常村煤矿选煤厂提高煤泥灰分改造实践

马 超

(潞安环能股份公司 常村煤矿，山西 长治 046102)

常村煤矿选煤厂隶属于潞安环保能源开发股份有限公司常村煤矿的矿井型选煤厂，在2013年经扩能改造以后，采用重介+粗煤泥分选+浮选和跳汰+粗煤泥分选+浮选的双系统双工艺，原煤入选能力为600万t/a，其中跳汰系统原煤入选能力300万t/a，重介系统原煤入选能力300万t/a。主要产品为喷吹煤，副产品包括中煤、煤泥、矸石。

1 存在问题

煤泥灰分指标为28%～30%，造成部分低灰分煤泥的损失。常村煤矿选煤厂煤泥水处理系统分为粗煤泥分选系统和浮选系统。-1 mm经分级旋流器分级后，1～0.35 mm的粗煤泥经TBS分选机分选出粗精煤和尾煤，粗精煤经弧形筛+煤泥离心机两级脱水得到粗精煤产品，弧形筛筛下水和离心机离心液返回至原生煤泥桶；尾煤经高频筛脱水得到尾煤产品，高频筛筛下水进入浓缩系统。0.35～0 mm的细煤泥经浮选得到浮选精煤和浮选尾煤，浮选精煤经加压过滤机脱水得到浮选精煤产品，滤液水进入浓缩系统；浮选尾煤经浓缩+压滤得到煤泥产品，滤液水进入浓缩系统，具体工艺见图1。

经过工艺分析，煤泥产品的主要来源是浓缩底流，而浓缩底流中包含TBS尾煤高频筛筛下水、加压过滤机滤液水、浮选尾煤以及跳汰系统运行过程中的捞坑溢流水四部分。

2 原因分析

常村煤矿洗煤厂煤泥水处理系统进入浓缩池的入料主要包括浮选尾煤、TBS尾煤高频筛筛下水、加压过滤机滤液水、跳汰洗煤系统运行过程中的部分捞坑溢流四部分，经过对这四部分入料分别采样并进行采样沉淀、化验分析灰分以及浓度检测，结果见表1。

图1 煤泥水系统工艺流程

表1 煤泥灰分统计 %

经过对上述四部分入料分析，加压过滤机滤液水和捞坑溢流的灰分低于煤泥灰分指标，尤其是加压过滤机滤液水比较低。经过采样检测，加压过滤机滤液水浓度在50～60 g/L、捞坑溢流浓度在30～40 g/L。捞坑溢流浓度偏低，在跳汰系统运行过程中有部分进入浓缩池。

3 改造措施

经过对煤泥组成部分分析对比，最大限度减少加压过滤机滤液水和捞坑溢流进入浓缩池的量，优化提高浮选尾煤灰分是此次改造的关键。基于以上分析，采取以下措施实施改造：

1) 加压过滤机滤液水部分。加压过滤机主要用于处理浮选精煤脱水，滤液水自流排至滤液池，通过泵直接排至浓缩入料，该部分滤液水中包含的部分细粒低灰煤泥，影响造成煤泥产品灰分偏高。通过管路工艺改造，优化工艺，改变加压过滤机滤液水的去向。将加压过滤机滤液水全部打入浮选矿浆预处理器中，形成煤泥水处理系统小循环。减少浓缩入料中低灰细煤泥的含量。改造后工艺见图2。

图2 煤泥系统改造后工艺流程

2) 调整加压过滤机工艺参数，减少滤液水中的低灰细煤泥含量。常村煤矿选煤厂浮选精煤从浮选精矿槽经管路自流排至加压过滤机入料桶，通过冲水方式减少入料桶中的精矿泡沫，造成加压过滤机入料浓度偏低，生产过程中加压过滤机排料周期长等诸多问题。参照王亚健等提出的细微粒浮选精煤絮凝脱水试验研究，在保证浮选精煤产品水分满足要求的情况下，对加压过滤机入料(浮选精煤)添加部分絮凝剂和凝聚剂，让加压过滤机入料中小于滤布目数的低灰细粒煤泥形成絮团，改变加压过滤机入料浓度[1]。

添加一定量的絮凝剂和凝聚剂后，滤布仍保持原有目数的情况下，加压过滤机入料浓度由80 g/L提高到150 g/L，排料周期由90 s/次调整至130 s/次，浮选精煤产品水分保持在18%左右，满足产品水分指标要求，加压过滤机滤液水浓度降至40 g/L左右，回收部分浮选精煤的同时减少加压过滤机滤液水中低灰细煤泥的含量。

3) 降低捞坑溢流浓度，减少捞坑溢流进入浓缩的煤泥水量。捞坑溢流的主要来源是跳汰洗煤系统中洗选精煤脱水筛筛下水，在捞坑中沉淀部分经过煤泥斗提机提升脱水后直接掺配至精煤中，溢流部分经过管道自流进入浓缩入料。精煤脱水筛筛下水进入捞坑沉降效果不好或者进入量偏大会造成该部分煤泥在捞坑中未及时沉降随着溢流直接排至浓缩池。

跳汰系统经过系列改造以后，增加选前脱泥工艺，跳汰入洗原煤中的煤泥含量有所减少，在确保精煤产品水分满足产品指标要求的前提下，调整跳汰系统精煤脱水筛的筛板，将筛缝尺寸由1 mm调整为0.75 mm，减少精煤脱水筛筛下水中的煤泥含量，让进入捞坑中的煤泥水能够及时沉降。对捞坑的煤泥斗提机进行改造，对2台煤泥斗提机安装变频调速器，调节煤泥斗提机的运行速度，一方面让捞坑中的煤泥有足够的沉降时间，另一方面根据煤泥斗提机的运输量大小实时调节斗提机的提升速度。经过上述的调整改造，捞坑溢流的浓度由原来的30～40 g/L降至20～30 g/L，减少了捞坑溢流中的低灰煤泥含量。

跳汰洗煤系统增加选前脱泥工艺后，在选前脱泥环节增加冲水，经过对捞坑溢流管道改造，增加阀门调节，一部分捞坑溢流水直接作为选前脱泥冲水，使这部分煤泥水在跳汰系统中形成小循环，减少捞坑溢流进入浓缩池的量，另外一部分捞坑溢流水进入浓缩池。在保证脱泥筛不跑水的前提下，捞坑溢流进入浓缩池的水量减少50%。

4) 优化浮选药剂添加制度，选用新型药剂，合理配比添加药剂，在现有基础上进一步提高浮选尾煤灰分。常村煤矿洗煤厂浮选系统采用直接浮选，使用浮选药剂为传统药剂，起泡剂选用仲辛醇、捕收剂选用轻煤油，药剂由泵通过管路从浮选药剂库运至浮选车间药剂罐，生产过程中自流添加至矿浆预处理器和浮选机，药剂的添加量根据浮选入料浓度人工调节药剂添加阀门，存在不稳定性。2019年4月进行系列改造，安装浮选药剂添加装置，通过对生产过程中的浮选入浮浓度和流量实时监测自动控制药剂添加，浮选自动加药系统投入前后对比，药剂的使用量降低10个百分点，最大限度地提高浮选精煤抽出率[2]。

药剂选择方面，2018年4月至6月，通过对传统浮选药剂和新型浮选药剂试验对比，选用纳尔科新型浮选药剂(起泡剂为脂肪醇、捕收剂为石油加氢轻馏分)浮选精煤抽出率提高了1.79个百分点，浮选尾煤灰分由原来的55%左右提高至66%左右。

采取一系列措施后，大大降低了煤泥发热量，减少了煤泥中低灰分煤泥含量，避免了资源浪费。每年可增加精煤量约5.3万t，创造效益800余万元。