屯兰选煤厂煤泥增灰方法探析

张 海 军

(西山煤电(集团)有限公司 屯兰选煤厂，山西 古交 030200)

0 引 言

近年来，随着国内细粒级煤分选工艺、分选装备、脱水等技术的日益成熟[1-3]，建立资源节约型企业、提高煤炭资源利用率、实现企业效益提升与绿色环保发展同步推进、双向创益等也随之具有更好的基础解决途径。基于炼焦煤具有不可再生、稀缺的特性，高效利用炼焦煤，特别对细粒煤的高效分选与回收再利用[4-10]，对选煤行业具有十分重要的意义。2018年屯兰选煤厂煤泥灰分近6个月平均为41.1%，其中<1.5 mm各粒度级因工艺系统等方面不完善，未能得到有效分选，使得煤泥水回收系统负担过重，煤泥分选设备超负荷运行且工况不佳，使得煤泥水系统一度恶化，导致部分低灰细粒级煤进入煤泥系统，造成煤泥灰分低、煤泥产量增大的问题突显，极大地制约选煤厂的正常生产，煤泥提灰成为选煤厂较为棘手的问题。通过对屯兰选煤厂煤泥特性、工艺系统、日常管理等诸多方面深入考量，并结合选煤行业细粒煤分选工艺前景及未来发展趋势，以提高煤泥灰分为主攻方向，因地制宜、多管齐下，为屯兰选煤厂煤泥提灰探索科学合理的路径。

1 选煤厂概况

屯兰选煤厂隶属于山西焦煤西山煤电集团有限公司下属企业，属于矿井型炼焦煤选煤厂，设计生产能力为5.00 Mt/a，选煤工艺为:原煤经准备筛分、破碎、除杂后，粒度<150 mm入原煤仓；150 mm～30 mm的块煤采用重介浅槽分选，浅槽分选出>50 mm块煤破碎至50 mm以下入重介缓冲仓；50 mm～1.5 mm的原煤采用无压三产品重介旋流器分选；1.5 mm～0.25 mm 细煤泥由TCS粗煤泥分选机分选；<0.25 mm细粒级煤泥由5台XTX--TA16机械搅拌式浮选机分选；浮选精煤采用加压+板框压滤机联合脱水后回收。

2 煤泥特性

(1)粒度细、微粒含量多，尤其是小于0.075 mm的微粒约占70%～90%。

(2)持水性强，水分含量高。经圆盘真空过滤机脱水的煤泥含水一般在30%以上；板框压滤机脱水后水分在26%～28%；压滤机脱水后水分在20%～24%。

(3)灰分高，发热量低。按灰分及热值的高低可把煤泥分成3类:低灰煤泥，灰分:20%～32%，发热量12.5 MJ/kg～20 MJ/kg；中灰煤泥，灰分30%～55%，发热量8.4 MJ/kg～12.5 MJ/kg；高灰煤泥，灰分>55%，发热量3.5 MJ/kg～6.3 MJ/kg。

(4)黏性较大。煤泥含有较多黏土类矿物，粒度细，水分高，具有一定流动性，导致煤泥堆放、贮存和运输较为困难。

3 煤泥灰分偏低的原因分析

煤泥灰分偏低的关键点主要包括现场跑、冒、滴、漏导致低灰精煤进入煤泥水系统、加压滤液、3228精矿入料池跑溢流、601浮选入料浓缩池的溢流，导致TCS尾矿、浮选尾矿灰分等方面不达标。

2018年影响煤泥灰分关键点统计见表1。

表1 2018年影响屯兰选煤厂煤泥灰分关键点统计

时间浮选尾矿灰分/%加压滤液浓度/(g·L-1)加压滤液灰分/%480入料泵灰分/%3228溢流灰分/%601浮选浓缩池灰分/%363B灰分/%TCS尾矿灰分/%煤泥灰分/%1月9日565214.311.513.110.514.342.241.32月5日524515.410.512.49.813.839.939.53月8日605113.511.311.311.513.445.542.5

注:363B—TCS粗精煤和板框压滤机脱水后转载皮带；3228—TCS分选后的精矿入料池；480泵—快开5台入料泵盘根漏料。

结合表1中影响煤泥灰分关键点的统计，以下从人员操作水平、设备更新、工艺环节等方面剖析煤泥灰分偏低的原因。

(1)人员操作水平。浮选岗位司机技术水平低，责任心不强，车间对浮选指标考核未落实到个人。浮选601浓缩池跑溢流，溢流灰分平均10.5%，溢流直接进入612煤泥浓缩机，底流直接压煤泥。TCS分选效果差，尾矿灰分偏低，尾矿排至306中矸脱介筛上，筛下物灰分平均48.3%，中矸磁尾经磁选机回收后，进入浓缩池浓缩后底流打入高频筛回收，<0.3 mm筛下水进入煤泥水系统压煤泥。

(2)设备更新。目前使用的3台GPJ—120加压过滤机自2004年改造投入使用以来，设备老化，整机密封性差，滤液管、分配头磨损严重，滤扇变形，滤液水浓度高达52 g/L，灰分平均14.4%，滤液中的<0.106 mm细泥一直在系统中打转，形成恶性死循环，导致加压排料时间过长，回收效率直线下降，影响浮选尾矿灰分。

(3)工艺环节。浅槽脱泥后3222、3223、3229分级旋流器压力不稳，导致分选效果差，溢流有部分粗颗粒，给浮选造成较大压力。3236、3237、3238此3台处理TCS精矿脱水设备—离心机的筛篮个别时段跑粗严重，0.3 mm～0.75 mm的粒度级混在离心液直接进入601浮选浓缩池，跑粗>0.5 mm低灰进入浮选无法分选，最终随尾矿进入浓缩池，底流经高频筛回收，筛下水进入煤泥水系统压料。跑粗严重时，高频筛个别时段灰分低至35%左右，筛下物灰分42%，严重影响煤泥灰分。

(4)现场低灰精煤跑冒滴漏严重。TCS分选后溢流精矿进入3228入料池，因3229浓缩旋流器压力不稳，造成入料池液位不稳，个别时段跑溢流，低灰沿地沟进入集中泵房，最终进入607浓缩池。363B皮带中部到机头部分跑偏严重，无法调整易撒料，机头清扫器使用效果差，导致皮带处物料较多，低灰部分用水冲洗直接进入607浓缩池。

4 采取措施

4.1 车间考核

(1)浮选岗位新增考核。加大对浮选岗位司机考核力度，要求队组落实到个人。对个人浮选尾矿考核进行修订，实行重奖重罚，加压班长考核占浮选岗位司机奖罚30%。尾矿灰分与奖罚考核如下:浮选尾矿灰分>65%时奖20元/个，尾矿灰分≥60%～≤65%时奖15元/个，尾矿灰分<55%、<45%、<40%时分别扣10元/个、50元/个、100元/个。

(2)针对601浮选入料池跑溢流，及时更换601底流泵，生产技术科严格考核煤泥水车间，严禁跑溢流，发现跑溢流扣罚300元/次。

(3) TCS粗煤泥分选，精矿和尾矿灰分严格按照范围控制。其精矿和尾矿灰分与考核奖罚如下:TCS精矿的灰分在11.5%～12.8%时奖10元/个，<11.5%时罚15元/个，>12.8%时罚20元/个；TCS尾矿灰分≥60%时奖10元/个，>55%～60%时罚15元/个，≤55%时罚20元/个。

4.2 设备更新

2019年3月20日完成了3台加压更换3台板框压滤机，加压滤液灰分、细泥对系统的影响全部消除。新快开投入使用后，回收能力逐步提高，浮选尾矿灰分明显提高，尾矿灰分每班平均65%以上。

4.3 工艺管理环节

针对3222、3223、3229分级、浓缩旋流器压力不稳，车间新增3台旋流器压力报警装置和在线浓度检测装置，接入车间操作室，发现压力低和浓度高时，可及时联系和调整。

离心机筛篮跑粗，车间建立更换TCS精矿筛篮的台账，使用周期在45 d，到周期及时观察和检测滤液浓度，发现筛篮跑粗严重时应及时汇报调度进行更换。

4.4 低灰精煤跑冒滴漏治理

对363B入料溜槽进行收口改造，机头清扫器更换为合金钢清扫器。3228入料池跑溢流，对液位进行严格考核，发现跑溢流，扣罚责任队100元/次，对入料池周围进行封堵。5台入料泵盘根进行更换。一层地面做地沟，所有低灰精煤引入一层泵坑，转排至快开入料池，最终形成闭路循环。

5 效果分析

2019年屯兰选煤厂煤泥灰分关键点统计详见表2。

表2 2019年屯兰选煤厂煤泥灰分关键点统计表

时间浮选尾矿灰分/%加压滤液浓度/(g·L-1)加压滤液灰分/%480入料泵灰分/%3228溢流灰分/%601浮选浓缩池363B灰分/%TCS尾矿灰分/%煤泥灰分/%3月27日67.500000062.457.64月5日68.300000060.556.34月8日72.500000058.554.44月9日69.400000057.552.9

经过屯兰选煤厂洗煤车间制定一系列措施和新增生产指标考核，影响煤泥灰分的关键点逐步消除，浮选尾矿灰分明显提高，TCS尾矿灰分已达60%，2019年3月25日煤泥灰分已达55.3%。下一步借鉴吕临能化选煤厂煤泥资源化利用新途径[11]、新技术，充分研究煤泥可选性曲线，通过煤泥分级深度分选工艺[12-15]，回收煤泥中的中煤、精煤资源，将尾矿灰分提高到75%以上作为固体废弃物转排矸石山上。