粗煤泥及末煤磁尾回收系统的优化研究

迟兴田 姬跃平 张国良 栗培国

摘要：随着入洗原煤的加大和煤机械化程度的提高，入选原煤中煤泥的含量也逐渐增多，次生煤泥量加大，进而增加了脱泥、脱介的难度。本文通过对粗煤泥及末煤磁尾回收系统的研究背景、目的和国内外的研究现状进行分析，同时阐述其中的关键技术和方案，进而为粗煤泥及末煤磁尾回收系统的优化提供参考依据。

关键词：粗煤泥 系统优化 回收

1 项目研究背景、目的意义及国内外技术现状

1.1 项目研究背景 在上次技术改造中，平煤股份田庄选煤厂在其粗煤泥车间的东侧新建CSS（Coal Slurry Separator煤泥分选机）车间。在车间内3.80米平台上部署2台φ3000mmCSS分选机，每台处理能力达100t/h，在0.00米平面南北方向分别布置精矿缓冲桶580、尾矿缓冲桶581，每个缓冲桶西侧安装两台（一用一备，582和582A、583和583A）功率为90kW的渣浆泵，分别用于转排CSS的精矿和尾矿。新增粗煤泥分选机CSS入料取自于原粗煤泥车间分级后产物（-1mm），-1mm粒级粗煤泥通过分配箱进入2台CSS粗煤泥分选机，经过分选后得到精矿、尾矿两种产品。精矿、尾矿分别汇入精矿、尾矿缓冲桶缓冲，再分别经渣浆泵转排至主厂房一楼布置的精煤磁尾桶362和中煤磁尾桶360，并入精煤磁尾和中煤磁尾处理系统，由精煤磁尾泵（374、376）和中煤磁尾泵（370、372）分别输送到精煤旋流器组（015、016）和中煤旋流器组（024旋、024B旋）进行浓缩分级，底流重产物再经弧形筛、脱泥筛（017、018、024、024B）进行脱泥、脱水，然后分别经精煤刮板输送机007和中煤刮板输送机008进入精煤卧式离心机（345、346、347、348）和中煤卧式离心机（529、530、531、532）脱水后，成为精煤和中煤产品。

1.2 项目研究目的及意义 粗煤泥不经过分选，或者虽经分选但效果较差，则其灰分就偏高，若直接掺入精煤，会导致总精煤灰分升高，使重选和浮选为其“背灰”，从而导致总精煤产率降低；如果掺入中煤，因粗煤泥中含有部分灰分较低的精煤，则会造成精煤损失。粗煤泥分选技术在国内进入推广阶段，采用CSS粗煤泥分选工艺，可使重介系统介质消耗大幅度降低，原煤处理量提高，精煤回收率提高，它的应用对现有重介系统的完善、降低选煤厂投资、降低介质消耗、提高精煤回收率具有重要的意义。

1.3 国内外相关技术现状

1.3.1 螺旋分选机。通常认为螺旋分选机入料粒度范围是3.0～0.25mm左右，分选下限低，分选精度较高，能出精、中、尾三种产品，并可任意调节；螺旋分选机与煤泥重介比，不用重介质；与浮选比，不用药剂；与粗煤泥分选机比，没有易损件。

但其缺点是机身高度大，煤质变化时工艺参数不易调节；分选密度较低时，分选效果较差；同时由于受煤泥含量的影响，介质回收效率低，介耗居高不下。

1.3.2 煤泥重介旋流器。煤泥重介质分选粗煤泥具有分选效率高、对煤质适应性强、可实现低密度分选、操作方便和易于实现自动控制等优点。

煤泥重介旋流器的缺点是分选效果易受煤泥加重质的粒度和分选密度控制等诸多因素的影响。

1.3.3 水介质旋流器。水介质旋流器结构简单、布置方便，分选细粒煤生产成本低。但其分选精度远不如小直径重介质旋流器，且入料的粒度范围比较窄，分选下限高，在可接受精煤产率情况下，溢流不经过脱泥达不到精煤灰分要求。

1.3.4 逆流分选机（RC）。RC（Renux Classier）是由澳大利亚洛德维奇公司和纽卡斯尔大学联合开发研制了一种新型流化床分选设备，具有分级和分选的双重功能。

1.3.5 粗煤泥分选机。粗煤泥分选机是一种利用上升水流在槽内产生紊流的干扰沉降分选设备。矿浆通过一个入料缓冲桶切向进入分选机，与一个上升水流相遇而形成流化床层。当达到稳定状态后，在上升水流的作用下轻而细的颗粒溢流到溢流槽中，集中于槽体底部的高比重物料通过底流排料阀排出。

1.3.6 粗煤泥处理工艺。据资料介绍，美国重介选煤厂大多采用预先脱泥技术，粗煤泥分选广泛选用水力旋流器和螺旋分选机。分选工艺流程根据分选粒度下限的不同，采用一段水力旋流器+螺旋分选机流程、两段水力旋流器+螺旋分选机流程、一段水力旋流器+螺旋分选机+浮选流程等三种典型流程。美国的经验表明，动力煤选煤厂多采用一段水力旋流器+螺旋分选机工艺，其分选下限为0.147mm；普通炼焦煤选煤厂多采用两段水力旋流器+螺旋分选机工艺。

2 研究的关键技术与方案

2.1 项目主要研究内容及预期达到的技术经济指标

2.1.1 项目主要研究内容。①粗煤泥分选工艺优化研究：结合千万吨级产业升级和生产实践过程，经多方实践调研、提出多套可行的粗煤泥及末煤磁尾回收系统的优化方案，然后经专家组成论证比较后，确定最为科学的粗煤泥分选优化工艺方案。②末煤磁选尾矿处理工艺研究：解决千万吨级产业升级改造后，用水力旋流器对末煤磁选尾矿分级效率低，能耗高、管道阀门磨损严重问题；解决末煤磁选尾矿粒度组成相对较宽、处理量大与当前处理末煤磁选尾矿工艺适应性问题；探索新的末煤磁选尾矿处理工艺补偿其不足，与产业升级后末煤系统中磁选尾矿处理相匹配。③智能振网高效弧形筛的应用研究：粗煤泥分选CSS因其分选机理的原因，当要求高的分选效果时，通常溢流精矿浓度较低，传统弧形筛不能有效脱水，造成后续脱泥筛跑水严重，需开发一种智能振网高效弧形筛以解决此生产难题。

2.1.2 预期达到的技术经济指标。①优化粗煤泥及末煤磁尾回收系统工艺流程；②吨煤介质消耗降低0.5kg。

2.2 项目研究的方案和关键技术

2.2.1 项目研究的方案。①解决粗煤泥分选尾矿浓度高、过于粘稠导致的转排困难问题，为了节能降耗，不再考虑加水稀释转排，重新优化粗煤泥分选工艺，着重考虑粗煤泥分选机CSS尾矿自流到中煤磁选尾矿脱泥脱水筛。②粗煤泥分选精矿进行单独脱泥、脱水，不再和精煤磁选尾矿回收的精煤混合处理，以有利于改善粗煤泥分选操作要求、最大化回收粗精煤，同时有利于精煤磁选尾矿分级浓缩效果，保证精煤质量要求。③对粗煤泥分选CSS的精矿脱泥、脱水处理开发或引进高效能智能处理设备，力求在节能降耗基础上，保证对粗煤泥分选CSS的精矿的脱泥、脱水有效性，以稳定精煤产品的灰分和水分。

2.2.2 项目研究的关键技术。①ZYHS可翻转弧形筛的应用。ZYHS可翻转弧形筛是一种用于对细料和微粒的湿式筛分，是产品的脱水作业的一种新型、高效的筛分设备。该设备具有中心旋转轴旋转180°翻转、结构简单、筛分效果好、无噪音、简单轻便、维修方便、筛网寿命长、物料不易堵筛等优点。②新型智能振网弧形筛的应用。新型智能振网弧形筛是针对国际国内选煤厂通用的弧形筛筛缝容易堵塞、磨损快、处理量低、脱介脱水效果差的问题，从解决筛缝堵塞入手，研制出能大幅度提高筛板使用寿命和脱水、脱介效率的一种全新概念的高效智能振网弧形筛。

3 结论

随着入洗原煤的加大和煤机械化程度的提高，入选原煤中煤泥的含量也逐渐增多，次生煤泥量加大，原洗煤工艺中重介+浮选流程以0.5mm作为理论界限，+0.5mm入末煤重介旋流器分选，-0.5mm进浮选系统。由于最后把关分级设备振动筛效率通常只能达到70%，相当部分的1- 0.5mm的物料进入重介系统，从而造成部分细粒级进入末煤重介旋流器分选，这为重介分选后，脱泥、脱介带来困难，重介分选下限及平均粒度提高，降低介耗，需要使用和回收更细的磁铁矿粉，系统复杂，操作成本较高， 设备、管路、阀门容易磨损，维护保养困难，并且操作、调整方面比其它选煤方法要求更严格，影响重介旋流器的高效运行。

粗煤泥的分选机CSS和ISB系列智能振网弧形筛成功应用于田庄选煤厂粗煤泥回收系统，低成本回收粗精煤，将有效解决一直困扰国际选煤界的粗煤泥的分选问题，是对传统重介+浮选的选煤工艺完善，补偿其的不足。这种低成本的洗煤工艺技术将在选煤界受到普遍关注，并将在国内外迅速获得广泛的应用。这将是选煤工艺的又一里程碑，国内外市场推广应用前景较好，同时随着机械化采煤技术应用，对每一家炼焦煤选煤厂几乎都存在对传统选煤工艺改进的市场需求。

参考文献：

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[2]范晓蔚，庞振平.粗煤泥回收工艺在白龙矿业选煤厂的应用[J].价值工程，2013（13）.

[3]郑月秋.粗煤泥回收系统的改造[J].煤炭工程，2008（04）.

作者简介：

迟兴田（1983-），男，河北沧州人，助理工程师，研究方向：选矿选煤。