王楼煤矿选煤厂煤泥二次精选浮选工艺改造实践

蒋孝勇

（山东能源临矿集团，山东 临沂 276000）

王楼煤矿选煤厂是矿井型炼焦煤选煤厂，选煤厂设计洗选能力0.9 Mt/a。原选煤工艺采用无压三产品重介分选工艺，粗煤泥采用TBS分选机分选，细煤泥采用FCMC5500旋流微泡浮选柱进行一次浮选，浮选精煤掺配主洗重选精煤。入洗原煤煤种是优质气煤，粘结指数高，可作为优质炼焦配煤，选煤厂洗选炼焦精煤产品指标为灰分＜9.00%，全水＜9.00%。

1 现状分析

王楼煤矿矿井原煤可选性为极难选煤，为了增加综合精煤产率，升井原煤经破碎解离后入洗，增加了次生煤泥量，原煤中矸石易泥化，造成浮选煤泥中高灰细泥多，易对浮选精煤造成污染。选煤厂入浮煤泥量约占原煤总量的16%，入浮煤泥热值在14.50 MJ/kg左右，入浮煤泥灰分为36%左右，小时煤泥入浮量约70 t/h，入浮煤泥水浓度在70 g/L左右。原煤泥浮选工艺采用FCMC5500浮选柱进行一次浮选，浮选精矿经过沉降离心机脱水后掺配重选精煤。在维持浮选柱浮精泡沫床层稳定生产前提下，浮选柱精矿泡沫能达到的最低灰分在12%左右，再进一步提高浮选精矿产量，浮选精煤产率提高到入浮煤泥量的50%，浮选精煤中会夹带大量高灰细泥，导致浮选精煤灰分升高到14%左右，远超出9%的综合精煤灰分要求，掺配到主洗重选精煤后致使重选精煤背灰现象严重，若生产时段掺配不匀，容易造成质量事故，煤泥一次浮选工艺越来越难以满足选煤厂生产需要。

2 工艺选择

粒度组成是影响煤泥可浮性的主要因素之一[1]，采用0.074 mm标准套筛进行了粒度分析，结果见表1。

表1 原浮选系统浮选精煤粒度分析

从表1可以看出：精煤泥粒度较细，-0.074 mm粒级占70%以上，低灰精煤主要分布在+0.074 mm粒级，+0.074 mm粒级的产率在30%左右，灰分仅为7.59%。可以看出高灰细泥夹带严重，是精煤灰分难以降至9%以下的主要原因[2]。

从这一粒度组成情况可以考虑两点：

（1）0.074 mm分级，变宽粒级浮选入料为窄粒级，根据粗、细煤泥表现出的不同可浮性和过滤特性，充分发挥各自在不同粒度范围内的分选与脱水优势，实现粗、细煤泥高精度分选和高效脱水[3]；

（2）对此浮选精煤再进行一次精选作业，减少高灰细泥的机械夹带污染，保证精、尾煤质量[4-5]。

在浮选条件寻优的基础上，参照《选煤实验室分步释放浮选试验方法》（MT/T144-1997）规定进行分步释放浮选试验。药剂制度为：柴油量1 kg/t，仲辛醇为100 g/t，充气0.25 m3/（m2·min），转速1800 r/min，浓度为80 g/L。试验结果见表2。

表2 煤泥分步释放试验结果

由图1可知，粗选浮选精煤再经过一次精选即可获得占本级产率72.72%、灰分7.68%的精煤。从分布释放浮选试验可以看出若将现有浮选工艺改为“一粗一精”的精选浮选工艺，可以得到浮选精煤产率在36.36%左右，灰分为7.76%的精煤指标，且具有技术可行性。

图1 浮选分布释放曲线

分级浮选工艺相对于“一粗一精”精选浮选工艺，不但工艺流程相对复杂，王楼选煤厂现场管道的改造和设备的布置难度较大，当前也未研发出分级设备能实现煤泥0.074 mm的有效分级。强行分级，粗颗粒物料因表面粘附高灰细泥致使其灰分超标，易造成浮选指标的波动，不能实现降低浮选精煤灰分的目标。根据工业生产、实验室浮选试验分析结果，为降低浮选背灰现象，综合考虑系统投资和工艺效果后，在对原浮选系统改造最小化的基础上增加精选浮选工艺[6]。

3 改造效果

考虑王楼煤矿选煤厂现场改造可利用空间紧凑等因素，精选浮选设备选择机械搅拌式浮选机1台（型号：XJM-S8-4，处理能力：19～32 t/h，充气量：1 m3/m2·min）。原FCMC5500旋流微泡浮选柱作为粗选浮选的主要设备，对煤泥进行粗选浮选。粗选浮选精矿进入机械搅拌式浮选机进行精选浮选，精选浮选精煤脱水后作为最终精煤产品掺配重选精煤，精选系统的尾煤与粗选尾煤一块进入尾煤压滤系统。浮选工艺流程简图如图2。

图2 王楼选煤厂煤泥水浮选工艺改造流程

二次精选浮选工艺升级改造运行后，浮选精煤灰分及产率结果见表3。

表3 二次精选浮选系统浮选产品表

由表3可以看出，王楼选煤厂二次精选浮选系统升级改造后，通过调整粗选和精选浮选段的运行参数，实现改造目的，浮选精矿灰分降低到＜9%。改造完成后，浮选精煤产率约占入洗原煤的4.5%，主洗重选精煤不再“背灰”，综合精煤产率提高了1.5%，运行至今累计增创效益200多万元。

4 结论

王楼煤矿选煤厂煤泥浮选系统升级改造为“一粗一精”二次精选浮选工艺系统后，解决了浮选精煤灰分偏高，掺配主洗重选精煤造成重选精煤“背灰”问题，提高了综合精煤回收率，增加了选煤厂综合效益。浮选工艺的完善不仅要考虑提高浮选精煤的产率，也要考虑全厂各精煤组分（主洗重选、粗精煤泥等）的综合产率，最终实现选煤厂精煤整体产率最大化和创效能力最佳。