高效简化炼焦煤选煤厂从设想到实现

陈伟 王传真 朱干彬 王守强

【摘要】本文介绍了涡北选煤厂的选煤工艺的设计，简要说明了主体工艺流程、设备选型、工艺布置和实际生产指标方面的情况。

【关键词】炼焦煤选煤厂；选煤工艺；设备选型；生产指标

0概述

与动力煤选煤厂相比，炼焦煤选煤厂要求精煤产品质量高、分选粒度下限低，传统设计不仅工艺流程非常复杂的、数量庞大的设备，而且会给生产管理带来很大难度，大大增加了选煤厂建设费用和生产成本。

针对以上问题，涡北洗煤厂在设计和施工中简化工艺流程、设备选优、合理布局，形成由两台三产品重介质旋流器、三台机械搅拌式浮选机组合的技术、水平、效益一流，达到一级洗水闭路循环实现清水选煤。现具备双系统同时生产能力，单系统小时处理能力不低于680吨的炼焦煤选煤厂模式。

1选煤工艺简介

采用三产品重介质旋流器-浮选联合流程。

原煤不脱泥经润湿后进入无压给料三产品重介质旋流器分选+0.3mm粒级的煤炭，以单一低密度悬浮液系统一次分选出质量合格的精煤、中煤和矸石，在有需要时也可以以低密度悬浮液系统实现高密度分选，分选出精煤和矸石；用“弧形筛—高频筛—煤泥离心机”组合回收优质粗精煤泥，大大减少进入生产费用相对较高的浮选作业的煤泥量；用机械搅拌式浮选机分选-0.3mm粒级的煤泥。经济合理地实现煤泥全部厂内回收、洗水闭路循环、清水选煤。

涡北洗煤厂工艺流程图见图1。

1.1原料煤准备

进厂原煤分级后，筛上块煤经手选后破碎，与筛下物一起运至主厂房进行分选。

1.2分选、脱介、脱水作业

入选原料煤不脱泥，不分级，经润湿后给入无压三产品重介质旋流器，以单一低密度悬浮液一次性分选出精煤、中煤和矸石。精煤、中煤产品分别脱介脱水分级后，筛上块煤经卧式离心机二次脱水作为精煤、中煤产品；矸石经过脱介脱水后成为矸石产物。

１．３介质回收

合格悬浮液经泵打入无压给料三产品重介质旋流器。精煤、中煤和矸石稀悬浮液分别进入各自的磁选机，磁选合格介质返回合格介质桶。脱介筛稀悬浮液按产品分别磁选，有利于介质系统的粗精煤泥回收。

１．４粗煤泥回收

粗精煤泥的回收采用弧形筛—高频筛—立式离心机组合的工艺流程，精煤磁选尾矿经粗精煤泥回收系统回收后进入精煤产品皮带。

１．５浮选生产工艺

涡北选煤厂浮选为不脱泥直接浮选，该工艺具有工艺相对简单、设备投入较少的优点，具体为粉精煤磁尾桶中的物料经筛缝0.5mm粉精煤弧形筛分选后，筛下物进入30m浓缩机，浓缩机底流进入矿浆准备器，与浮选药剂充分混合后，自流进入浮选机。浮选精矿由加压过滤机脱水后作为浮精产品，滤液则循环至浮选机。

２主体设备选型

涡北洗煤厂在设备选型上实现了系统优化，大量采用为高效节能设备，给选煤厂正常、高效、低成本运转创造了有利条件。

2.1无压给料三产品重介质旋流器

主选设备选用3NWZX1300/920A系列无压给料三产品重介质旋流器，单机处理原料煤能力达350～400，入料粒度为80-0 mm，分选效率≥95%，分选下限≤0.3mm，从三产品重介质旋流器的规格和单机处理能力上看，总体技术水平国内领先。

涡北洗煤厂设计选用了无压给料三产品重介质旋流器。旋流器以无压给料，可减少原料煤过度破碎而产生的次生煤泥量，降低了介质泵、管道磨损的程度和生产系统的故障率，并有利于提高重介质旋流器入选粒度上限。同时每个生产系统配备了介质密度自动检测控制装置，操作的可控性强，生产管理方便。

２．２机械搅拌式浮选机

浮选设备选用6台XJM-SA20系列煤用机械搅拌式浮选机，一台四槽，单槽容积20m3，礦浆通过量560～960m3/h，入料粒度1-0mm，搅拌转速980rpm，最大充气速率≥1.2 m3/ m2min。

在中国选煤行业使用的浮选设备中，以机械搅拌式浮选机为主，约占80%，其次为浮选柱，约占15%，喷射式浮选机约占5%。该机适用于<0.5mm级煤泥的分选，尤其对较粗粒级（0.5～0.2mm），浮选效果好于浮选柱和喷射式浮选机。XJM-SA20系列煤用机械搅拌式浮选机具备较强的矿浆通过量和煤泥处理能力； 充气效率高，而且在工作状态下可随意调节进气量；浮选速度快，适应能力强，粗、细粒级煤泥均能获得理想的分选效果； 能耗低，装机和实耗功率均低于同类浮选机；结构合理，叶轮和定子优化设计，采用耐磨材料，使用寿命长；运转可靠，效果稳定，维护方便。

３工艺布置

主厂房采用多层式厂房设计，一层布置各种桶、池、泵类，主要的皮带运输设备布置在二层，部分辅助设备如离心机、磁选机、加压过滤机等布置在局部三层，厂房的四层主要布置了弧形筛、直线振动筛、高频筛等设备，旋流器布置在五层，六层主要是浮选机，主厂房内各层主要设备上方设置桥式起重机，可对厂房内70%设备检修提升。

通过提高磁选机布置高度，使磁选入料实现自流，减免了稀介质桶和稀介质泵的设置。不仅是选入料，涡北洗煤厂充分发挥了多层式厂房具有物料自流的优势，减少设备台数，体现了节能的优越性。

4生产指标

选煤厂一期工程于2013年3月份进入带煤试生产阶段，现场实际生产时，每两台旋流器形成一个生产系统，故而旋流器的入洗量按照两台合并进行统计， 2013年3月份至2013年12月份的有关生产数据如表1。

表1

实际数据指标与初设指标的合并对比表如表2。

表2

说明：实际年处理能力：686.85×2×16×330=659.38（万吨）

通过以上数据指标对比，可以看出，涡北选煤厂工艺系统2013年的运行数据中处理能力、电耗、水耗都比初步设计中数据要好，仅是介耗一项与初步设计还有所差距。

5结语

在选煤厂设计上，厂型向大型化方向发展，采用先进、可靠、大型、高效和机电一体化设备，以减少设备台数，简化工艺流程，有利于提高自动化程度，节省基建投资和加工成本，提高选煤效率、全员效率和经济效益。

【参考文献】

［１］匡亚莉.选煤工艺设计与管理[M].徐州：中国矿业大学出版社，2006.

［２］刘星海.选煤机械[M].北京：煤炭工业出版社，1994.

［３］周少雷.高效选煤新技术与新设备[M].徐州：中国矿业大学出版社，2008.

［责任编辑：薛俊歌］