粗煤泥分选新工艺

粗煤泥分选新工艺（精选7篇）

粗煤泥分选新工艺 篇1

在化工产业中, 粗煤泥是颗粒直径是0.5～0.3 mm。目前来讲, 我们使用的粗泥煤分选方法主要有螺旋分选机, 重介旋流器, 干扰床分选机等。粗煤泥分选的意义在于, 提高了煤资源的利用率, 同时减轻了工人的劳动强度, 实现了可持续发展。当今世界, 资源利用率也是关系到综合国力的一个重要的指标。

1 何谓粗煤泥分选

在了解什么是粗煤泥分选之前, 我们要先知道什么是粗煤泥, 一般来讲, 我们把直径介于0.3～0.5 mm之间的煤泥称为粗煤泥。矿物分选法中常用的浮选法适用于0.5 mm～10 um直径颗粒矿物, 并不适合粗煤泥的分选。这就是粗煤泥的分选。在20世纪90年代以前, 我国基本没有粗煤泥分选的概念, 即便到了21世纪, 我们对粗煤泥的分选方法仍然十分落后, 当前的国际形势迫切的要求我们去对煤进行进一步的划分, 从而增加精煤的精度。

粗煤泥分选要求我们把用浮选难以选出的一部分煤挑选出来, 这一部分煤的灰分很大, 如果直接投入使用会造成资源浪费, 也给使工艺的复杂程度有所增加。除此之外, 也会造成环境污染。

目前来说, 我们的粗煤泥分选工艺已经取得了一定的进步, 但是还远远不够, 要真正实现粗煤泥的合理分选, 还需要用到一些先进的设备。例如下面要提到的螺旋分选机, 重介分选机, 干扰床分选机等。

2 粗煤泥分选有何方法

目前来讲, 我们使用的比较先进的粗煤泥分选方法有螺旋分选机的粗煤泥分选, 重介旋流器进行的粗煤泥分选, 干扰床分选机进行的粗煤泥分选等。这三种方法各有千秋, 但是都在不同程度上提高了选煤的速度, 不失为一种先进的方法。

2.1 螺旋分选机进行下的粗煤泥分选

螺旋分选机对粗煤泥进行分选, 大致可以分为以下几个阶段:第一个阶段, 利用重矿物和轻矿物密度不同的原理, 把它们相互区分出来;第二个阶段是利用机器内部的螺旋分选器将重轻矿物进行进一步的区分;第三个阶段是利用截取器将它们分为精煤, 中煤, 尾煤三个部分, 这样, 精度不同的三种煤类就能够得到不同程度的利用。

螺旋分选机的特点是, 设备简单, 成本低, 占用空间少。但是在精确度方面, 它的精确度是有限的, 不过已经够用了。目前, 这一设备在我国的工厂中已经得到了一定程度的普及。而如果觉得这种机器的精确度不够, 在使用过这种机器后, 还可以再使用另外两种机器进行进一步分选。

2.2 重介旋流器进行下的粗煤泥分选

重介旋流器的运作特点是利用内置的旋流器对粗煤泥进行分选。一般来说, 重介旋流器的精度是比较高的。如果想要进一步提高其精度, 那么只需要使用较细的加重质即可, 另外, 提高旋流器的离心力也可以获得提高精确度的效果。目前我国粗煤泥分选的一个特点是精度不够, 这与企业不肯花大价钱购买先进设备是有很大的关系的。重介旋流器的成本相应要高一些, 占用空间也较大, 但是较高的准确性是它的一大优点。目前该设备在美国、荷兰等发达国家已经普及。

2.3 干扰床分选机进行下的粗煤泥分选

干扰床分选机是从水利分级机演化而来的, 它的特点是逐级分选, 可操作性强。它的精准度在这三种分选机中是最强的, 因此可以作为螺旋分选机和重介分选机之后的再分选的机器。这种机器利用水的重力, 使已经分选过的尾煤通过不同密度的床层, 从而达到进一步的分选。在中国, 这一设备的普及率并不高, 只有一小部分。然而它却是国际上公认最先进的粗煤泥分选设备。

我国未来粗煤泥分选的方向, 就是要增加干扰床分选机的普及率。只有提高了煤的利用效率, 才能提高我国的总体的资源利用效率, 才能提高我国的综合国力, 建设现代化工业大国。

3 粗煤泥分选对选煤工艺有何影响

粗煤泥分选对选煤工艺的影响是重大的, 在当今社会, 要想实现可持续发展, 建设和谐社会, 就要保护环境, 提高资源利用率。我国是产煤大国, 对煤的合理利用, 关系到我国的整体资源利用。除此之外, 粗煤泥的分选也有利于减少劳动力负荷, 延长机器的寿命。在这一节中笔者将会从提高分选效率, 保证精煤精度, 减少劳动负荷三个方面来阐述粗煤泥分选对选煤工业的影响。

3.1 提高分选效率

无论是螺旋分选机, 重介旋流器, 还是干扰床分选机, 都使分选效率得到了不同程度的提高。从前的时候对粗煤泥的分选工序十分繁杂, 耗时耗力。在粗煤泥分选工艺产生并迅速发展之后, 中国各个工厂的效率普遍提高。使用先进的分选设备可以减少分选所用的时间, 从而加快企业的运行速度。效率就是时间, 而时间就是金钱。

3.2 保证精煤精度

原煤开发出来之后, 要经过一定的程序才能提取为精煤, 在没有粗煤泥分选的时候, 只需要经过脱水脱介和浮选两个阶段, 然而在加入了粗煤泥分选之后, 就变成了三个阶段, 这样就大大提高了精煤的精度。使用了粗煤泥分选机之后的提炼与分选, 大大降低了煤中的硫成分和灰分。从而提高资源利用率, 保护环境。此外, 只有解决了精煤精度的问题, 才能保障最大限度的获得最大产量和最高纯度的精煤。

3.3 减少劳动负荷

使用先进的的粗煤泥分选机可以在很大程度上减少劳动成本, 降低工人的劳动量。这是由于粗煤泥分选机的出现让整个劳动环节大大减少, 相应的劳动量当然也会随之减少。使用先进的粗煤泥分选机, 还可以让工厂的运营成本有所减少。藉此创造更多的利润。

综上所述, 粗煤泥的分选是对传统选煤工艺的一次革新, 是选煤工艺的一次技术飞跃。通过采用先进的粗煤泥分选仪器, 实现产量的最大化, 精度的最大化。我们应该看到在中国这一技术还没有得到完全的普及与发展。如果我国能够进一步提高煤的利用率, 弥补在石油上的数量的不足, 减少在中东地区的石油进口, 甚至改变资源稀缺国的面貌。粗煤泥分选技术将功不可没。

4 结语

粗煤泥是一种直径在0.3～0.5 mm之间的煤, 而粗煤泥分选技术是一门进一步增加煤的纯度的技术。使用这门技术对于提高传统工艺的分选效率, 保证精煤精度, 减少劳动成本都有着重要意义。在其间, 主要是通过螺旋分选机, 重介旋流器, 干扰床分选机这三种先进的设备来完成的。如果能够合理利用这门技术, 就能够提高煤的利用效率, 推动中国的煤业发展。从而提高我国的综合国力和国际竞争力。

参考文献

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[3]张悦秋, 谢广元.煤泥重介旋流器选煤技术现状及发展[J].煤炭工程, 2009 (12) .

[4]周传辉.洗煤厂粗煤泥回收的技术改进[J].煤炭技术, 2009 (1) .

粗煤泥分选新工艺 篇2

1粗煤泥回收环节存在的问题

( 1) 粗煤泥回收环节没有洗选设备,粗精煤灰分高,重介和浮选背灰严重。近年来,由于优质瘦煤资源短缺,选煤厂平均入洗煤泥量由原来的18% 增加至25% ,最高达到30% 以上。粗煤泥回收环节由水力旋流器组、粗煤泥高频筛和粗煤泥离心机组成。水力旋流器设备陈旧,分级效率低,只能对粗煤泥进行简单处理。粗精煤灰分居高不下,如表1所示。从表中可以看出,2012年6—12月粗精煤平均灰分为18. 30% 。由于粗精煤灰分高,为了确保总精煤灰分满足用户要求,在洗选过程中,需要降低重介选精煤和浮选精煤的灰分,造成总精煤产率降低。

( 2) 由于粗煤泥系统没有分选设备,煤泥水负荷大。主洗设备三产品重介质旋流器适宜处理50 ~ 1 mm的物料,浮选系统适宜处理小于0. 5 mm物料,对于1 ~ 0. 5 mm物料没有进行有效分选回收,积聚在系统内,导致煤泥水负荷加重, 形成恶性循环。

( 3) 1 ~ 0. 5 mm煤泥在重介质系统分选,介耗偏高。选煤厂采用原煤不脱泥入洗工艺,洗选物料中1 ~ 0. 5 mm粗粒煤泥积聚在重介系统内, 影响介质回收净化效果。选煤厂介耗如表2所示,从表中可以看到,平均介耗高达2. 80 kg /t, 生产成本较高。

2粗煤泥分选环节的改造

为了解决粗煤泥分选问题,经过调研,2013年初,太原选煤厂对粗煤泥分选环节进行了改造。因为选煤厂有两套重介质分选系统,在不影响生产的情况下,分步对两套系统的粗煤泥环节进行了改造: 2013年1—7月对重介二期进行改造,2013年8月—2014年2月对重介一期进行改造。改造后的工艺流程见图1。

2.1洗选入料增设脱泥工艺

在物料进入主分选设备———三产品重介质旋流器前,增设筛缝为1 mm的脱泥筛,筛上50 ~ 1 mm物料进入三产品重介质旋流器分选,筛下小于1 mm的物料进入筛下水桶,作为粗煤泥回收环节的入料。脱泥筛采用2台型号ABS3661的香蕉筛,设备参数如表3所示。

2.2更换粗煤泥水力分级设备

将原水力分级旋流器组更换为2台直径1 m的水力分级旋流器,型号FX1000—GT,分级粒度0. 25 mm。旋流器入料为脱泥筛的筛下水( 物料小于1 mm) ,分级后小于0. 25 mm的溢流进入浮选系统; 1 ~ 0. 25 mm底流进入CSS干扰床分选机分选。水力分级旋流器要求入料浓度小于120 g / L,要求分级压力在0. 1 ~ 0. 15 MPa。水力分级旋流器溢流口直径350 mm,底流口直径170 mm,处理能力800 ~ 1 100 m3/ h。

2.3增设CSS粗煤泥干扰床分选工艺

新安装了2台型号CSS3. 6的粗煤泥干扰床分选机,其技术参数如表4所示。分级旋流器底流进入CSS粗煤泥分选机分选,选后精矿经高频筛、离心机脱水后成为粗精煤产品,尾矿经高频筛脱水后成为混煤产品。该分选设备由PLC工控机通过传感器探测分选室内的床层情况,实现了自动化操作。

2.3.1CSS粗煤泥干扰床分选机工作原理

CSS干扰床分选机是根据循环水流速与重颗粒和轻颗粒物料流速的差异,实现轻重物料的分选。物料根据自身粒度和密度大小进行沉降,各自的沉降速度与上升水流速度差异形成上下不同的流动方向,沉降速度与上升水流速度接近的物料在桶内形成比较稳定的干扰床层。干扰床层内细小的组织间隙阻碍着轻、细颗粒的沉降,这部分轻、细颗粒从上部溢流而出,形成溢流产品。 沉降快的颗 粒从底部 排料口排 出,形成底流 产品。

2.3.2CSS粗煤泥干扰床分选机系统组成

CSS粗煤泥干扰床分选机主要由顶水自稳定系统、密度自稳定系统和综合控制系统组成。顶水自稳定系统利用流量计传输给控制系统的流量信号,自动调节顶水阀门的开度或顶水泵的变频器输出量,实现了顶水自稳定控制。密度自稳定系统通过执行机构来接收控制箱的信号。综合控制系统能够根据设备开停情况、顶水压力情况、 分选室内密度变化情况等进行自动调节。

2.3.3CSS粗煤泥干扰床分选机工艺参数要求

CSS粗煤泥分选机的入料浓度一般控制在300 ~ 400 g / L,若入料固体含量过高,入料浆体不易被充分流化,错配物量会随入料固体含量的增大而增大。

上升干扰水流速度是形成稳定 “干扰床层” 的重要因素,因此在日常操作中需保持上升干扰水流压力稳定,浓度控制在小于5 g /L,顶水压力应保持在0. 07 ~ 0. 1 MPa,可利用循环水作粗煤泥分选机的顶水,实现洗水平衡。

3粗煤泥分选工艺的优化

2014年2月重介质两个系统改造运行后,效果比较明显。重介质系统吨原煤介耗降低较多, 粗煤泥灰分有所降低。但在运行中发现,改造后的工艺环节还需优化,新设备没有完全达到运行要求的技术参数。

3.1粗煤泥工艺存在的问题

( 1) 为了实现洗水平衡,粗煤泥分选机顶水使用循环水,这就造成重介质系统全部运行时, 350煤泥桶液位不稳定,时常抽空,重介系统选前脱泥筛( 316 /1. 2) 冲水( 来自350煤泥桶) 不稳定,频繁出现跑水和翻料情况,脱泥筛处理量较小,达不到额定处理量,脱泥筛脱泥效率低,不能很好地发挥原料煤选前脱泥的作用。

( 2) 重介质系统水力分级旋流器入料桶液位不稳定,经常抽空,分级旋流器分选压力最高达到0. 08 MPa,低于最低技术要求值0. 1 MPa,入料浓度平均为400 g /L,高于技术要求值120 g / L,水力分级旋流器分级效果差。

( 3) CSS粗煤泥分选机入料( 水力分离旋流器的底流) 浓度平均为700 g /L,高于CSS要求的入料浓度300 ~ 500 g /L,入料中大于1 mm物料含量过高,分选效果差。

3.2工艺优化方案

3.2.1改善洗水供应系统

将重介质系统的脱介筛喷水、粗煤泥分选机顶水补水以及脱泥筛的喷水彻底分成两套系统, 各自供水,互不干扰。这三个地方的补水都来自循环澄清水池,分别用两台泵各自供应,一台泵供应重介质两个系统的8台精煤、中煤、矸石脱介筛的喷水,另一台泵供应两台脱泥筛的冲水和两台粗煤泥分选机的顶水补水。正常开机过程中,两套系统互相供水,各自成回路,遇到紧急事故或者特殊情况,在主厂房标高4 m和厂房外中央水仓房顶有串联阀门可以互相串联使用。

3.2.2优化分级旋流器工艺

( 1) 将粗精煤脱水筛的筛下水改入粗煤泥分级旋流器入料桶,在精煤浓缩机溢流管某处开一口,增加一条管道将溢流抽至分级旋流器入料桶中,补充水力分级旋流器入料桶的水量,确保液位稳定。将分级旋流器的溢流加支管返回入料桶内,逐渐改变入料浓度,达到技术参数要求的入料浓度小于120 g /L。

( 2) 将两台分级旋流器的伸缩内径由原来的 Φ350 mm减小至 Φ300 mm,增加分级旋流器的分级压力。改造完成后,分级旋流器1 mm粒级分级效率增高,分级压力达到0. 12 MPa以上。

3.2.3优化CSS粗煤泥分选工艺环节

( 1) 将分级旋流器的底流口直径由原来的 160 mm增大至 200 mm,减小底流浓度。改造完成后,达到了CSS粗煤泥分选机要求的入料浓度300 ~ 500 g /L。CSS粗煤泥分选机入料条件改善后,粗精煤平均灰分降低至12% 左右。

( 2) 将粗煤泥干扰床分选机的自动排料装置由电动改为气动,使排料跟踪更准确,自动化程度更高。

4经济效益测算

粗煤泥工艺环节优化完成后,对系统进行了跟踪,测定了经济效益等相关指标,如表5和表6所示。

( 1) 由表5可以看出,通过增设选前脱泥环节,系统平均介耗由改造前的2. 80 kg /t原煤降低至改造后的2. 18 kg /t,降低了0. 62 kg /t,节约了生产成本。

( 2) 改造完成后分级旋流器分级效率、脱泥筛脱泥效果都达到了设计要求。粗精煤平均灰分由改造前的18. 30% 降低到改造后的12. 26% , 降低了6. 04个百分点,精煤总产 率提高了0. 5% 。

( 3) 2014年6—11月,太原选煤厂入洗原煤165. 6万t,精煤产率提高0. 5% , 即多洗出近8 280 t精煤。按瘦精煤价格480元 / t计算,可增加经济效益397万元。

2014年6—11月介耗降低了0. 62 kg / t原煤, 系统减少介质损耗1 026 t。按介质价格1 000元/t计算,可节约成本102. 6万元。

通过技术改造和工艺优化,2014年6—11月可增加经 济效益近500万元,经济效益 十分显著。

5结束语

粗煤泥工艺环节改造及工艺优化结束后,弥补了以往粗煤泥工艺没有分选设备的不足。在全重介入洗过程中,50 ~ 1 mm物料进入三产品重介质旋流器回收,1 ~ 0. 25 mm物料由CSS干扰床分选机回收,小于0. 25 mm物料经浮选工艺回收,最大程度地利用了原煤资源,提高了精煤产率; 在工艺优化过程中,实现了洗水平衡,杜绝了洗水外排,满足了环保要求。粗煤泥系统优化的措施,尤其是实现系统洗水平衡的措施,值得全重介入洗选煤厂借鉴 。

摘要：太原选煤厂原采用不脱泥全重介洗选工艺,存在粗精煤灰分高、煤泥水负荷大、介耗高等问题;通过增设脱泥筛及CSS粗煤泥分选机等技术改造,并对粗煤泥回收环节进行优化,弥补了粗煤泥环节没有分选工艺的不足,降低了粗精煤灰分,提高了总精煤产率,降低了系统介耗。

粗煤泥分选技术的探讨 篇3

近年来,中国重介质选煤技术发展迅猛,尤其是大直径三产品重介质旋流器分选技术及其相关配套工艺已经达到了世界先进水平,极大地提高了中国原煤的分选效率,改善了原煤的分选效果[1]。但在实际生产过程中仍存在着一定的弊端,如随着重介质旋流器给料端直径的增大,其有效分选下限也在逐渐增大,从而导致入料中的细颗粒没有经过有效的分选就进入到下1个工艺环节。细粒煤泥的分选技术在我国也得到了进一步的发展和完善,浮选对<0.3 mm级煤泥能够取得较好的分选效果[2],尤其是对微细粒煤泥的分选效果更加显著。但>0.3 mm级煤泥在浮选设备中的分选效果较差,主要是由于这部分煤泥的粒度较粗,在实际分选过程中容易因气泡的携载能力不足而无法附着在气泡上,从而导致分选效果恶化,最终都损失到浮选尾煤中[3]。

1 粗煤泥分选方法的探讨

随着国外粗煤泥分选技术的日臻成熟,如Teetered bed separator在澳大利亚的Stratford选煤厂的成功应用,有效地解决了粗煤泥回收难的问题。国内也相继出现了粗煤泥的分选工艺及其相配套的分选设备,但由于我国不同地区的煤质差异较大,同时用户对煤炭质量的要求不同而导致原煤的可选性差异也比较大,再加上分选设备、技术上的原因,工业应用效果并不是很理想。

1.1 螺旋分选机

螺旋分选机在选矿领域应用的比较广泛,中国选煤用螺旋分选机的开发研制始于1986年。1988年,中国成功研制出XLφ750螺旋分选机,并在井陉一矿选煤厂应用成功。

螺旋分选机具有操作简单、无运动部件、占地面积小等优点,其实际分选密度一般在1.6 g/cm3以上,若实际分选密度低于1.6 g/cm3,螺旋分选机的分选效果明显变差,这对于需要低密度分选的粗煤泥来说是不利的;螺旋分选机对细粒煤泥的降灰效果不甚理想,不能一次性分选出合格产品,需要同其他设备联合分选才能达到产品的质量要求;由于螺旋分选机的直径偏小,其处理能力受到了较大的限制,因此,国内选煤厂普遍采用双头或四头的螺旋分选机。目前,螺旋分选机在我国绝大多数动力煤选煤厂应用地比较成功,比如王坡选煤厂、晋华宫选煤厂、马脊梁选煤厂以及西铭矿选煤厂等。

1.2 煤泥重介质旋流器

煤泥重介质旋流器作为一种高效的粗煤泥分选方法,在澳大利亚、美国、南非等煤炭行业比较发达的国家已经成功地应用多年。由于具有对煤质的变化适应性强、分选下限低以及分选精度高等优点而受到选煤同仁们的极大关注,随着重介质选煤技术以及相关配套工艺的日臻成熟,其应用前景非常广阔。

目前,煤泥重介质旋流器分选技术在我国已经进入工业化应用阶段,并在许多选煤厂得到了成功应用,从现场反馈的情况看,分选效果良好,但是在工业应用过程中也存在着一些不足,煤泥重介质旋流器对微细粒煤泥的降灰效果不甚理想,其分选深度通常能达到0.045 mm,需与其他选煤工艺联合,才能一次性分选出合格产品;由于加重质的粒度比较难控制,而且加重质的粒度越细,重悬浮液的粘度越大,不利于保证重悬浮液的稳定性,从而会直接影响粗煤泥的分选效果。

1.3 水介质旋流器

水介质旋流器在很多方面与煤泥重介质旋流器相似,比如结构、工作原理以及工艺参数等方面,两者的主要差别在于所用的分选介质不同。实际的生产情况表明:煤泥重介质旋流器的分选精度以及分选效果要好于水介质旋流器。在实际生产过程中,水介质旋流器的缺陷很明显,其入料粒度范围窄、分选下限高,精煤不经过脱泥处理往往达不到用户对于选后产品质量的要求。因此,与其他粗煤泥分选设备相比,由于水介质旋流器本身的缺陷和弊端,其在国内选煤厂应用的比较少。

2 干扰床分选机的研究进展

干扰床分选技术在我国选煤行业的研究起步较晚,与其他粗煤泥分选设备相比,干扰床分选工艺、技术以及设备等方面还不是很成熟,因此,工业应用并不是很多。中国矿业大学的刘文礼教授初步探索了干扰床分选粗煤泥的技术,并成功研制出新型的干扰床分选设备,利用该设备对汶南煤矿不同粒度范围的粗煤泥进行了分选试验研究,试验结果表明:对于1.6 mm~0.8 mm粒度范围内的粗煤泥,干扰床分选机取得了较好的分选效果,降灰作用明显,可能偏差E值在0.08左右[4]。中国矿业大学的李延锋副教授开发研制出适合我国煤质变化特点的2FBCC-1500粗煤泥分选机,并分别在葛店选煤厂以及成庄选煤厂开展了半工业试验和工业试验的研究,分选效果较好,降灰作用明显。

2.1 Teetered Bed Separator

Teetered bed separator即干扰床分选机。随着国外干扰床分选技术的日臻成熟,并逐步进入到生产实践,与其他粗煤泥分选技术相比,很多选煤专家认为干扰床分选技术是分选细粒煤的比较经济有效的选煤方法。

Teetered bed separator本身具有结构简单、无运动部件以及单位处理能力大等优点。与螺旋分选机相比,Teetered bed separator的单位处理能力大,据统计,Teetered bed separator的单位处理能力是螺旋分选机的好几倍,Teetered bed separator还可以实现低密度分选,并且能够实现床层密度的在线调节。目前,Teeteredbedseparator在我国的部分选煤厂应用地比较成功,比如张小楼选煤厂、城郊选煤厂以及济宁二号井选煤厂等,均取得了较好的分选效果。

2.2 Reflux Classifier

Reflux Classifier是由澳大利亚Newcastle大学和Ludowici公司联合开发研制的一种新型的干扰床分选设备,与其他干扰床分选设备相比,RefluxClassifier最主要的特点是同时具有分选和分级的作用。RefluxClassifier的结构与Teetered bed separator相似,只是在Teetered bed separator原有结构的基础上增加了三组不同高度的倾斜板。与Teetered bed separator相比,Reflux Classifier的处理能力是Teetered bed separator的三倍以上。K.P.Galvin等人用1台横截面为0.6 m 0.6 m、高3.5 m的Reflux Classifier对<2 mm粒级的粗煤泥进行了半工业性试验,分选效果显著。紧接着在2004年,K.P.Galvin等人用一台横截面为1.8 m 1.8 m、高3.5 m的Reflux Classifier对<2mm粒级的粗煤泥进行了工业性试验,试验结果表明:溢流灰分由原料的27%降至7%,底流灰分为77.1%,精煤产率达到了71.5%,取得了较好的分选效果。

2.3 Crossflow Separator

Crossflow separator是由美国Eriez公司开发研制的,其比较适合分选密度和粒度都存在较大差异的矿物,因此在选煤厂的应用比较少。与Teetered bed separator相比,Crossflow separator在Teetered bed separator原有结构的基础上改变了入料方式,其采用切线入料的方式,极大地降低了入料对分选床层的扰动,而且使进料更加的均匀。分选机底部有一定的倾斜角度,有利于分选出纯净的矸石,但也很容易堵料。Crossflowseparator是矩形结构,适宜分选粒度和密度组成悬殊的矿物,因此,对于矸石和硫铁矿含量较少的原煤分选效果较差。

3 结语

粗煤泥本身具有粒度范围窄、需要低密度分选的特点,但是螺旋分选机分选密度高、精煤灰分高,并且处理能力相对较小,这是螺旋分选机不能满足我国粗煤泥分选的原因所在。而干扰床分选机采用干涉沉降原理,可以实现粗煤泥的低密度分选,其应用前景广阔。对于粗煤泥的分选,国内选煤厂要根据自己的实际情况,通过分析原料煤的性质和重选工艺特点有对比性地选择合适的粗煤泥分选工艺,以达到选煤厂实现最大产率和最高经济效益的目的。

摘要：分析比较了国内外粗煤泥分选设备的分选效果、实际应用情况以及分选过程中存在的一些问题;干扰床分选机的单位处理能力大,可以实现低密度分选,同样可以减少煤泥的入浮量,而且生产成本较煤泥重介质旋流器要少很多。其应用前景广阔。

关键词：粗煤泥,干扰床分选机,应用情况,分选效果

参考文献

[1]刘峰“.十五”期间重介质旋流器选煤技术的研究与发展[J].选煤技术,2008(4):6-11.

[2]吴松,徐建文,薛广哲,等.细粒煤分选技术研究现状及发展[J].陕西煤炭,2010(3):44-45.

[3]张友军.国内外选煤技术与装备的现状及发展趋势[J].选煤技术,2011(1):70-72.

CSS粗煤泥分选机分选试验研究 篇4

1 CSS 粗煤泥分选机理及分选过程

CSS粗煤泥分选机是基于成熟的干扰沉降原理,根据物料密度差异进行分选的设备。物料在上升扰动水流作用下形成自生固体流动床层,实现轻重物料的分离,从而分选出精煤和矸石。矿浆首先给入缓冲桶,经入料平稳装置进入分选机体内,与由顶水自稳定系统产生的上升水流相遇而形成流化床层。当达到稳定状态时,入料中沉降速度小的颗粒会浮起,进入溢流成为精煤,入料中沉降速度大的颗粒则穿过床层,由底流口排出成为沉物[5,6]。

2 CSS 粗煤泥分选机在田庄选煤厂的应用实践

田庄选煤厂属于矿区型炼焦煤选煤厂,技改前采用重介质—浮选工艺。原煤经双层分级筛分级为大于16 mm块煤,2. 5 ~ 16 mm末煤和小于2. 5 mm粗煤泥。块煤进入斜轮分选机分选,末煤进混料桶经重介质旋流器分选,小于2. 5 mm粗煤泥由角锥沉淀池分级,最终0. 5 ~ 16 mm粒级全部进入末煤系统采用重介质旋流器分选,小于0. 5 mm煤泥进入浮选系统。实际生产中由于分级旋流器分级精度低,常常造成浮选精煤跑粗。同时部分细粒煤会进入重介质系统影响重介质旋流器分选效果及介质回收,增加了介耗和煤泥水系统的负担。为减轻重介质系统压力,提高细粒精煤产率,田庄选煤厂引进了两台CSS粗煤泥分选机,又将原0. 5 mm脱泥筛更换成1 mm脱泥筛。改造后的工艺流程如图1所示。

2. 1 CSS 各产品筛分试验

投入生产后,使用CSS对选煤厂的粗煤泥进行分选,多次采集入料、精煤和尾煤样品,并进行筛分、浮沉试验。大于0. 5 mm筛分试验结果如表1所示。小于0. 5 mm筛分试验结果见表2。

根据表1和表2中的数据,绘制入料、精矿、尾矿粒度曲线,如图2所示。

由图2可知,入料和精矿粒度分布较为均为,而尾矿粒度主要集中在大于0. 25 mm。入料、精矿粒度均匀说明物料解离较为充分,有利于创造合适的分选环境。由表1和表2可知: 溢流中大于0. 5 mm含量可达24. 46% ,灰分为11. 74% ,可燃体回收率达到84. 75% ,说明该粒级的分选指标达到较好水平; 入料中小于0. 25mm粒级含量为37. 79 % ,说明入料中该粒级含量较高,不利于分选。精矿中该粒级含量可达35. 24% ,在不考虑泥化的情况下,该粒级中有93. 25% 物料进入溢流,即分选过程中该粒级几乎未得到分选; 小于0. 5 mm粒级可燃体回收率综合可达96. 75% ,在不考虑粒级的影响下,有利于实现精煤产率的最大化,但是较高的回收率也说明该粒级未得到充分分选。

2. 2 CSS 各产品浮沉试验

分别对大于0. 5 mm和小于0. 5 mm入料、精矿、尾矿进行浮沉试验,结果如表3和表4所示,浮沉综合表见表5。

由表5可知,精矿中小于1. 5 kg /L含量达到75. 76% ,为主导密度级,小于1. 3 kg / L含量为34. 25% ,灰分为5. 90% 。若灰分控制在20% 以内,分选密度应在1. 4 ~ 1. 5 kg /L之间,说明该分选机在低密度情况下有利于生产出低灰精煤。根据各粒级平均密度级分配率绘制分配曲线,如图3所示。从图中可以看出: 分配曲线走势较为平缓,分选效果相对较差,究其原因,小于0. 25mm物料在分选机内几乎未得到有效分选,造成整个分配曲线较为平缓。通过分配曲线和表中数据可得到以下分选指标: Ep值为0. 243 kg /L,未达到较好 的0. 1 ~ 0. 13区间, 数量效率 为83. 20% ,不完善度I为0. 344,说明该分选机未达到最佳分选状态,可以通过改善入料状况、分选机操作参数等提高分选效率。

由筛分和浮沉数据可知,粗煤泥分选入料中仍有高达37. 79 % 的细粒级物料,该部分物料在分选机中几乎未得到分选,影响着最终的分选指标。按照目前的工艺,选后溢流脱泥可降低精矿中细粒级物料的含量,保证精煤指标,技改后的指标有利于实现精煤产率最大化。入料中小于0. 25 mm细粒含量较高,说明上一分选环节分级效率低,可在CSS粗煤泥分选机系统增设若干组高效分级旋 流器,优化粗煤 泥分选机 的入料组成。

3 结 语

( 1) 由试验数据可知,小于0. 25 mm粒级物料在CSS分选机中不能得到有效分选,佐证了该设备最佳分选粒级应为1 ~ 0. 25 mm。

( 2) CSS粗煤泥分选机适宜低密度分选,在实际生产中应设置合理的分选密度。

TBS粗煤泥分选机及应用 篇5

1 TBS的工作原理和应用范围

TBS粗煤泥分选机的工作原理如图1所示, 上升水流在分选槽内产生紊流床层, 也称作自生介质床层。物料通过入料弯管沿切线方向给入入料井, 在上升水流形成的紊流床的作用下, 物料按粒度或密度不同进行分选, 粗颗粒高密度物料集中于槽体的底部, 通过由执行器控制的排料阀门排出;轻而细颗粒流到槽体上部的溢流槽中。

一般TBS的应用范围包括:① 对小于5 mm粒级的砂子进行分级;② 对粗煤泥进行分选;③ 脱除小于5 mm粒级煤中的硫铁矿;④ 从砂中脱除褐煤或泥煤;⑤ 从砂中脱除高密度的杂物;⑥ 分选锡、铅、铁、锌等矿物。

2 TBS各组件的作用

2.1 入料井

TBS的入料部分由入料弯管和入料井组成 (如图1所示) , 粗煤泥沿切线方向从入料弯管给入入料井, 经过入料井的缓冲作用, 再进入TBS中部的分选槽。为了增加入料井的耐磨性, 其内壁采用了含90%氧化铝的瓷砖衬里。

2.2 执行机构

执行机构部件由电动液压缸和定位器构成, 来自就地控制器或控制系统PLC的4～20 mA的电流信号由定位器接收后, 传递给执行机构。执行机构向下运动, 使与之相连的排料杆及陶瓷锥形阀动作, 排料阀离开阀座打开阀门, 排出底流物料。TBS设有手动执行装置, 当定位器出现故障时可进行人工调节或日常检修维护。

2.3 传感器

密度传感器安装在操作平台上, 由一个浸入分选室的传感元件、传感器杆和位于传感器顶部的电子嵌块组成。传感器浸入到紊流层中相应高度, 实时监测槽体内的床层密度。当密度达到或超出设定值, 控制器即送出一个4～20 mA的信号到电液动执行机构, 执行排料工作, 床层密度降低至设定值后, 即停止排料。系统采用PID控制器控制排料阀开启程度。经校准后的传感器可以显示传感器上面浆体的平均密度。

2.4 锥形阀门组件

锥形阀门组件包括锥形阀及阀座。锥形阀位于TBS槽体底部的阀座内, 当紊流床层的密度过高时, 需要开启阀门排料, 此时执行机构推动锥形阀推杆向下, 使锥形阀离开阀座排出粗重的物料。锥形阀及其阀座均由含90%氧化铝的陶瓷制成, 耐磨性较强。

2.5 紊流板

紊流板通常由三部分独立的凹形部分组成, 这三部分被固定在箱体内部的联接板上。紊流板组件把箱体分为分选区和压力室。紊流板的作用是使上升水流均匀地分布于整个槽体床层底部, 每块紊流板上分布一定数量的孔, 孔的数量和布置方式是经过精密计算得出的, 每个孔均装有可以更换的耐磨塞。

3 TBS的特性及技术参数

TBS技术规格及相关参数见表1。其主要特点如下:

(1) TBS对于粒度在1.5～0.125 mm范围内的物料可分选出低灰精煤和高灰矸石;

(2) 有效分选密度范围宽, 达到1.4～1.9 g/cm3, 分选过程全自动控制, 无需人员操作;

(3) 对入料煤质变化的适应性强, Ep值不大于0.12;无需复杂的入料分配系统, 设计紧凑, 占用空间小;

(4) 粗煤泥入TBS分选, 减少了重介质系统和浮选系统的入料量, 分选介质采用循环水, 无需重介质和化学药剂, 降低了选煤厂介耗和浮选药剂消耗, 并可使精煤产率提高约2%;

(5) 设备无动载荷, 动力消耗小于1 kW;

(6) 安装操作简单, 设备维护费用低。

注:设计处理量仅是参考值, 对于不同的入料煤, 其处理量会有所变化, 通常实际运行的处理量会高于表中数值。

4 同类设备比较

4.1 煤泥重介质旋流器

煤泥重介质旋流器是在离心力场中对物料进行分选, 虽然分选效果较好, 但其单台处理量低。煤泥重介质旋流器入料压力是常规重介质旋流器的3～5倍, 因此电耗高、磨损大;分选过程需使用超细粒磁铁矿粉, 介质制备、回收困难, 系统稳定性差。这些因素导致目前我国选煤厂的大部分煤泥重介质旋流器系统达不到最佳运行状态, 分选效果差。

4.2 螺旋分选机

螺旋分选机可以实现1～0.15 mm级物料的有效分选, 但螺旋分选机的设备参数不易确定和调节, 处理能力低, 难以大型化, 而且最低分选密度通常在1.6 kg/cm3以上, 不能产出低灰精煤, 仅适宜分选易选的动力煤。TBS与螺旋分选机相比有以下优点:

(1) 分选效率比螺旋分选机高, 能产出低灰精矿和高灰尾矿;

(2) TBS有效分选密度为1.4～1.9 g/cm3, 螺旋分选机有效分选密度在1.6 g/cm3以上;

(3) TBS分选效率高, Ep值低;

(4) 全自动控制, 分选密度完全可调;

(5) TBS对入料煤质变化的适应性强, 可在设计能力0～100%范围内工作;

(6) TBS没有复杂的入料分配系统, 不容易堵塞;

(7) TBS平均寿命为15 a, 螺旋分选机的使用寿命只有3～5 a;

(8) TBS设计紧凑, 占地面积小。

5 案例分析

国内某选煤厂的选煤工艺采用1.5 mm脱泥, 大于1.5 mm粒级进入重介质旋流器分选, 小于1.5 mm级物料进入分级旋流器, 分级旋流器底流, 即1.5～0.25 mm级物料由TBS粗煤泥分选机分选, 小于0.25 mm级物料进入浮选机浮选。

TBS稳定运行后, 对其入料、溢流及底流进行采样化验。首先对样品进行分级, 测量各粒级产率及灰分;再对不同粒级煤样做10级浮沉试验。具体采样分析步骤见图2。各粒级分析结果见表2。

从表2可以看出, TBS粗煤泥分选机分选效果很好。使用TBS后, 该厂的入洗能力增加, 介耗降低, 精煤产率提高, 为整个选煤厂带来了巨大的经济效益。

6 结 论

TBS粗煤泥分选机自2005年进入中国选煤市场以来, 目前已越来越成熟, 得到了更多人认可。该机不仅适用于动力煤选煤厂, 更适用于炼焦煤选煤厂, 是目前较为理想的粗煤泥分选设备。

摘要：介绍了TBS粗煤泥分选机的工作原理、结构、特性以及与同类设备相比所具有的优点;在选煤厂的应用实践表明, TBS对粗煤泥分选效果好, 可能偏差Ep值低, 可提高选煤厂处理能力和精煤产率。

关键词：选煤厂,TBS,粗煤泥,分选效果

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粗煤泥分选新工艺 篇6

1 粗煤泥分选现状

随着井下采掘机械化水平的不断提高, 入选原煤中的粗煤泥含量呈逐渐递增趋势。传统选煤工艺中多采用重力和重介分选块煤, 前者主要包含跳汰机和动筛跳汰机进行分选, 后者主要指采用浅槽、斜轮、重介质旋流器和螺旋滚动等设备进行分选。这些选煤设备分选粒度下限多在13 (25) mm以上, 尽管跳汰机和重介质旋流器经过改进分选粒度下限分别可达到0.5mm和0.15mm左右, 但是会一定程度的增加分选级别宽度, 且工艺操作复杂, 故重介质旋流器分选粒度下限多在3 (1.5) mm以上, 而现实中采用跳汰机分选粗煤泥更加少见。为了解决该问题, 部分选煤厂采用预先脱泥, 但是限于脱泥筛筛分效果影响存在<1.5 (0.5) mm的煤泥跑粗问题, 跑粗部分无法进入浮选系统后会增大浮选负担, 且无法得到有效分选。目前, 国内炼焦选煤厂普遍采用“重介质旋流器+粗煤泥回收+煤泥浮选”联合分选工艺, 这种分选工艺操作简单、精煤产率高, 但回收粗煤泥效果偏差, 容易造成粗煤泥进入精煤, 即上面所说的跑粗现象, 这一定程度的增加浮选负担, 同时精煤灰分高而影响选煤厂综合经济效益。因此, 建立粗煤泥分选工艺是选煤厂提高原煤分选效果和提高选厂经济效益的重要途径, 应将粗煤泥分选与浮选工艺视为同样重要, 针对各矿区煤炭物理特性, 我国主要采用的粗煤泥分选设备有小直径重介质旋流器、螺旋分选机、干扰床分选机、水介质旋流器等, 这些设备的投入使用应根据选煤厂实际情况进行确定。

2 干扰床分选机工作原理与影响因素

干扰床分选机是由水力分级机发展而来, 其基本原理是利用不同粒度级物料在悬浮液中干扰沉降实现入选物料的分级分选。干扰床分选机最早使用在国外砂料处理方面, 经过多年升级改造, 其分选粒度逐渐下降, 且分选效率较高, 据有关资料显示干扰床分选机分选密度可达1.35。近年来, 干扰床分选机逐渐应用到选煤行业, 并且应用率有逐渐增大趋势, 在选煤行业, 干扰床结构主要包括入料井、PID控制器、执行器、传感器、溢流口、上升水流管、布水板、扰动板、工作室、底流排放装置、洗水分配室等。干扰床分选机分选原理具体为:水在一定压力下由干扰床底部给入, 通过底部布水板进入工作室形成上升水流, 料浆以一定浓度由干扰床入料井斜向给入与上升水流相遇在工作室内作干扰沉降运动, 不同密度的物料在干扰沉降运动中实现相对沉降, 其中沉降速度大于上升水流流速的物料进入干扰床底部由底流排液阀排出, 沉降速度低于上升水流流速的入选物料进入干扰床顶部由溢流口排出, 而沉降速度与升上水流流速相等的物料在干扰床下部形成流化床层。为了确保干扰床分选机运行可靠, 配备的PID控制器、反馈控制器等可利用传感器测得的床层压力来判断悬浮液密度, 然后根据悬浮液密度通过排料阀控制物料的排放实现床层密度的稳定[3,4,5]。

理论研究和分选实践表明, 干扰床分选机分选效果与入料特性、流体特性、干扰床机构和操作管理等方面密切相关。入料特性主要指入料的密度、粒度、粒度分布和形状等, 不同特征的物料在流体重沉降速度和移动方向各不相同, 一般情况下物料粒度越大、密度越高, 其沉降速度也相应越大, 故通过对入选物料物理特性的分析既可判断物料分选难易和分选效果, 干扰床分选机要求入料粒度级一般为3mm~0.25mm, 若粒度级范围过宽容易出现错配, 即高密度物料进入溢流或者低密度物料进入底流。流体特性主要指流体的黏度、密度和流速等, 且物料的沉降速度随流体的密度和黏度的增加而降低, 对于干扰床分选机而言, 确定合理的流体流速是确保物料分选的关键, 流速过大则轻细物料尚未分选直接进入溢流, 流速过小即达不到物料分选条件, 有学者指出对于同样粒度范围的原煤随上升水流速度的增大其精煤和灰分随着增大, 故控制干扰床分选机中上升水流流速是提高精煤质量的重要途径。干扰床分选机结构影响主要指床体结构、入料压力、排料口大小等, 这些结构参数若设置不当则可能造成精煤损失和精煤灰分过高现象;同时, 若作业人员操作不当或者检修不到位也可能造成干扰床分选机分选效果变差, 这些可通过制定相关标准和制度来提高分选机分选效果。

3 干扰床分选机应用实践

山西某矿附属选煤厂为原煤处理能力300万吨/年的现代化动力煤选煤厂, 该选煤厂选煤工艺流程为:150mm~13mm的块煤采用分选槽进行主选和主再选, 13mm~0.5mm的末煤采用重介质旋流器主选和主再选, 0.5mm~0mm的煤泥不再进行分选直接进入到煤泥浓缩机和加压过滤机进行回收。该工艺在选煤厂2001年投产以来分选效果较好, 所得产品能够满足客户需求。但是自去年以来, 受到工作面回采工艺升级改造等因素的影响, 入选原煤含矸量、煤泥量和含水量有所增加, 这样造成原煤分选性有所下降;另外, 原选煤工艺为设有单独的粗煤泥分选系统, 这样造成原煤入选量增大后, 0.5mm~0mm粒度级物料有所增加, 最终导致分选精度和精煤产率一定程度下降, 这样严重地制约了选煤厂综合效益的提高, 尤其是应对当前煤炭形势不断下行的状态极为不利。

鉴于上述情况, 借鉴周边选煤厂分选经验, 决定引进TBS干扰床分选机进行粗煤泥分选, 这样不但可提高产品各项指标, 还可一定程度地降低介质损耗。改造后的分选工艺具体见图1所示。由图1可知, 分选工艺经过改进后, 末煤弧形筛筛下物进入煤泥分级旋流器, 溢流进入浓缩机或者加压过滤机, 底流进入TBS干扰床分选机进行分选;经干扰床分选机分选后, 精煤进入弧形筛和离心机脱水处理后进入精煤仓, 底流经过弧形筛脱水处理后进入中煤仓。

TBS干扰机分选参数的确定:分选结果显示, 分选密度和顶水压在1.2g/cm3~1.35g/cm3和90L/min~105L/min范围内时, 干扰床分选机分选效果较好, 粗精煤灰分波动范围在15.4%~17.6%范围内, 灰分平均值为16.18%, 可满足产品掺配要求, 故设定干扰床分选机分选密度和顶水压分别为1.25g/cm3~1.35g/cm3和100L/min。生产实践表明, 通过TBS干扰床分选机的使用, 1mm~0.25mm粒度级范围内的粗煤泥中的75%左右粗精煤泥得到回收, 相比于分选工艺改进前精煤产率提高了2.91%。同时, 粗煤泥的有效回收也一定程度地提高了主再选分选下限, 减轻了重介质旋流器、脱介筛等分选设备的负担, 原煤处理能力提高了15%左右, 也一定程度地降低了介质消耗量。根据当前国内精煤销售价计算可得, 选煤厂每月新增利润可达450万元。

4 结语

粗煤泥分选是众多选煤厂面临的共同难题, 是选煤厂的重点管理方面。尽管粗煤泥分选工艺和设备已经取得了较大的进展, 但粗煤泥分选效果普遍较差, 各种设备和工艺对原煤特性适应性较差, 这就造成了当前粗煤泥难分选现状。着重从TBS干扰床分选机分选机理和影响因素着手, 通过TBS干扰床分选机的实践应用表明, 该分选机对于粗煤泥回收具有较好的效果, 对于实现产品结构升级和提高选厂效益具有显著的作用。另外, 在生产实践中, 我们还应对干扰床分选机结构进一步优化, 同时提高分选工艺和设备管理操作水平, 只有这样才能真正地实现粗煤泥的有效回收。

参考文献

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粗煤泥分选新工艺 篇7

关键词：选煤厂,TBS干扰床分选机,粗煤泥,末精煤

城郊选煤厂原设计能力2.40Mt/a, 于2003年顺利投产并达到设计能力。选煤工艺采用块煤重介质斜轮排矸、末煤两产品重介质旋流器分选和煤泥浮选联合流程。末煤可实现全部、部分入洗或不入洗, 产品结构为洗中块、洗小块、喷吹用煤和动力用煤。随着矿井产量不断提高, 选煤厂于2004年对原煤系统、块煤分选系统进行了改造, 2007年对末煤分选系统、煤泥水系统进行了改造, 使选煤厂目前生产能力达到4.50Mt/a。

矿井来煤首先经过筛分破碎车间进行准备分级, 筛孔分别为80mm和37mm, 其中80～37mm原煤进入块煤分选车间, 分选后的块精煤作为洗中块产品装仓;-37mm原煤进入主厂房进行分级入洗, 其中37～17 (13) mm经重介质斜轮排矸后, 选出的精煤作为洗小块产品;-17 (13) mm粒级既可直接出末原煤, 又可以经旋流器分选出末精煤产品。

1 粗煤泥系统存在的问题

1.1 问题的提出

2008年以来, 随着井下开采条件的变化, 进入城郊选煤厂的原煤可选性也发生了明显变化, 导致末精煤质量难以控制。现场人员只好采取临时措施, 将掺入末精煤中的粗精煤分流掺入末原煤中。这样虽然控制了末精煤质量, 但却降低了末精煤产率, 经济上损失很大, 而末原煤的水分也随之提高。另外, 如果实现全部入洗, 末原煤品种消失, 粗精煤成了单独产品, 将会给运输、储存和销售带来许多问题。为此, 需要从根本上解决末精煤质量问题, 以应对矿井煤质变化, 提高经济效益。

1.2 原因分析

为了查找导致末精煤质量变化的原因, 选煤厂对井下所有的采煤工作面进行了煤质检查, 最后从末精煤组成上进行分析。

在正常情况下, 末精煤主要由三部分组成:一是末煤重介质旋流器洗选后的末精煤, 粒度13～0.5mm, 含量75%左右, 灰分10.2%;二是浮选精煤, 粒度-0.5mm, 含量15%左右, 灰分8.5%;三是末精煤磁选尾矿经粗煤泥离心机回收的粗精煤, 粒度0.5～0.25mm, 含量10%左右, 灰分17%。三者合并后产品灰分为:75%×10.2%+15%×8.5%+10%×17%=10.63%, 符合产品质量标准。

矿井煤质变化导致可选性发生变化后, 重介质旋流器溢流, 即13～0.5mm末精煤的灰分明显上升, 虽然调整了相关技术参数, 但其灰分仍然上升到11.00%。在浮选精煤、粗精煤灰分不变的情况下, 计算末精煤综合灰分为11.20%, 超过正常质量控制标准。

由此可见, 引起末精煤质量变化的主要原因是重介质旋流器的精煤灰分增高所致。但受矿井原煤可选性的制约, 若从操作上人为降灰将导致精煤在矸石中的损失增高, 影响末精煤数量效率和经济效益。而浮选精煤灰分已经很低且相当稳定, 没有调整的必要。在此情况下, 只能通过解决粗精煤质量问题来保证末精煤质量。

2 粗煤泥分选工艺改造

2.1 改造方案

目前粗煤泥分选设备很多, 结合选煤厂提供的小浮沉资料 (表1) 、可选性曲线 (图1) 和生产实际情况, 决定采用TBS干扰床分选机对粗煤泥进行分选。

TBS干扰床分选机于20世纪90年代初开始进入选煤领域, 经过不断完善, 目前已发展到第四代, 国内已有使用先例。它具有工艺简单、成本低、单位处理量大、分选效率高等优点。其分选下限可达0.15mm, 分选上限为2～3mm, 分选密度有效范围为1.40～1.90kg/L。

从小浮沉资料可以看出, 当重介质旋流器溢流精煤灰分上升为11.00%, 末精煤灰分按照10.8%控制时, 粗精煤灰分应达到: (10.80%-75%×11.00%-15%×8.5%) /10%=12.75%。

从可选性曲线可以看出, 当粗精煤灰分为12.75%时, 分选密度为1.82kg/m3, ±0.1含量为3%, 属极易选煤。不仅如此, 选煤厂还专门对粗煤泥分级旋流器组做了单机检查, 测定旋流器底流浓度在50%左右, 完全符合TBS入料要求。

2.2 改造前的粗煤泥分选工艺

原粗煤泥分选系统工艺流程见图2。-13mm原煤首先进入两台末煤脱泥筛 (筛孔为0.75mm) 脱泥, 筛上物进入混料桶, 然后由重介质旋流器分选;筛下物进入煤泥桶后由泵送至分级旋流器组 (截留粒度0.3mm) 分级, 底流 (0.75～0.3mm) 进入粗煤泥回收筛, 回收后的粗煤泥返回混料桶由重介质旋流器分选, 筛下水与分级旋流器的溢流一起进入浮选系统。

2.3 改造后的粗煤泥工艺

改造后的粗煤泥分选工艺流程见图3。-13mm原煤首先进入两台末煤脱泥筛 (筛孔为1.0mm) 脱泥, 筛上物进入混料桶, 筛下物进入分级旋流器组 (截留粒度0.25mm) 。分级后的底流 (1.0～0.25mm) 进入新增的TBS干扰床分选机, 分选出的精煤进入振动弧形筛预先脱水, 再由煤泥离心脱水机进一步脱水后即为粗精煤产品。TBS分选出的尾煤进入末矸石脱介筛稀介质段, 最后掺入末矸石产品。

3 运行效果

粗煤泥分选系统的改造于2009年4月完成, 自运行以来始终保持良好的运行效果, 不仅充分显现出其操作简单、调整灵活、维修方便、运行可靠等优点, 而且在运行效果上更是超过了设计预期 (见表2) , 更主要的是使选煤厂整个生产工艺得到优化和改善, 经济效益明显提高。主要表现在以下几个方面:

(1) 末精煤灰分控制灵活。粗煤泥进入TBS分选后, 0.75～0.25mm的细颗粒不再进入重介质旋流器分选, 提高了重介质旋流器分选效率和分选精度, 有利于控制重介质旋流器精煤的灰分。如果矿井煤质发生变化, 重介质旋流器控制末精煤灰分遇到困难时, 还可以通过降低或提高TBS分选密度、减少或增加TBS冲水量来降低或提高粗精煤灰分, 进而达到降低或提高末精煤灰分的目的。

(2) 降低介质消耗。改造前, 分级旋流器底流经粗煤泥回收筛回收后进入重介质旋流器分选, 而粗煤泥分选系统改造完成后, 分级旋流器底流全部由TBS分选, 减少了细泥在系统中的循环, 提高了脱介筛的脱介效果, 使介质消耗由原来的吨入洗原煤2.1kg降至1.4kg左右。

(3) 减轻浮选系统压力。粗煤泥分选系统投入使用之前, 原生煤泥分级旋流器组分级粒度控制在0.3mm左右。TBS投入使用后, 为了充分发挥其能耗低、不使用浮选药剂的优点, 分级粒度控制在0.25mm, 减少了浮选系统入料量, 一定程度上降低了浮选药剂消耗, 同时减少了浮选尾矿跑粗现象。另外, 改造前选煤厂用于浮选精煤脱水的3台加压过滤机始终处于满负荷甚至超负荷状态, 制约着末精煤的生产。粗煤泥系统改造以后, 加压过滤机入料量减少, 保证了选煤生产。

(4) 减少电耗。粗煤泥分选系统改造完成后, 原系统中的2台粗煤泥回收筛停止使用, 筛分机的功率为30kW/台;改造后增加1台煤泥离心脱水机, 该离心机的功率为55kW, 新增2台振动弧形筛, 总功率为0.8kW。改造后减少电耗量为:30×2-55-0.8=4.2 (kW) 。由此可见, 粗煤泥系统改造后不仅没有增加电耗, 反而降低了电耗。更主要的是, 消除了制约生产的诸多瓶颈, 使系统处理能力提高约85t/h, 相应降低了吨煤电耗。

(5) 提高末精煤系统脱水效果。由于粗煤泥经TBS分选而不进入末煤重介质系统, 减少了细泥在系统中的循环, 提高了脱介筛的脱介效果。相应进入离心机的细颗粒量也大大减少, 进而提高了离心机的脱水效果, 保证了末精煤水分。

(6) 降低了洗小块、细粒煤的限下率。选煤厂洗小块、细粒煤是从重介质旋流器溢流中分离出来的, 在粗煤泥系统改造前, 洗小块、细粒煤限下率较高。改造后, 提高了脱介和分级效果, 降低了洗小块、细粒煤的限下率, 提高了产品质量。另外, 这两种产品限下率降低后, 产品装车前的筛分工艺得到简化, 提高了装车速度。

4 经济效益

(1) 降低介耗成本。

粗煤泥系统改造后介质消耗下降0.7kg/t原煤。按现有生产能力年入选原煤450万t, 重介质价格1200元/t计, 年节约重介质消耗成本:450万t×0.7kg/1000×1200元/t=378万元。

(2) 节省电费支出。

TBS投入使用后, 洗煤系统的处理能力由680t/h提高到765t/h, 则全年节省开机时间:450万t/680t-450万t/765t=735h。

根据洗煤系统电力负荷统计和实际计量结果, 该系统运行每小时消耗电力2380kW·h, 电费按0.68元/ (kW·h) , 则从理论上计算, 全年节省电费:2380kW·h×0.68元/ (kW·h) ×735h=119万元。

(3) 释放产能带来效益。

因城郊选煤厂末煤入洗能力不足, 直接影响末精煤产率。粗煤泥系统改造后, 消除了制约生产的瓶颈, 产能大幅度提高, 末精煤产率同比提高3%, 年累计增加末精煤15万t。按照近几年公司末精煤与末原煤市场价格差异并充分考虑加工成本、回收率等因素, 生产1t末精煤比末原煤至少盈利100元以上, 则年增加经济效益1500万元。

综上所述, 粗煤泥分选系统改造后, 每年可为选煤厂带来经济效益1997万元以上。

5 结 语