無煙末煤洗選工藝節(jié)能減排研究

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寺河礦選煤廠主要生產(chǎn)系統(tǒng)包括一期、二期系統(tǒng)，原煤洗選能力為1500萬t/a，其中一期1000萬t/a，二期500萬t/a，二期主廠房無末煤洗選系統(tǒng)。生產(chǎn)工藝采用塊煤重介質(zhì)淺槽分選機分選、末煤重介質(zhì)旋流器分選、煤泥螺旋分選機分選的聯(lián)合工藝流程，煤種為無煙煤，主要產(chǎn)品為洗中塊、洗小塊、洗末煤和篩末煤等。由于市場對篩末煤的質(zhì)量要求提高，需摻配部分洗末煤，導(dǎo)致洗末煤量不能滿足需要，故需在二期預(yù)留場地內(nèi)增加末煤系統(tǒng)，系統(tǒng)處理能力650t/h。而原一期生產(chǎn)系統(tǒng)末煤(小于13mm)采用1.4mm濕法脫泥后分選，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，進(jìn)入濃縮池的煤泥量增大，生產(chǎn)用水量隨之增大，煤泥水系統(tǒng)不能滿足生產(chǎn)要求。隨著環(huán)保要求的不斷提高，因為煤泥粒度細(xì)、水分高、粘度大、利用價值低、運輸不便、綜合利用難度大，因此，煤炭生產(chǎn)系統(tǒng)更應(yīng)該從源頭著手，降低水耗、電耗，減少煤泥排放量，提高產(chǎn)品回收率，提高資源利用效率。

1原末煤分選工藝

原工藝系統(tǒng)采用1.4mm濕法脫泥，篩上物通過重介質(zhì)旋流器分選為精煤和矸石，篩下物經(jīng)過濃縮分級進(jìn)入螺旋分選機分選為末精煤和末矸石，濃縮分級的溢流進(jìn)入濃縮池，改造前具體工藝流程如圖1所示。

2新增洗末分選工藝選擇

為創(chuàng)新優(yōu)化工藝，適應(yīng)節(jié)能減排的環(huán)保新要求，探索適應(yīng)新形式下的新選煤工藝特點。經(jīng)分析本礦13mm篩分資料(表1)可以看出，原煤中末煤(小于13mm)、粉煤(小于3mm)含量都比較高，且小于0.5mm原生煤泥灰分升高，說明矸石硬度比煤小，末原煤水分小于7.0%。從浮沉資料(表2)可以看出，各粒級煤泥灰分高于該粒級平均水平，說明矸石有泥化現(xiàn)象。且3～0.5mm粒級中次生煤泥大幅度增加，因此，應(yīng)盡量減少粉煤入洗量，以降低煤泥水系統(tǒng)規(guī)模，減輕煤泥水處理壓力，從而提升原煤回收率。基于弛張篩的大量成功應(yīng)用案例，本廠大膽嘗試使用弛張篩篩分13mm以下末煤產(chǎn)品，并提前采取煤樣，做工業(yè)應(yīng)用分析，從篩分資料(表3)可以看出，弛張篩篩分效率足以滿足本礦無煙末煤篩分需求。為降低粉煤泥化現(xiàn)象，減少煤泥排放，同時也減少外用水量，確定選用3mm弛張篩干法脫粉工藝。大于3mm篩上物通過重介質(zhì)旋流器分選為精煤和矸石，小于3mm篩下物直接成為篩末煤產(chǎn)品。具體如圖2所示。

3工藝對比及節(jié)能減排分析

對比新舊末煤入洗工藝，新末煤入洗工藝極大的被簡化。主要分為三大部分:①簡化省掉了末原煤篩的篩下煤泥水處理環(huán)節(jié)。由于干法脫粉后，不加噴水和脫水環(huán)節(jié)。而弛張篩篩分后篩上與合格介質(zhì)預(yù)濕、混合后通過重介質(zhì)旋流器分選出精煤、矸石，篩下物通過刮板轉(zhuǎn)載直接成為篩末煤產(chǎn)品，也避免了末矸石泥化、次生煤泥對后續(xù)系統(tǒng)的污染;②簡化省掉了末煤泥的螺旋分選機分選環(huán)節(jié)。由于干法篩分后，末煤煤泥水系統(tǒng)只存在磁選機回收濃介后的溢流尾礦，原有的螺旋分選機再回收末煤泥已沒有存在意義，無端增加洗選成本，故在新末煤系統(tǒng)中，可通過煤泥脫水系統(tǒng)直接回收溢流尾礦;③完全簡化省掉末煤煤泥水處理環(huán)節(jié)。重介質(zhì)旋流器分選出精煤和矸石，經(jīng)脫水脫介的稀介質(zhì)通過磁選機回收后的溢流尾礦可通過管道直接引至塊煤，與塊煤系統(tǒng)磁選機溢流尾礦合并一起處理，再通過塊煤旋流器濃縮分級+弧形篩+高頻篩脫水回收，則末煤的煤泥水處理將完全省掉。對比一期工藝系統(tǒng)，同條件下，無煙煤新入洗工藝可節(jié)省設(shè)備近10臺，加之附屬的管路、桶、溜槽等若干，系統(tǒng)簡化近1/2。對新舊工藝對比計算，極大節(jié)省洗選成本，其中每年可節(jié)約電量228萬kW•h。通過干法脫粉，提前脫除粉煤，減少不必要入洗，可直接減少煤泥的產(chǎn)生量，減輕系統(tǒng)尤其是煤泥水系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，同時減少的煤泥轉(zhuǎn)化為末煤銷售，也提高了資源的回收率。在新末煤系統(tǒng)投運后，經(jīng)統(tǒng)計對比數(shù)據(jù)，生產(chǎn)洗末煤產(chǎn)生的煤泥減少量達(dá)到60%以上，按每年生產(chǎn)160萬t末煤產(chǎn)品計算，則每年可減少煤泥總量約26.67萬t。具體見表4。結(jié)合月原煤入洗量數(shù)據(jù)可得出，原工藝入洗噸末原煤產(chǎn)生煤泥為158.2kg，新工藝入洗噸末原煤產(chǎn)生煤泥為49.8kg，煤泥量減少達(dá)到60%以上。同時減少的煤泥轉(zhuǎn)化成了末煤產(chǎn)品，按照末煤價格490元/t，煤泥140元/t計算，則每年可提高效益26.67萬t×350=9334.5萬元。煤泥量的減少，也意味著生產(chǎn)用水量的減少，由表4可看出每年可減少煤泥26.67萬t，減少的煤泥是由弛張篩提前脫出成為篩末產(chǎn)品，兩者的水分差值，也就是減少的用水量;同時該工藝也省掉了粗煤泥的螺旋分選機分選環(huán)節(jié)，原螺旋分選機的精煤也部分提前轉(zhuǎn)化為篩末產(chǎn)品，同樣可算出這部分工藝減少的用水量，而本廠生產(chǎn)煤泥水分22%，螺旋分選機末煤泥水分16%，篩末煤水分7%，可算出年減少生產(chǎn)用水量為26.67萬t×15%+18.4萬t×9%=5.66萬t。

4結(jié)語

為適應(yīng)新形式下環(huán)保要求，本礦敢于創(chuàng)新，積極探索新工藝、新對策。該工藝流程的成功實踐與應(yīng)用，不僅為本礦節(jié)省了洗選成本，降低了水電耗，增加了末煤回收率，提高了經(jīng)濟效益，也為無煙煤末煤入洗工藝探索出一套更加成熟的經(jīng)驗道路。

作者:原利兵 樊俊寧 單位:晉煤集團