤泥回收下限，减少进入后续作业的煤泥量。考虑到上组煤煤泥中超细粒含量较高，又考虑到现有的2台煤泥离心机依旧用于处理一段浓缩机底流，另外新增1台沉降过滤离心机与现有的煤泥离心机并联运行一起处理一段浓缩机底流，脱水后的粗煤泥掺入中煤，离心液和浓缩机溢流进入二段浓缩机浓缩。同时，考虑到煤泥中超细粒煤泥含量较高，二段浓缩机煤泥沉降非常困难，很难保证重介系统对循环水浓度的要求，因此需根据循环水的质量情况不断向浓缩机添加絮凝剂。目前，现场仅仅靠人工添加絮凝剂不仅增加了工人的劳动强度，而且大大提高了管理难度，因此，可以再增加1套凝聚剂和絮凝剂的自动添加系统，提高煤泥水系统絮凝剂与凝聚剂添加的准确性和灵活性。

3 工艺改造效果

沉降过滤离心机正式投入使用后，对脱水产品进行了检测，平均产品水分为14.2%，脱水效果达到了截粗回收的尾煤煤泥水分小于24%的指标要求。沉降过滤离心机入料、排料小筛分资料见表5和表6。

表5 沉降过滤离心机入料小筛分资料

从上述数据可看出，沉降过滤离心机入料浓度相对较低，仅为97g／L；灰分为34.18%，小于0.045mm粒度级含量高达27.70%；入料特性相对较差，但经脱水后排料水分为13%，远低于设备保证值（18%～20%）；灰分为24.8%，比脱水前下降了近10%；排料中大于0.045mm粒度级含量高达87.71%，可看出该设备对细粒煤泥回收比较彻底，相比原有的煤泥离心机，沉降过滤离心机在回收粗煤泥方面大大降低了回收粒度下限，从而将更多的细粒煤泥回收并掺入中煤产品，提高了选煤厂的经济效益。

表6 沉降过滤离心机排料小筛分资料

4 结语

选煤厂通过增加沉降过滤离心机回收一段浓缩机底流，大大降低了煤泥回收粒度下限，在保证煤泥水分小于20%的同时大大增加了煤泥回收量，从而提高了中煤产率，一定程度上提高了选煤厂的经济效益，改造达到了预期效果。

［1］ 徐明雷.两种粗精煤泥回收工艺对比分析［J］.选煤技术，2012（1）

［2］ 刘亿，吴玲，谢广元.浅析弧形筛和煤泥离心机配合的粗煤泥回收工艺［J］.煤炭工程，2004（11）

［3］ 孟凡贞.影响煤泥离心机产品水分的因素［J］.煤炭工程，2004（1）

［4］ 孙华峰，牛福生，袁静宜.选煤厂粗煤泥回收工艺中煤泥水开路与闭路工艺探讨［J］.中国煤炭，2010（4）

Upgrading research on slime recovery system in Coal Preparation Plant of Sanjiaohe Mine

Xie Dengfeng
（Tangshan Research Institute，CCRI，Tangshan，Hebei 063012，China）

Based on the analysis of slime quantity，property and slime recovery equipment，the paper proposes the upgrading schedule of equipping the settling－filtering centrifuge besides reserving the original slime centrifuge.The production practice indicates that with the new process，the lower limit of recovered slime size is greatly reduced，and while the water in slime is kept less than 20%，the amount of recovered slime is greatly increased，so the reform has achieved the desired effect.

slime recovery，slime centrifuge，settling－filtering centrifuge

TD946.4

B

谢登峰（1979－），男，河南商水人，毕业于中国矿业大学化工学院矿物加工工程专业，现就职于天地科技股份有限公司唐山分公司设计工程中心，主要从事选煤厂设计及相关研究工作。

（责任编辑 王雅琴）