荣辉选煤厂二次浮选改造实践

李小乐，赵 杰，延海龙，白少龙

(唐山国选精煤有限责任公司，河北 唐山 063000)

荣辉选煤厂位于山西省长治市武乡县境内，于2019年投产运行，是一座设计能力0.9 Mt/a的群矿型炼焦煤选煤厂。设计工艺为原煤采用无压给料三产品重介旋流器分选、粗煤泥分级旋流器和螺旋分选机分选、细煤泥直接浮选的联合工艺，入选原煤以邻近的东庄煤矿3号焦煤为主，辅以周边矿井的焦煤、贫瘦煤。

入选原煤质脆易碎的特点使得原生煤泥量大，直接入浮浓度高，一次浮选精煤高灰细泥夹带明显，精煤和尾矿灰分较难兼顾。为了降低浮选精煤灰分，减少重介背灰，日常浮选生产中尾煤泥灰分偏低。为减少宝贵的炼焦煤资源浪费，提高企业经济效益，在对生产现状分析和实验室采样试验的基础上，采用二次浮选(一段粗选，二段精选)工艺进行改造[1-4]。

1 生产状况

选煤厂煤泥水处理原则工艺流程见图1，浮选来料为精煤以及中煤、矸石磁选尾矿经水力旋流器分级浓缩后的细粒煤泥水。

图1 荣辉选煤厂煤泥水工艺流程

改造前原一次浮选环节选用1台XJM-12(4室)浮选机，生产中浮选入料浓度在110～150 g/L，浓度偏高，且浮选入料中小于0.043 mm细粒物料含量高达40%～55%。浮选过程中细粒精煤泥与高灰细泥容易产生“罩盖”夹带，浮选入料、浮选精煤筛分试验结果见表1、表2。

表1 浮选入料筛分试验结果

表2 浮选精煤筛分试验结果

由表1、表2可以看出，浮选入料浓度为144.17 g/L，其中小于0.043 mm细粒级物料占47.19%，浮选入料浓度高、细泥含量高。浮选精煤中大于0.043 mm粒级煤泥的综合灰分为6.73%，产率为53.43%，小于0.043 mm细粒级煤泥灰分为16.06%，产率为46.57%。受小于0.043 mm细粒级浮选精煤分选精度低、灰分高的影响，整体浮选精煤灰分高达11.07%，高于目前生产出厂精煤灰分10%的要求。

改造前生产中各环节产品数质量统计见表3，可以看出入选原煤质脆易碎的特点使得原生煤泥和洗选过程中次生煤泥量很大，加上原煤整体回收偏低，使得浮选精煤占总精煤的权重高达29.35%。浮选精煤灰分偏高情况下势必需要通过降低重介精煤灰分加以平衡，重介精煤灰分为8.43%，存在“背灰”现象，不利于精煤产率最大化。

表3 洗选产品组成

2 改造方案与实施

降低浮选入料浓度可改善浮选过程中高灰细泥夹带情况[5-7]。本厂浮选入料平均浓度按125 g/L取，通过增加稀释循环水的方法将浓度降低到80 g/L时，预计增加的稀释水量为目前浮选入料矿浆量的56.25%，远超目前车间现有浮选机以及循环水泵的额定负荷，因此采用该方法不可行。二次浮选(一段粗选，二段精选)在改善浮选精煤高灰细泥夹带方面在行业内已有诸多应用，该工艺中浮选入料首先进入一段浮选环节进行充分浮选，保证尾矿灰分，一次粗选精煤经调浆后进入二段浮选机进行精选，保证精煤产品灰分[8-10]。

在实验室中，选用本厂生产用浮选药剂，通过小浮选试验研究浮选入料多次浮选下降低精煤灰分的可行性。试验参数控制：浮选入料浓度134.8 g/L，搅拌转速1 850 r/min，充气量0.25 m3/(m2·min)，捕收剂∶起泡剂=3∶1，结果见表4、表5。

表4 生产药剂用量下多次浮选试验结果

表5 充分加药下多次浮选试验结果

由表4、表5可以看出，目前生产浮选加药量下，1次浮选精煤灰分为11.23%，尾矿灰分54.46%。经过2次浮选，精煤灰分降低为6.61%，尾矿灰分49.72%，优于生产实际指标。在充分加药情况下，经过1次浮选，精煤灰分16.36%，尾矿灰分78.12%，经过2次浮选，精煤灰分降为12.30%，综合尾矿灰分74.73%；经过3次浮选，精煤灰分10.09%，综合尾矿灰分70.62%；经过4次浮选，精煤灰分8.53%，综合尾矿灰分66.52%。2种加药量下，通过增加浮选次数均能在兼顾浮选尾矿灰分的基础上显著降低浮选精煤灰分，尾矿产率随浮选次数逐渐增加，尾矿以高灰细泥为主，说明采用二次浮改善本厂煤泥浮选指标在技术上是可行的。

结合车间工艺设备布置情况，确定的二次浮选改造方案为：在原车间二层磁选机南部空置跨间布置二次浮选机。生产中，车间原有一次精煤自流至一次浮选精煤转排桶(布置在原车间建一层中矸磁尾桶旁边)，通过转排泵将一次浮选精煤给入二次浮选机，二次浮选精煤自留至原有浮选精煤桶。

3 改造效果与经济效益

3.1 改造效果

改造实施后，浮选指标改善明显，改造前后浮选环节工艺指标对比见表6、表7。可以看出：改造后在浮选精煤灰分相当情况下，尾煤泥灰分由51.20%提高到63.82%，可燃体回收率由61.78%提高到78.14%，浮选完善指标由45.27%提高到57.92%。

表6 改造前后生产统计

表7 改造前后浮选工艺指标对比

3.2 经济效益

改造后产品数质量统计见表8。

表8 二次浮选改造后洗选产品统计

结合表3、表8可知，改造后在保证综合精煤灰分与现有水平9.48%相当情况下，综合精煤回收率由26.80%增加到28.62%，精煤回收提高1.82个百分点。选煤厂年入洗原煤90 万t，精煤市场价格1 500元/t，年增加精煤销售收入为2 457 万元。改造后年新增电费18万元、维修及备件费用约5万元，每年可为选煤厂增加经济效益2 434万元。

4 结 语

武乡荣辉选煤厂采用一段粗选、二段精选的二次浮选工艺改造是成功的，在保证浮选精煤灰分的前提下，提高了尾煤泥灰分和总精煤回收率，经济效益显著。