CSS粗煤泥分选机在祁东煤矿选煤厂的应用

文/张金辉 张东妹

安徽恒源煤电股份有限公司祁东煤矿选煤厂属矿井型选煤厂，设计入洗能力为2.0Mt/a，煤种为1/3焦煤和肥煤等。选煤工艺为原煤经分级脱泥后，采用有压三产品重介旋流器分选，煤泥则进入水力分级旋流器分级浓缩，大于0.25mm的粗煤泥采用CSS粗煤泥分选机分选，小于0.25mm的细煤泥直接进入浓缩压滤系统。主要产品作为炼焦精煤，灰分指标是Ad=10.00%～10.50%，δ±0.1含量为30%左右，属难选煤。本文就CCS粗煤泥分选机在祁东煤矿选煤厂的应用及分选效果进行了阐述。

一、CSS粗煤泥分选机工作原理及结构图

CSS粗煤泥分选机 （CoalSlurrySeparator）， 亦称TBS干扰床分选机，分选下限可达0.15mm，上限为3mm，最佳入料粒度范围是0.25～1mm，精煤灰分可无级可调，尾矿灰分随入料性质从40%到81%变化，EP≤0.12，给定密度波动范围±0.005g/cm3。具有以水为分选介质、结构简单、对入料煤质变化的适应性强、分选效率高等优势，是一种较好的粗煤泥分选设备。

分选机理。颗粒的密度和粒度不同，在同一流体（水）中的沉降速度也不同。高密度粗粒具有较大的沉降速度，低密度细粒的沉降速度则较小。如果提供一个上升流体速度，使其介于低密度细粒的沉降速度和高密度粗粒的沉降速度之间，高密度粗粒将在该上升流体中沉降，而低密度细粒则上浮，由此实现多组分粒群按密度和粒度的分离。同时，在粒度相近或很窄的粒级范围内，颗粒的沉降速度取决于颗粒的密度，不同密度的颗粒在一定上升水速作用下将按密度进行分选。轻细颗粒从上部溢流而出，形成溢流产品。沉降快的颗粒从底部排料口排出，形成底流产品。

顶水控制系统。在循环水进入CSS粗煤泥分选机前的管道上安装有智能电磁流量计用于测定顶水流量，通过电信号反馈到控制系统，自动调节顶水调节阀的开度或顶水专用泵变频器的输出，从而实现顶水流量的稳定。顶水通过三根顶水分配管进入桶体底部，在CSS桶体底部有均匀分布的喷嘴，形成向上流动的水流。

密度控制系统：密度探测装置主要用来测量桶内悬浮液的密度，通过将电信号反馈到控制系统，控制排料执行机构的动作，从而保持桶内干扰床层的稳定。

CSS粗煤泥分选机结构见图1。

图1 CSS粗煤泥分选机结构图

二、CSS粗煤泥分选机在祁东矿选煤厂的应用

1.改造前的CSS煤泥分选机入料流程及分选效果

工艺流程。入洗原煤经1mm原煤脱泥筛1mm脱泥，筛上进入重介混料桶；筛下水经水力旋流器分级后底流进入CSS粗煤泥分选机，溢流进入浓缩—压滤煤泥处理系统，溢流和底流分别依次经振动弧形筛和煤泥离心机脱水；脱水后的溢流精矿掺入重介精煤，底流尾矿作为产品经皮带运输系统供给矸石煤泥电厂；CSS粗煤泥分选机溢流和底流的振动筛筛下水、煤泥离心机离心液进入煤泥水桶。见图2CSS煤泥分选机工艺流程所示。

分选效果。祁东煤矿选煤厂在使用CCS粗煤泥分选机初期，预先脱除的煤泥经水力旋流器分级后，底流部分进入粗煤泥分选机，浓度在400g/L～600g/L，满足入料条件。给定密度在(0.005g/cm3区间内，CSS粗煤泥分选机实现排料阀自动开闭，精煤灰分控制在10.00%～10.50%之间，尾矿灰分随入料性质在40.00%～65.00%之间波动。

图2 CSS煤泥分选机工艺流程

在煤泥水处理流程中，CSS粗煤泥分选机的溢流和底流，其弧形筛筛下水及煤泥离心机离心液又返回到煤泥水桶，存在着局部小循环，增加了次生煤泥量，造成CSS粗煤泥分选机入料中－0.25mm高灰细泥含量高达41.29%（见表1），部分高灰细泥随CSS粗煤泥分选机的溢流进入精煤产品中，影响了精煤质量。在实际的生产过程中，精煤灰分只能短期控制在10.00%～10.50%之间，随后精煤灰分逐渐上升，最终稳定在12.79%，不能作为精煤产品。

表1 CSS粗煤泥分选机入料小筛分试验数据

2.改造后的CSS煤泥分选机入料流程及分选效果

为降低－0.25mm高灰细泥对CSS粗煤泥分选机分选效果的影响，针对煤泥水局部小循环，水力分级旋流器底流夹细高等问题，祁东煤矿选煤厂技术人员将尾矿弧形筛筛下水及煤泥离心机离心液改为返回到浓缩压滤系统，调整水力分级旋流器底流口并增大压力。CSS煤泥分选机优化改造后，入料中－0.25mm高灰细泥含量由41.29%下降到31.43%，+0.25mm煤泥分选效果良好，灰分仅为6.91%，精煤总体灰分是10.03%，满足了精煤产品指标要求。

三、经济效益及结论

祁东煤矿选煤厂脱泥后的原生煤泥，经水力分级旋流器分级和脱水后，粗煤泥进入中煤系统，产率为8.00%左右，灰分为30.87%，作为动力配煤销售。但通过CSS煤泥分选机分选后，精矿回收率达41.71%，灰分10.00%～10.50%，其产品入进重介精煤作为精煤销售，改造后经济效益可增收1440万元。

CSS粗煤泥分选机流程简单，操作简易，改变了原选煤系统中粗煤泥仅分级，而不分选的现状，针对1～0.25mm的粗煤泥进行有效分选，提高了精煤产率，增加了企业的经济效益，对采用原煤预先脱泥分选工艺，粗煤泥想得到有效分选的选煤厂具有借鉴意义。