復(fù)合式干法選煤是重介質(zhì)選煤廠預(yù)排矸的有效方法

1、復(fù)合式干法選煤是重介質(zhì)選煤廠預(yù)排矸的有效方法周少雷1,2(中煤華宇國(guó)際工程設(shè)計(jì)研究院院長(zhǎng)摘要:本文論述了矸石對(duì)重介選煤工藝的影響,論述了干法選煤技術(shù)對(duì)入洗原煤進(jìn)行預(yù)排矸的重要性。提出了預(yù)排矸流程的思考。關(guān)鍵詞:重介質(zhì)選煤復(fù)合式干法選煤技術(shù)中圖分類號(hào):TD94 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A1引言隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,對(duì)煤炭產(chǎn)品的質(zhì)量要求不斷提高。選煤加工技術(shù)進(jìn)步很快,為了提高分選效率和精度,先進(jìn)的重介選煤工藝受到各國(guó)的青睞。目前,主要產(chǎn)煤國(guó)家美國(guó)重介質(zhì)選煤比重已占66%,法國(guó)占60%,加拿大占56%,澳大利亞和南非已基本淘汰跳汰選,全部重介。由于大直徑重介旋流器,有壓給料和無(wú)壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的出現(xiàn),

2、重介質(zhì)旋流器選煤已成為首選技術(shù)。中國(guó)新建選煤廠和老選煤廠技術(shù)改造大都采用重介質(zhì)旋流器選煤技術(shù)。我國(guó)已經(jīng)成功地應(yīng)用了800mm不脫泥入料的大型無(wú)壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器。為了強(qiáng)化分選效果,我國(guó)已有些選煤廠采用給重介選吃“細(xì)糧”,以利于降低分選下限,提高各項(xiàng)分選指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。所謂吃“細(xì)糧”,就是對(duì)選煤廠入料進(jìn)行預(yù)排矸,不僅是排除大塊矸石,而且對(duì)入料混煤(80或500也進(jìn)行預(yù)排矸,某些選煤廠的實(shí)踐已經(jīng)證明,預(yù)排矸帶來(lái)了顯著的效果。由于重介選煤適用于可選性較難或很難選的煤,中、精煤分選是一項(xiàng)復(fù)雜地、容易互相污染的分選環(huán)節(jié),如果再混入許多細(xì)粒矸石,更要惡化分選過(guò)程。實(shí)踐證明,用復(fù)合式干法選煤技術(shù)預(yù)排矸

3、,經(jīng)濟(jì)、實(shí)惠、便捷,已經(jīng)得到許多某些選煤廠的認(rèn)可,并獲得廣泛應(yīng)用。本文將論述矸石進(jìn)入重介選煤工藝的危害性和采用復(fù)合式干法選煤技術(shù)預(yù)排矸的可行性。2矸石對(duì)重介質(zhì)選煤工藝的影響2.1 概述矸石進(jìn)入重介系統(tǒng),不論是立輪或斜輪分選機(jī),還是重介質(zhì)旋流器,都會(huì)給整個(gè)系統(tǒng)帶來(lái)極大的不利和危害,甚至造成“致命”弱點(diǎn),嚴(yán)重影響分選效果和生產(chǎn)能力。對(duì)重介質(zhì)旋流器的影響更是極為明顯。2.2 處理量與堵塞無(wú)壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的實(shí)際處理能力往往達(dá)不到設(shè)計(jì)指標(biāo),個(gè)別廠甚至只能達(dá)到設(shè)計(jì)能力的6070%1。處理量與入選原料煤的粒度上限,粒度組成,密度組成及旋流器結(jié)構(gòu)參數(shù)有密切關(guān)系。入料中矸石含量增多,直接影響粒度組成和

4、密度組成,使大顆粒增多,密度增大,成為惡化旋流器分選效果的主要因素。從旋流器的結(jié)構(gòu)及其參數(shù)來(lái)分析,矸石含量多會(huì)造成堵塞,直接影響處理量,為解決堵塞不得不降低處理量1。無(wú)壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的結(jié)構(gòu)如圖1,它由圓筒形一段旋流器和圓筒圓錐型二段旋流器串聯(lián)而成。 其結(jié)構(gòu)參數(shù)除一、二段旋流器直徑外、還有入料口直徑、重懸浮液入口管徑、一段旋流器溢流管徑及插入深度、二段旋流器的入料管徑、溢流管徑及其插入深度和底流口徑。在各種管徑中,二段旋流器管徑和底流口直徑的尺寸最小,因而對(duì)整臺(tái)三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器處理能力的影響最為敏感。當(dāng)二段旋流器入料中的高密度物含量較多時(shí),就會(huì)明顯地限制旋流器的處理能力。加大處理量則

5、勢(shì)必造成入料管和底流口的堵塞。結(jié)構(gòu)參數(shù)的理論分析說(shuō)明,當(dāng)入選原料煤中大粒度含量較多、含矸量較大、大粒矸石又較多時(shí),且均需從底流口通過(guò),底流口的大小調(diào)節(jié)范圍有限,故而造成堵塞。二段旋流器的入料管亦有類似情況,當(dāng)入料中的中煤和矸石含量較多時(shí),而它們又都要在二段旋流器中分選,這也限制了整臺(tái)三產(chǎn)品旋流器的處理能力。從上面論述中可以得出結(jié)論,矸石是限制處理能力和造成堵塞的主要因素。2.3 磨損重介質(zhì)選煤系統(tǒng)要用許多管路連接,當(dāng)煤漿流速較低時(shí),堅(jiān)硬的矸石顆粒主要是沿管路底部滑動(dòng),造成嚴(yán)重磨損;流速變化時(shí),矸石顆粒與其它煤粒一起處于間歇的懸浮狀態(tài),作不連續(xù)的跳躍,矸石顆粒越多,產(chǎn)生的磨損越嚴(yán)重;固體顆粒處于

6、完全懸浮狀態(tài)時(shí),沿管壁的堅(jiān)硬矸石顆粒也會(huì)對(duì)管壁產(chǎn)生磨損2。煤漿在流動(dòng)過(guò)程中,流動(dòng)方向或過(guò)水?dāng)嗝嬗兴淖儠r(shí),會(huì)產(chǎn)生旋渦和沖擊,流動(dòng)的礦漿具有一定的能量,其能量越大,沖擊力越大,磨損越嚴(yán)重。能量的大小與固體顆粒的密度有關(guān),密度越大,能量越大,此時(shí)如遇阻力即拐彎處或法蘭盤處,就會(huì)產(chǎn)生很大沖擊力,造成嚴(yán)重磨損。無(wú)疑,密度大的矸石顆粒越多,沖擊能量越大,對(duì)拐彎和法蘭盤處的磨損也越大。2.4泥化在許多大小矸石顆粒中,如果有些矸石是易于泥化的,則對(duì)煤泥水處理帶來(lái)困難,影響懸浮液性質(zhì)。高灰泥質(zhì)細(xì)?；曳指?粒徑小,如果數(shù)量增多則會(huì)影響精煤灰分和分選下限。降低分選下限,可以減少進(jìn)入費(fèi)用較高的浮選作業(yè)的煤泥量。重介

7、質(zhì)旋流器的分選下限不能實(shí)現(xiàn)到0mm,究其原因,高灰分的細(xì)粒矸石是主要原因之一,如果矸石在入料前得以排除,實(shí)現(xiàn)分選下限在0.05mm及其以下是有可能的。在重介系統(tǒng)中,強(qiáng)力的運(yùn)動(dòng)和攪拌矸石顆粒的細(xì)化是難免的,預(yù)防的唯一有效辦法是預(yù)先排除它,不讓它進(jìn)入系統(tǒng)。關(guān)于泥化嚴(yán)重對(duì)煤泥水處理帶來(lái)的危害和困難,早已公認(rèn),首先,有易泥化的矸石顆粒時(shí),會(huì)使煤泥水粘度增加,改變重介懸浮液性質(zhì),分選介質(zhì)的密度不能有效的得到控制與調(diào)節(jié),從而影響重介分選效果;第二,易泥化顆粒造成煤泥水粘度增大,高灰細(xì)泥粘附在精煤顆粒上,既影響脫介效果,也影響精煤產(chǎn)品灰分,從而降低分選效率;第三,易泥化矸石顆粒越多地進(jìn)入重介選煤系統(tǒng),煤泥水

8、處理越困難,嚴(yán)重影響壓縮方法回收煤泥,還會(huì)造成洗水濃度增高,形成惡性循環(huán),分選效果越來(lái)越差。2.5 對(duì)介耗和分選指標(biāo)等的影響大量或較多的矸石進(jìn)入重介系統(tǒng),它在最終才得以排出,它會(huì)帶走介質(zhì),增加介耗;細(xì)粒矸石的進(jìn)入還會(huì)影響分選指標(biāo),影響數(shù)量效率,精煤灰分和Ep值。矸石含量多,加大脫水篩和脫介篩噴水量,造成水耗加大。矸石增加運(yùn)輸成本,影響經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。本可預(yù)先排出的矸石,卻在廠內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn),會(huì)增加電耗和加工成本。3重介選煤的預(yù)排矸3.1 概述從前面的論述不難得出結(jié)論:為了提高重介質(zhì)選煤的工藝效果,改善經(jīng)濟(jì)運(yùn)行指標(biāo),必須在重介質(zhì)選煤工藝前把入選原料煤中的矸石盡最大可能予以最大限度的排除。3.2 選擇需要強(qiáng)調(diào)指

9、出的是,復(fù)合式干法選煤系統(tǒng)在有效排除800mm中的矸石后,可直接進(jìn)入重介系統(tǒng),也就是這部分工藝僅是重介工藝的預(yù)處理系統(tǒng),正如浮選入料在進(jìn)入浮選機(jī)之前,必須加入礦漿預(yù)處理器(礦漿準(zhǔn)備器進(jìn)行預(yù)處理一樣,重介旋流器的入料煤也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行預(yù)排矸處理,把這一工藝納入重介選煤的工藝系統(tǒng)中,是其不可分割的一部分。關(guān)鍵在于這一系統(tǒng)很簡(jiǎn)單,不增加煤泥水處理難題,只不過(guò)把入料“干法”處理一下。其排除的矸石視灰分情況可用于矸石發(fā)電或民用燃料,或去燒磚。干選排矸系統(tǒng)靈活,也可以把末煤(130mm或60mm直接進(jìn)入重介系統(tǒng)而不進(jìn)入干選系統(tǒng),僅對(duì)8013(6mm粒級(jí)進(jìn)行預(yù)排矸,排矸效果更好。3.3 實(shí)踐為了讓重介選煤廠“吃細(xì)

10、糧”,已經(jīng)有些選煤廠采取了預(yù)排矸工藝,取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。寧煤集團(tuán)大武口洗煤廠是一座重介選煤廠,它入洗烏蘭礦原煤,為了提高煤質(zhì),增加經(jīng)濟(jì)效益,該集團(tuán)對(duì)烏蘭礦原煤進(jìn)行了預(yù)排矸處理,采用FGX-18A型復(fù)合式干選機(jī),有效地排除了大塊矸石,為大武口洗煤廠提供了合格的入廠原煤,其干選流程如圖2所示。需要指出,如果把300mm的干選精煤(選煤廠入料原煤再進(jìn)行一次預(yù)排矸處理,對(duì)大武口洗煤廠將會(huì)帶來(lái)更多的好處。 神華集團(tuán)海渤灣礦業(yè)公司平溝礦選煤廠為120萬(wàn)t/a的重介浮選聯(lián)合流程的煉焦煤選煤廠。由于原煤含矸量多,有泥質(zhì)頁(yè)巖易產(chǎn)生泥化。對(duì)原煤進(jìn)行預(yù)排矸處理,排除的矸石量占20%多。平溝礦通過(guò)復(fù)合式

11、干選系統(tǒng)預(yù)排矸(泥質(zhì)頁(yè)巖和除塵器排出的煤粉直接作為商品煤摻入混煤銷售,使洗煤廠避免了矸石的泥化,洗水濃度由120g/L降到3.5g/L,提高了分選效果,穩(wěn)定了精煤質(zhì)量,提高了精煤回收率,減少了設(shè)備磨損,降低了介耗,加工費(fèi)大幅下降。精煤總回收率提高了5%,入洗原煤全硫降低了兩個(gè)百分點(diǎn),可以相對(duì)增加16號(hào)高硫煤層的配入量。選煤廠處理能力相對(duì)提高,入洗能力達(dá)到150萬(wàn)t/a。每年為選煤廠增加經(jīng)濟(jì)效益達(dá)5972.7萬(wàn)元。平溝礦選煤廠預(yù)排矸系統(tǒng)采用的是FGX-24A型干選機(jī),毛煤經(jīng)篩分后800mm原煤進(jìn)入干選系統(tǒng),+80mm經(jīng)手選處理,少部分塊煤破碎后入干選系統(tǒng)7。另外,老屋基選煤廠是500mm重介旋流

12、器和浮選的聯(lián)合流程。該廠的入洗原煤來(lái)自老屋基、山腳樹等礦,在進(jìn)入選煤廠前,各礦原煤都用復(fù)合式干選機(jī)進(jìn)行了預(yù)排矸處理。山腳樹礦干選工藝原則流程如圖3所示。 山腳樹礦原來(lái)用水介質(zhì)旋流器處理原煤,改為復(fù)合式干選系統(tǒng)后增加了入洗能力(年增20萬(wàn)t;降低了選煤成本(年10萬(wàn)元左右;沒(méi)有煤泥水處理問(wèn)題,每年減少排污費(fèi)6萬(wàn)元;年增收150萬(wàn)元左右。山腳樹礦取得了很好的社會(huì)效益和環(huán)境效益。同時(shí),保證了老屋基選煤廠“吃細(xì)糧”,給老屋基選煤廠帶來(lái)了好處6。4結(jié)語(yǔ)4.1 干法選煤技術(shù)能夠有效排除煤中矸石,預(yù)排矸不僅對(duì)重介選煤系統(tǒng)有好處,而且也有利于其他選煤作業(yè),因此,有必要將干選預(yù)排矸工藝納入正式選煤廠工藝設(shè)計(jì)之中,成為選煤廠的一個(gè)工序,一個(gè)車間(原煤準(zhǔn)備或預(yù)處理車間。4.2 預(yù)排矸可采用多種形式的聯(lián)合流程,考慮經(jīng)濟(jì)適用,建議動(dòng)篩跳汰機(jī)排除大塊矸石,復(fù)合式干選機(jī)排除(8025/6mm粒級(jí)的矸石。末原煤可不進(jìn)入排矸系統(tǒng),直接入重介或跳汰選煤系統(tǒng)。4.3 為了保證重介質(zhì)旋流器實(shí)現(xiàn)大處理量,減少堵塞和磨損,對(duì)入料實(shí)行預(yù)排矸非常必要。參考文獻(xiàn)1邢玉梅,馬杰,申克忠,關(guān)于無(wú)壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器幾個(gè)問(wèn)題的探討J。選煤技術(shù),2004,(6,40-42。2余偉,重介系統(tǒng)管路損壞的原因及防治措施J。選煤技術(shù),2005,(2,24-25。3王成師,對(duì)三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器選煤工藝及設(shè)備的