选煤厂次生煤泥量测定方法的探讨

陈海峰，丁光耀，许红娜，张国科，吴大为

(1.北京国华科技集团有限公司，北京 101300；2.中国煤炭加工利用协会，北京 100713)

选煤厂次生煤泥量测定方法的探讨

陈海峰1，丁光耀1，许红娜2，张国科1，吴大为1

(1.北京国华科技集团有限公司，北京 101300；2.中国煤炭加工利用协会，北京 100713)

利用选煤厂的月综合试验报表，结合产品计量统计数据，可以得到较准确的原生煤泥量、总煤泥量、次生煤泥量数据，但我国相当一部分选煤厂没有开展月综合试验。为了快速准确地得到选煤厂的次生煤泥量，通过对原煤、产品计量与湿法筛分脱泥方法获取次生煤泥量的可行性进行探索，并以梗阳选煤厂为例，简要介绍该方法的测试内容和计算步骤、测试结果。

原生煤泥；次生煤泥；湿法脱泥筛分

选煤厂的煤泥是指粒度<0.5 mm的湿煤粉，煤泥量是选煤厂工程设计和生产技术管理中最需要掌握的基础数据之一。由于该数据掌握不准确，致使选煤厂投产不久就需要改扩建的案例在我国时有发生。选煤厂煤泥可分为两部分，一部分是由入选原煤所含的煤粉形成的原生煤泥，另一部分是选煤生产过程中因煤炭粉碎和泥化所产生的次生煤泥[1-3]。

原生煤泥量可以从具有代表性的煤炭试验数据中获得，即按照GB/T 477—2008《煤炭筛分试验方法》[4]和GB/T 478—2008《煤炭浮沉试验方法》[5]进行试验所得到的数据，也就是说原生煤泥量是根据筛分煤泥量和浮沉煤泥量按比例计算出来的，并不仅仅是按照相关国标进行试验得到的筛分煤泥量或者浮沉煤泥量[6]。次生煤泥量不仅与原煤的本身硬度、脆性等性质有关系，还与选煤厂的选煤工艺、洗选设备等因素有直接关联[7-10]。

进入21世纪以来，三产品重介质选煤工艺得到了大面积的推广与使用，但积累的次生煤泥量数据仍远远不能满足选煤工程设计的需要。业内人士曾利用选煤厂的月综合试验报表，结合产品计量统计数据，获得了较准确的原生煤泥量、总煤泥量、次生煤泥量数据。据了解，我国有相当一部分选煤厂没有开展月综合试验。为此，对选煤厂次生煤泥量的测定方法进行探讨，探索通过原煤、产品计量与湿法筛分脱泥方法获取次生煤泥量的可行性。

1 测试内容

采用原煤、产品计量与湿法筛分脱泥方法的思路为：通过测试首先获得原生煤泥量和总煤泥量，然后计算出总煤泥量与原生煤泥量的差值，即可得到次生煤泥量。

选煤厂的工艺流程不同，具体的测试内容也不同，此次测试在梗阳选煤厂开展。该选煤厂是一座处理能力为3.0 Mt/a的炼焦煤选煤厂，原煤以不脱泥、不分级方式入选，主选工艺为无压给料三产品重介质旋流器选煤工艺；煤泥水选用两次浮选两段回收工艺处理，尾煤泥水采用两段浓缩两段回收工艺处理。梗阳选煤厂的采样点和测试内容如图1、表1所示。

图1 原煤和产品的采样点分布示意图

试样名称采样点测试内容计量工具原煤原煤入厂带式输送机全水分，<05mm、>05mm粒级产率皮带秤精煤(不含滤饼)精煤带式输送机全水分，<05mm、>05mm粒级产率皮带秤精煤滤饼滤饼输送机全水分、体积密度、卸饼次数-中煤中煤带式输送机全水分，<05mm、>05mm粒级产率皮带秤矸石矸石带式输送机全水分，<05mm、>05mm粒级产率-尾煤泥滤饼输送机全水分、体积密度、卸饼次数-

原煤和产品的湿法筛分脱泥原则流程如图2所示。将所采试样缩分成两部分，测定其中一部分试样的全水分；另一部分试样的质量约为15 kg，通过浮沉试验所用网底桶(金属编织孔径为0.5 mm)进行湿法脱泥；将筛上物烘干、称重，筛下水经沉降、澄清、虹吸、烘干后称重，所得筛上物和筛下水中固体质量与试样质量比即为试样中>0.5 mm、<0.5 mm两个粒级的产率。

图2 湿法筛分脱泥原则流程

2 数据处理

2.1 产品产率的计算

对梗阳选煤厂18个生产班的产品进行测试，皮带秤计量数据与精煤、尾煤压滤机卸饼次数如表2所示。表中原煤和产品的质量均为含水质量，故称为湿重。由于最终精煤中含有精煤压滤机滤饼，而压滤机属于间断性卸料设备，考虑到采样的代表性和均匀性，测试时选择不含滤饼的精煤，故先要计算出各个工作班的精煤滤饼质量。为计算出产品产率(占原煤产率)，首先需要将其中水分扣除，然后计算出干煤质量。

根据表2数据计算滤饼质量，具体计算步骤与操作过程如下：

(1)精煤滤饼体积密度。所谓滤饼体积密度，是指包括固体颗粒、水分、毛细孔在内的单位体积滤饼的质量。将所采试样缩分为两部分，测定其中一部分试样的水分；测定另一部分试样的湿重，再将其置于盛有清水的1 000 mL量筒内；观察量筒内水位升高的刻度值，再通过计算即可得到滤饼体积密度。此次测出的精煤滤饼体积密度为1.21 t/m3。

(2)单次精煤滤饼湿重。梗阳选煤厂采用一台滤室总容积为7.96 m3的快开式压滤机对精煤进行脱水，故单次精煤滤饼体积为7.96 m3，结合其体积密度计算出的单次精煤滤饼湿重为9.63 t。

(3)每个生产班的精煤滤饼湿重。以此次测试的第18个生产班为例，全班精煤滤饼卸饼次数为35次，故全班的精煤滤饼产量为337.05 t。

表2 原煤与产品统计数据

注：表中水分值为加权平均值。

现场实测的尾煤滤饼体积密度为1.65 t/m3，尾煤压滤机的滤室总容积为6.95 m3。以第18个生产班为例，该生产班的尾煤滤饼卸饼次数为 27次，故全班的尾煤滤饼产量为309.62 t(湿重)。根据皮带秤的检测数据，第18个工作班的精煤产量为2 855 t(含滤饼)，由此可以推测出不含滤饼的精煤产量为2 517.95 t。

依据干煤质量、湿煤质量与水分关系式可得，

式中：Q干为干煤质量，t；Md为湿煤水分，%；Q湿为湿煤质量，t。

由于该选煤厂未安装矸石皮带秤，故矸石产量(干重)为原煤入选量与产品质量之差。该选煤厂18个生产班累计原煤与产品质量及各产品的产率(占原煤)统计结果如表3所示，表中各数据均以干煤计算而得。

表3 原煤与产品质量平衡表

2.2 煤泥量计算

根据对梗阳选煤厂精煤和尾煤压滤滤饼筛分分析，二者均不含>0.5 mm粒级，故将其作为煤泥。原煤、精煤(不含滤饼)、中煤、矸石的两级湿法筛分脱泥试验结果如表4所示，表中各产率均为占本级产率。

表4 原煤与产品的>0.5 mm和<0.5 mm粒级产率

根据表2、表4数据可计算出各生产班的煤泥量(干煤)，其累计值与根据表2数据计算出来的原煤量(干煤)累计值的百分比，即为各产品煤泥占原煤的产率(表5)，表中<0.5 mm粒级分布率为占选后产品煤泥总量的分布率。

表5 原煤与产品中<0.5 mm粒级产率和水分及分布率

注：煤泥产率通过干煤量加权平均计算得到，煤泥水分通过煤泥加权平均计算得到。

表5数据是18个生产班的累计值，故各产品的煤泥产率即为这些生产班产量的加权平均值。根据表5数据计算的原生煤泥产率为19.90%、煤泥总产率为24.46%、次生煤泥产率为5.46%。基于各数据绘制的梗阳选煤厂煤泥在各产品中的分布图如图3所示。

图3 煤泥在各产品中的分布图

如实掌握次生煤泥量与原煤煤质、选煤工艺、洗选设备的内在规律，有助于提高选煤厂生产技术管理水平和选煤工程设计水平。但次生煤泥数据资料的积累是一项系统工程，需要多方位的协作与配合才能完成[9-10]。积累类似表5、图3的生产数据资料，无论对选煤厂生产技术管理，还是选煤厂工程设计都有益。

3 结语

次生煤泥量测定方法的规范和统一，对于选煤工业的发展和进步具有积极意义。就可操作性和测试结果来看，通过原煤、产品计量与湿法筛分脱泥获取次生煤泥量的方法比较完善，关键在于其考虑到精煤滤饼在产品中分布的不均匀性。该方法的实施不需增加设备，简便宜行，但需要在实践中不断加以改进和优化。建议在条件具备时，将《测定选煤厂次生煤泥量的方法》列入煤炭行业标准制定规划之中。

[1] GB/T 7186—2008 选煤术语[S].

[2] 徐 骏.选煤厂设计中次生煤泥量的选择[J].煤矿设计,1986(6):12.

[3] 陈开寿.选煤厂设计采用次生煤泥量的探讨[J].煤矿设计,1991(4):42-44,5.

[4] GB/T 477—2008 煤炭筛分试验方法[S].

[5] GB/T 478—2008 煤炭浮沉试验方法[S].

[6] 朱艳芬,许红娜.选煤厂次生煤泥量的统计和计算[J].煤炭加工与综合利用，2012(1):38-40.

[7] 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.

[8] 戴少康.选煤工艺设计的思路与方法[M].北京：煤炭工艺出版社,2003.

[9] 朱子祺.神东矿区全入洗选煤厂减少次生煤泥量的工艺研究[C]//中国煤炭学会.第六届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集.北京：煤炭工业出版社，2011:126-131.

[10] 陈 凡,朱子祺.神东煤制油选煤厂减少次生煤泥量的措施[J].煤炭加工与综合利用,2014(11):17-21.

The method for the determination of the quantity of secondary slime generated in coal preparation plant

CHEN Hai-feng1,DING Guang-yao1,XU Hong-na2,ZHANG Guo-ke1,WU Da-wei1

(1.Beijing Guohua Technology Group Co., Ltd., Beijing 101300, China;2.China Coal Processing & Utilization Association, Beijing 100713,China)

Generally, a relatively accurate quantity data of primary slime and secondary slime as their aggregate figure can readily be made known by reference to the plant's monthly consolidated test report and the statistical data of quantities of products. However, quite a number of the plants in China has never conducted any monthly comprehensive test work. In order to determine the volume of secondary slimes generated in coal preparation plant in a rapid and accurate manner, test work is made on the feasibility to determine the volume of secondary slime through weighing raw coal, cleaned products and the products of desliming screen. A brief introduction is made in the paper to the testing items, calculation procedures and result obtained at Gengyang coal preparation plant which is cited by way of example.

primary slime; secondary slime; desliming-screening

1001-3571(2016)01-0072-04

TD946.3

A

2016-01-26

10.16447/j.cnki.cpt.2016.01.019

陈海峰(1983—)，男，江苏省盐城市人 ，工程师，从事选煤厂设计与工程管理工作。

E-mail：550457985@qq.com Tel：18031533802