三交河选煤厂煤泥水系统整改实践

许建中，史英祥

(1.霍州煤电集团 三交河矿选煤厂，山西 临汾 041000；2.中煤科工集团唐山研究院，河北 唐山 063012；3. 河北省煤炭洗选工程技术研究中心，河北 唐山 063012)

三交河选煤厂煤泥水系统整改实践

许建中1，史英祥2，3

(1.霍州煤电集团 三交河矿选煤厂，山西 临汾 041000；2.中煤科工集团唐山研究院，河北 唐山 063012；3. 河北省煤炭洗选工程技术研究中心，河北 唐山 063012)

为改善煤泥分级与分选效果，三交河矿选煤厂采取了加强原煤脱泥筛的生产管控，调整分级旋流器参数和振动弧形筛筛缝，增设振动弧形筛喷水等一系列整改措施，使分级旋流器入料中>1 mm粒级含量下降4.89个百分点，分级效率提高11.08个百分点，>0.25 mm粒级煤泥的回收及<0.074 mm粒级细泥的脱除效果得到明显改善，提高了选煤厂精煤产率，降低了浮选入料量与浮选药剂消耗量，取得了良好的经济效益。

煤泥；煤泥分级；煤泥分选；分级旋流器；振动弧形筛；干扰床

三交河矿选煤厂隶属于霍州煤电集团有限公司，是一座洗选能力为3.0 Mt/a的矿井型炼焦煤选煤厂，生产采用原煤脱泥(0.5 mm)有压三产品重介质旋流器、煤泥浮选联合工艺。为进一步提高分选效果，该厂于2010—2011年间对煤泥水处理系统进行改造，改造后的选煤工艺为：脱泥(1 mm)有压三产品重介质旋流器分选、1～0.25 mm粒级粗煤泥干扰床分选机分选、<0.25 mm粒级细煤泥浮选的联合工艺。煤泥水处理系统改造后，三交河选煤厂生产效果明显改善，给选煤厂带来了良好的经济效益[1-4]。但是，在实际生产过程中，煤泥分级分选工艺的优势不能充分发挥，系统“跑粗”较多，导致旋流器分级效率低下，粗精煤泥产品灰分较高，重介系统“背灰”现象严重。为提高工艺系统性能，实现煤泥高效分级分选的目标，三交河选煤厂对煤泥水处理系统进行了整改。

1 存在问题

三交河选煤厂煤泥水系统生产工艺(图1)为：入选原煤经过原煤脱泥筛脱泥后，筛上物进入三产品重介旋流器系统分选，重介系统的精煤煤泥水(精煤磁选尾矿)作为原煤脱泥筛喷水，返回到原煤脱泥筛，重介系统的中矸煤泥水(中矸磁选尾矿)由于其灰分较高，在经过粗中煤泥回收系统回收煤泥后，直接排入浓缩机；原煤脱泥筛筛下煤泥水经过水力旋流器分级，底流粗颗粒进入干扰床分选，溢流细颗粒煤进入浮选机分选，从而实现粗、细颗粒煤泥的分级分选。

三交河选煤厂实现煤泥分级的关键设备是原煤脱泥筛(SLO4273W型香蕉筛)、分级旋流器(2-φ710型水力旋流器组)与振动弧形筛(ZH2420型)，实现煤泥分选的设备是干扰床与浮选机。

为找出问题所在，对分级旋流器、干扰床与振动弧形筛进行了单机检查，结果如表1所示。

图1 三交河选煤厂煤泥水系统生产工艺Fig.1 Process flowsheet of coal slurry production system in Sanjiaohe mine coal preparation plant

表1 原系统分级旋流器、干扰床与振动弧形筛单机检查结果Table 1 Single-machine checking result of classification cyclone,teetered bed separator and vibrating sieve bend in original coal slurry system %

通过对表1进行分析，发现原生产系统存在以下生产问题：

(1)分级旋流器入料中>1 mm粒级煤泥占6.53%，灰分为20.17%，说明原煤脱泥筛透筛较多；干扰床分选机底流中>1 mm粒级煤泥占19.25%，灰分为24.64%，说明干扰床底流存在跑煤现象。

(2)旋流器的分级效率较低，不能满足分级分选的工艺要求。分级旋流器溢流跑粗较多，溢流中>0.25 mm粒级煤泥产率为17.90%，灰分为17.89%；分级旋流器底流中的高灰细泥含量较大，底流中<0.25 mm粒级煤泥产率为33.75%，灰分为44.91%，其中<0.074 mm粒级煤泥占12.41%，灰分为48.61%，。按照水力分级设备工艺效果的评定指标的计算公式[5]，可以计算出在分级粒度为0.25 mm时，旋流器的分级效率仅为48.58%。

(3)干扰床有跑煤现象。底流中>1 mm粒级煤产率为19.25%，灰分较低，仅为24.64%。

(4)干扰床对细粒级煤泥的分选效果较差。在干扰床溢流中，<0.25 mm粒级煤泥占44.83%，灰分为32.02%；<0.074 mm粒级煤泥占11.71%，灰分为43.94%，污染了干扰床溢流的轻产物。

(5)粗精煤泥回收效果差，筛上物灰分高。振动弧形筛筛上精煤泥灰分较高，为14.89%，其中<0.074 mm粒级煤泥占5.96%，灰分为43.20%，说明高灰细泥没有得到脱除，污染了精煤泥；然而，筛下物中>0.25 mm粒级煤泥占22.66%，灰分仅为8.49%，这部分精煤却进入了浮选系统进行无效分选。

2 原因分析

根据生产检查结果可知，现有生产系统核心问题是煤泥没能得到有效的分级，从而影响了后续干扰床分选、脱泥以及浮选生产环节，导致煤泥分级分选工艺没有发挥有效作用。经过分析，认为造成以上问题的主要原因有：

(1)原煤脱泥筛筛板筛缝过大。采用的筛板筛缝规格是φ1 mm，但实测筛缝尺寸均超过1 mm，个别筛缝达到2 mm以上，这是由于筛板磨损造成的。按照筛板筛缝行业标准的规定[6]，1 mm筛缝的筛板，筛缝极限偏差±0.08 mm的应不低于85%，个别筛缝极限偏差±0.1 mm的不高于10%。由此可知，即使使用筛缝规格为φ1 mm的新筛板，也有部分超宽筛缝。

(2)水力旋流器是一种在离心力场中进行分级和浓缩的设备，其工作原理是离心沉降，偏重浓缩或分级不同工艺目标的旋流器结构参数是不同的[7,8]，现有φ710型旋流器的结构参数兼顾了浓缩与分级，并不是以分级为主要目标。对于水力旋流器，入料中固体颗粒越小，它的运动轨迹与液流越接近，极细粒子在水力旋流器中的运动几乎与液体质点相同，从而使其在底流和溢流之间的分配比例与液体相近[9]。因此，旋流器底流中含有一定量的细煤泥，且这部分细煤泥绝大部分进入干扰床溢流产品，污染溢流轻产物，需要由振动弧形筛脱除。但由于这部分细泥较多，弧形筛筛上物料有堆积现象，因此导致细泥脱除不彻底。

(3)生产中加大干扰床上升水流可以提高底流灰分，但溢流灰分也随之增加，为了得到合格溢流，只能牺牲底流指标。

(4)振动弧形筛作为干扰床溢流产品的回收与脱泥设备，既要保证合格煤泥得到有效回收，又要保证高灰细泥得到脱除，但现有振动弧形筛筛缝规格为φ1 mm，主要以保证筛上物灰分指标合格为目标，筛缝偏粗，因此造成筛下粗颗粒较多。

3 整改措施

针对以上问题，三交河选煤厂采取了以下整改措施：

(1)将脱泥筛筛板更换为筛缝为0.9 mm规格的筛板，并加强管控，每班做针对性检查，将筛板筛缝>1 mm的百分比严格控制在低于15%，把因筛板破损、磨损导致的透筛煤量降至最低，严格控制进入煤泥水系统的煤泥粒度与煤泥量。

(2)调整现有分级旋流器结构参数，将分级作为主要工艺目标[10-11]。主要调整措施有：增加分级旋流器的直筒段长度；减小溢流中心管直径，并增加插入深度；减小锥角大小；减小底流出口直径。

(3)调整水力旋流器入料泵转速，将入料压力由原来的0.09 MPa左右提至0.12 MPa左右。

(4)增加干扰床的上升水流量，并调整底流阀门开度，在干扰床溢流灰分指标合格的前提下，尽可能地提高干扰床的分选密度。

(5)将振动弧形筛的筛板更换为筛缝为0.6 mm的筛板，并在振动弧形筛上增加一道喷水管，以改善脱泥效果。

4 效果分析

4.1 整改效果

表2所示为三交河选煤厂煤泥水系统整改后分级旋流器、干扰床与振动弧形筛的单机检查结果。表3为整改前后浮选入料的生产检查结果对比。

由表2、表3可知，整改取得了良好的生产效果：

(1) 整改以后，分级旋流器组入料中的粗颗粒含量仅为1.64%，比整改前降低了4.89个百分点，说明加强生产管控有效减少了原煤脱泥筛>1 mm粒级的透筛量。

(2)分级旋流器溢流中>0.25 mm粒级煤泥产率为9.20%，灰分17.93%，产率比整改前降低了8.70个百分点；分级旋流器底流中<0.25 mm粒级煤泥产率为30.10%，灰分为43.54%，其中<0.074 mm粒级煤泥占6.14%，灰分48.46%，产率比整改前降低了6.27个百分点。通过计算得出，分级旋流器在分级粒度为0.25 mm时分级效率为59.65%，比整改前提高了11.08个百分点。

表2 整改后分级旋流器、干扰床与振动弧形筛的单机生产检查结果Table 2 Single-machine checking result of classification cyclone,teetered bed separator and vibrating sieve bend in modified coal slurry system %

表3 整改前后浮选入料的生产检查结果对比表Table 3 Comparative production checking result of flotation feed between original and modified coal slurry system

(3)干扰床底流各粒级灰分均有增加，底流灰分为53.44%，比整改前升高了11.25个百分点，其中：>1 mm粒级煤泥产率为4.24%，比整改前降低了15.01个百分点；灰分为38.87%，比整改前升高了14.23个百分点，底流再无跑煤现象。

(4)振动弧形筛筛上煤泥灰分为10.26%，比整改前降低了4.63个百分点，避免了主洗重介系统为精煤泥背灰，间接增加了主洗重介系统精煤产率；振动弧形筛筛上煤泥中<0.074 mm粒级煤泥产率为1.70%，比整改前降低了4.26个百分点，说明振动筛上增加喷水有效地脱除了高灰细泥；振动弧形筛筛下水中>0.25 mm粒级煤泥产率为12.10%，比整改前降低了10.56个百分点，说明振动弧形筛筛缝降至0.6 mm有效降低了>0.25 mm粒级煤泥的透筛率。

(5) 浮选入料中>0.25 mm粒级煤泥产率由整改前的18.80%减少至10.59%，降低了8.21个百分点，使后入浮煤泥量减少，有利于减少浮选药剂的消耗，降低生产成本。

4.2 效益分析

表4所示为整改前2013年8月与整改后2013年11月的原煤入选量、精煤产量与浮选药剂消耗量的生产统计。

表4 整改前后原煤入选量、精煤产量与浮选药剂消耗量统计数据Table 4 Statistical data of capacity of raw coal washing,yield of clean coal and consumption of flotation agent between original and modified coal slurry system

由表4可以看出：整改后全厂总精煤产率增加了0.21个百分点，而吨原煤药剂消耗量减少了0.016 2 kg。按照全年入选量为300万t原煤、精煤价格为650元/t、浮选药剂价格为9 500元/t计算，整改后三交河选煤厂每年可增加收益450万元。

[1] 邰辛平，赵永生. TBS -3. 6干扰床分选机在三交河选煤厂的应用[J].选煤技术，2012 ( 4) : 33-39.

[2] 郭锋宾.粗煤泥干扰床分选机在三交河矿选煤厂应用[J].煤矿机械，2011 ( 3) : 178-180.

[3] 谢登峰.三交河煤矿选煤厂粗煤泥分选研究[J].煤炭工程，2013 ( 5).

[4] 谢登峰. 三交河煤矿选煤厂浮选系统改造研究[J].煤矿机械，2013 ( 6).

[5] MT/T 738—1997 选煤厂水力分级设备工艺效果评定方法[S].

[6] JB/T3278—92 焊接条缝筛板[S].

[7] 徐继润，罗 茜.水力旋流器流场理论[J].北京：科学出版社，1998:50-75.

[8] 马永彬，孙建军. 分级旋流器的工作原理和设计中常见问题的处理[J].金属材料与冶金工程，2010 (1)：41-43.

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[10] 韩 宁，刘文礼. 用于超细分级的水力旋流器的研究[J].煤炭加工与综合利用，2008 (1) ：6-8.

[11] 王艳梅，张力强，徐 磊.高效分级旋流器的研究[J].选煤技术，2010 (3) : 33-39.

Modification on coal slurry system in Sanjiaohe mine coal preparation plant

XU Jian-zhong1，SHI Ying-xiang2，3

(1. Sanjiaohe Mine Coal Preparation Plant,Houzhou Coal Energy Group Co.,Ltd.,Linfen,Shanxi 041000,China; 2. China Coal Technology & Engineering Group Tangshan Research Institute Co.,Ltd.,Tangshan，Hebei 063012,China;3. Coal Preparation Engineering & Technology Research Center in Hebei Province,Tangshan，Hebei 063012,China)

To improve classification and separation effect of coal slurry in Sanjiaohe mine coal preparation plant,modification on coal slurry system was made by a series of measures ,such as strengthening production management of raw coal desliming screen,adjusting parameters of classification cyclone or mesh of vibrating sieve bend,adding spray water on vibrating sieve bend etc. The application shows that feeding content of +1mm into classification cyclone is reduced 4.89%; efficiency of classification is raised 11.08% at the same time coal slime recovery of +0.25mm and fine slime removal of -0.074mm are improved,which has increased yield of clean coal as well as reduced feeding volume into flotation and consumption of agent.

coal slime; coal slime classification; coal slime separation; classification cyclone; vibrating sieve bend; teetered bed separator

1001-3571(2015)03-0039-04

TD943

B

2014-09-24

10.16447/j.cnki.cpt.2015.02.011

许建中(1969—)，男，山西省运城市人，工程师，从事选煤技术管理工作。

E-mail:xmcxjz@163.com Tel：18235757637