关万森
(山东能源肥城矿业集团,山东 肥城 271600)
梁宝寺煤矿是肥城矿业集团骨干矿井,核定生产能力3.6 Mt/a。选煤厂主要工艺流程为:大于50 mm 块原煤采用手选+动筛排矸,50~0 mm 采用无压三产品重介旋流器分选,1~0.25 mm 粗煤泥采用TBS 分选,煤泥压滤回收的联合工艺流程。经过多年的技术改造和管理提升,选煤工艺基本完善,但煤泥产率高、煤泥压滤效率低、冬季煤泥销售困难的问题一直没有得到良好的解决,因此亟需通过技术改造实施“煤泥提中”减量工程,实现洗煤效益最大化,提高洗煤综合效益。
梁宝寺选煤厂采用两台Φ38 m 耙式浓缩机对煤泥水进行浓缩处理,浓缩底流经压滤机脱水处理,滤饼作为煤泥进行直接销售。因为煤泥水分高、灰分高的特点,导致其价格偏低且销售不畅,具体表现在:
(1)煤泥水分大、产量高。梁宝寺煤矿煤泥目前采用景津快开隔膜压滤机压滤,煤泥产品水分在24%左右,不能作为电厂的原料煤直接使用。煤泥产量较大,每年80 万t 左右。
(2)煤泥销售困难。梁宝寺煤矿多年来均将煤泥销售至煤泥加工客户,客户采用晾晒和烘干等手段把煤泥降水后销售至电厂。但随着环保要求逐步提升,常规晾晒和烘干等煤泥深加工手段难以正常开展,周边煤泥晾晒场地正在逐步被取缔,煤泥销售问题已成为制约正常洗煤生产的难题,严重时甚至影响矿井正常生产。
(3)煤泥水回收系统不完善。梁宝寺选煤厂末中煤处理工艺为:中矸磁尾分级旋流器+弧形筛+高频筛方式分级脱水,对中矸磁尾中的+0.25 mm进行回收,-0.25 mm 物料进入浓缩池浓缩后通过压滤机压滤成煤泥。但从实际生产煤泥粒度结构组成来看,煤泥水处理系统存在“跑粗”现象,煤泥中+0.5 mm 粒度占比3.58%、0.25~0.5 mm 粒度级占比8.71%。梁宝寺矿煤泥筛分试验结果见表1。
表1 梁宝寺矿煤泥筛分试验结果表
由表1 煤泥筛分数据可知,0.25 mm 以上粗颗粒含量约占总煤泥量的12.29%,灰分仅为10.50%;0.125 mm 以上的粗颗粒含量约占总煤泥量的23.56%,灰分仅为12.19%。煤泥灰分很低,若水分能够控制在合理范围,完全具备掺配到混煤中的条件。
为保证从煤泥中提取部分质量较好的粗颗粒煤泥掺入混煤,经技术人员多次论证、分析,确定采用沉降过滤式离心脱水机作为主要设备进行“煤泥提中”改造。该设备可对煤泥中+0.045 mm 粒级粗颗粒煤进行回收,回收的粗颗粒煤产品松散均匀,水分可控制在16 %~20 %,产品可均匀地洒落在布满中煤的皮带运输机上,实现煤泥与中煤的混合,最终作为混煤销售。具体技改方案为:
(1)增加2 台沉降过滤离心机代替原有弧形筛+高频筛的工艺,对中矸磁尾分级旋流器底流中的0.045~0.25 mm 的物料进行深度回收,降低浓缩池入料浓度,减少煤泥量。
(2)将原有的Φ610 mm 煤泥水分级旋流器组更换为分级粒度更细的小直径旋流器组,使溢流中的部分细颗粒进入底流粗颗粒中,实现将部分煤泥掺入中煤的目的。
(3)将部分中矸磁尾不经旋流器分级直接混入沉降式离心机入料中,增加入料中的细颗粒含量,多回收部分细颗粒进入中煤,进一步降低煤泥产量。
(4)对中矸磁尾分级旋流器组底流管路进行分流改造,实现底流即可进入沉降过滤离心机入料池也可进入原有弧形筛+高频筛。“煤泥提中”系统与原有煤泥水回收系统互为备用,工艺灵活可靠。改造后的工艺流程如图1 所示。
图1 技改后的“煤泥提中”工艺流程图
(1)煤泥减量效果明显。“煤泥提中”项目运行以来,梁宝寺矿煤泥产率由改造前的15.35%降低至12.5%,降低2.85%。
(2)洗煤效益显著提高。按照年入洗能力360 万t,混煤价格按照0.114 元/kcal,煤泥价格0.086 元/kcal,发热量3800 kcal 等值计算,每年煤泥减量可增加效益360×2.85%×(0.114-0.086)×3800=1092 万元。沉降式离心机每年运行成本290 万元,每年创效达802 万元。
(3)煤泥环保问题有效缓解。技改完成后,煤泥产量较技改前降低,减少了煤泥存储造成的环境污染问题,选煤厂煤泥水回收系统工艺更加灵活,产品结构进一步优化,取得了良好的环保效益。
通过使用沉降过滤式离心脱水机实施“煤泥提中”、煤泥减量系统改造,经济效益较大,风险低,项目投资回收周期短,同时还有较高的社会效益和环保效益,对煤矿行业选煤厂实施“煤泥提中”技改有一定的借鉴意义。