朱家店选煤厂工艺系统技术改造实践

程云霄

(1.中煤科工集团唐山研究院有限公司，河北 唐山 063012；2.河北省煤炭洗选工程技术研究中心，河北 唐山 063012)

朱家店选煤厂隶属于山西离柳焦煤集团，地处山西省中阳县金罗镇水峪村，是一座原设计能力为0.90 Mt/a的矿井型选煤厂。该选煤厂原煤以选前脱泥方式入选，采用50～0.5 mm粒级由有压三产品重介质旋流器分选、0.5～0 mm粒级浮选、浮选尾煤压滤回收的联合工艺。主要入选朱家店煤矿4#煤，从目前开采情况看，原煤中矸石含量较大，细粒煤灰分较高，硬度较大；主导产品可作为炼焦配煤，中煤和煤泥供当地电厂发电。

该选煤厂于2006年投产后运行一直不正常，每班生产一段时间后精煤灰分就会波动，循环水逐渐变黑，筛面跑水跑介，浮选效果变差，尾煤灰分降低，介耗越来越高。该厂曾进行过多次生产检查和局部改造，但效果均不理想；由于其为矿井型选煤厂，选煤生产异常对井下正常工作影响很大。为了彻底解决这些问题，2013年底山西离柳焦煤集团委托天地科技股份有限公司唐山分公司对选煤厂工艺系统进行改造。

1 生产现状

煤泥处理系统不完善是朱家店选煤厂运行异常的主要原因，该选煤厂原设计采用传统的炼焦煤分选工艺，<0.5 mm粒级煤泥全部浮选，但煤泥浮选效果不理想。为此，对该选煤厂洗选工艺进行优化，设置了脱泥截粗环节，即原煤脱泥后再入选，具体原则流程如图1所示。

图1 朱家店选煤厂原煤洗选原则流程

(1)煤泥分选系统不完善。原煤泥桶的入料为脱泥筛的筛下水和磁选尾矿，桶内煤泥水经弧形筛(筛孔尺寸为0.3 mm)分级后，筛上物由脱泥筛脱泥(筛孔尺寸为0.5 mm)，筛下水去浮选。由于工艺设计存在缺陷，0.3～0.5 mm粒级煤泥得不到有效处理。随着洗选时间的延长，系统内的煤泥量不断增加，致使重介悬浮液的浓度和粘度逐渐增加，密度不断增大，进而导致重介质旋流器分选效果变差。此外，这部分煤泥在系统中循环一段时间后，只能通过洗选产品带走，致使脱介筛的脱介负担增大。在这种情况下，不但煤泥得不到有效脱除，而且介质回收效果较差，精煤产品易被污染，重介分选系统介耗较高。

粗煤泥中存在一定量精煤，但由于其灰分较高，不宜直接掺入精煤产品；如果将其直接掺入中煤，则会造成精煤损失[1-2]。由于粗煤泥的粒度特殊，无论采用重介选还是浮选都难以得到高精度的分选[3-4]，因此有必要对其单独进行分选。

(2)煤泥水处理中加药方式不合理。该选煤厂原采用人工加药方式，煤泥水浓缩、沉淀效果均较差，进而引发了一系列生产问题：筛孔易被堵塞，筛机处理能力下降，影响脱水、脱泥、脱介效果[5]；循环水浓度较高，浮选系统负荷较大，药剂用量较大，精煤产率下降，尾煤灰分偏低；重介悬浮液粘度大，重介质旋流器分选效果差，洗选效率下降；介质分流量增大，磁选机负荷增加，影响脱介效果；浓缩底流中的粗粒、微细粒含量相对增多，流动性较差，容易发生“压耙”事故。

此外，就实际生产来看，人工加药时药剂溶解性差，利用率和有效性较差，且存在滞后性，不能实现连续、及时控制。随着选煤厂向大型化、连续化、自动化发展，以及选煤技术的快速进步和管理水平的不断提高，人工加药已不能满足现代化选煤厂的生产与管理需要。

2 改造方案与实施

2.1 增加粗煤泥分选系统

对于炼焦煤选煤厂，粗煤泥的有效回收对于整个系统的稳定和商品煤的质量都至关重要[6]。相对螺旋分选机和煤泥重介质旋流器而言，TBS干扰床分选机具有分选密度可调，有效分选密度范围宽，自动化程度高，结构简单，运行成本低等特点[7-8]。因此，在原工艺系统的基础上选用一台TBS干扰床分选机作为粗煤泥分选设备。该选煤厂技术改造后的原则流程为50～1 mm粒级由三产品重介质旋流器分选、1～0.25 mm粒级由TBS干扰床分选机分选、<0.25 mm粒级浮选、浮选尾煤压滤回收的联合工艺，如图2所示。

磁选尾矿全部进入尾矿池，再泵输送至原煤脱泥筛筛面，作为原煤脱泥的冲水；原煤脱泥筛的筛下水进入粗煤泥桶，然后采用泵给入粗煤泥分级旋流器组；旋流器组底流由TBS干扰床分选机分选，TBS精矿经精煤旋流器组浓缩后，由煤泥振动弧形筛预先脱水，再采用煤泥离心机脱水、回收；TBS尾矿经高频筛脱水后掺入中煤或矸石，旋流器组溢流、弧形筛的筛下水进入浮选系统处理。

图2 工艺系统技术改造后的原煤洗选原则流程

生产实践表明：增设粗煤泥分选系统，可使1.5～0.25 mm粒级粗煤泥得到有效分选，在提高精煤产率的同时减轻了后续作业负担，解决了“跑粗”问题，浮选入料量和重介系统煤泥量均减少，分选效果大大改善，生产成本明显降低[9-10]。

2.2 增设自动加药装置

为了提高药剂使用效果，该选煤厂增设了一套HSJ/A-3000一体化加药装置(图3)，该装置主要由箱体、干粉进料机、自动控制系统三部分组成。干药粉被置于料斗后，螺旋式输送器将需要投加的干药粉送出，在出口处干药粉和水经旋流式粉体预稀释装置处理后进入箱体，在制备格、熟化格的搅拌机作用下，药剂被稀释与熟化，再通过螺杆泵输送至加药点。

HSJ/A-3000一体化加药装置占地面积小，将该装置布置在老厂房的循环水泵房，这样距离浓缩池近，需要铺设的管路短。此外，该选煤厂还对煤泥水的药剂制度进行了优化，将单一添加絮凝剂改为絮凝剂和凝聚剂同时使用，凝聚剂和絮凝剂的加药点分别位于距离中心给料口5、20 m处，并将加药位置由单点改为多点，每两个加药点的间距在0.5 m左右。

图3 HSJ/A-3000一体化加药装置结构示意图

3 改造效果

在对朱家店选煤厂工艺系统改造后，重介系统分选效果和浮选系统效果明显改善(表1)。生产实践表明：TBS精煤灰分稳定在13%左右，最终精煤灰分能够控制在10.50%左右。

表1 TBS干扰床分选机分选结果

该装置投入使用后，循环水浓度由大于105 g/L降至10 g/L左右，脱介筛喷水颜色恢复正常，且再没有出现循环水管路被堵塞的现象；浓缩底流浓度正常，压滤系统运行正常，压滤时间缩短，药剂使用量减少，精煤灰分下降，尾煤灰分提高。

自该选煤厂工艺系统改造后，各项工艺指标恢复正常，洗选能力稳定在1.20 Mt/a，完全满足生产要求；尾煤灰分在60%以上，精煤产率提高约3个百分点，原煤介耗量在2 kg/t以下。按照精煤售价600元/t计算，每年因多回收精煤而产生的经济效益在2 160万元以上；介耗量至少降低4 kg/t，按照磁铁矿粉售价900元/t计算，每年可节省介质成本432万元，即每年可获得2 592余万元的直接经济效益。此外，选煤厂连续正常生产后，矿井也能够正常运行，将会创造更多的经济效益。

4 结语

朱家店选煤厂工艺系统改造成功的关键是正确分析了生产中存在的问题，并抓住了粗煤泥没有得到分选和循环水浓度过高两个关键点，这对类似选煤厂的工艺系统技术改造有一定的借鉴意义。

[1] 史红军．粗煤泥回收和分选技术评述[J]．选煤技术，2011(5)：75-79．

[2] 徐景田，丁 晶，叶 振．TBS在选煤厂粗煤泥分选中的应用[J]．应用能源技术，2013(1)：7-10．

[3] 齐正义．粗煤泥分选工艺分析[J]．选煤技术，2008(2)：46-48．

[4] 陆帅帅，吕宪俊，刘培坤,等．粗煤泥回收和分选工艺应用现状[J]．选煤技术，2014(2)：83-87，91．

[5] 程云霄．天宝选煤厂低介耗运行的实现[J]．选煤技术，2008(3)：39-41．

[6] 尚系敏．TSS在粗煤泥分选领域的应用[J]．煤炭加工与综合利用，2013(S1)：32-35．

[7] 王冬冬，杨润全，王怀法．粗煤泥组合分选工艺的研究[J]．选煤技术，2011(6)：20-23.

[8] 连建华，刘炯天，白素玲，等.粗煤泥分选工艺研究进展[J]．中国科技论文，2011，6(3)：242-246．

[9] 陈宣辰，谢广元，徐宏祥.粗煤泥精选工艺及其设备比较[J]．洁净煤技术，2009，15(3)：27-29．

[10] 王建军．TBS干扰床分选机在选煤厂的应用评价[J]．科技情报开发与经济，2010,20(15)：193-195．