四粒級選煤 選煤技術的一次革命
邯鄲洗選廠是中國自行設計安裝的第一座大型礦區(qū)型煉焦煤選煤廠,年設計能力150萬t,于1959年12月投產,50多年來,經過多次改造,技術裝備水平不斷提高。
1998年,選煤廠采用跳汰粗選一重介精選一分級浮選的聯(lián)合工藝流程,核定生產能力3.50Mt/a。隨著礦井機械化開采程度的不斷提高,入選原煤質量變差,煤泥含量升高,原工藝已無法滿足選煤廠生產,主要表現(xiàn)為精煤產率低,質量不穩(wěn)定,循環(huán)水量大。因此,選煤廠實行精細化分選,提出四粒級選煤工藝,即脫泥無壓三產品重介旋流器一CSS粗煤泥分選一直接浮選一尾煤干燥成型工藝,經過半年多的技術改造,于2011年9月正式投產使用,分為南北2個系統(tǒng),年處理量350萬t。
1四粒級選煤工藝流程及技術特點
1.1工藝流程
四粒級選煤工藝采用選前脫泥重介分選工藝,脫泥篩篩孔孔徑為1mm。50-1mm進入無壓三產品重介質旋流器,-1mm以0.4mm為分級粒度采用分級旋流器水力分級后,1.0-0.4mm粗煤泥進入CSS分選機,0.400-0.125mm細煤泥進入浮選機分選,-0.125mm較細煤泥進入浮選柱分選,浮選機、浮選柱尾煤分別進入沉降過濾離心機和壓濾成型工藝系統(tǒng),實現(xiàn)粗、細煤泥高精度分選。四粒級選煤工藝流程如圖1所示。
1.2 技術特點
四粒級選煤工藝的應用實現(xiàn)了選煤工藝的現(xiàn)代化,主要具有如下技術特點:
(1)選煤工藝精細化。1 -50mm粒級脫泥無壓三產品重介,1.0-0.4mm粗煤泥CSS分選,0.400-0.125mm煤泥浮選機分選,-0.125mm浮選柱分選,針對不同粒級的可選性,采用最合適的分選方法,縮小分選粒度范圍,真正實現(xiàn)等λ分選。
(2)控制技術數(shù)字化。工藝操作參數(shù)全部實現(xiàn)數(shù)字化控制,工藝過程全部實現(xiàn)數(shù)字化計量,生產起停車實現(xiàn)閉環(huán)PLC控制。
(3)技術裝備國際化。采用澳大利亞、美國先進設備和德國、日本先進控制技術。
(4)先進技術集成化。采用先進工藝技術、設備、現(xiàn)場檢測傳感器和控制技術。
(5)組織生產簡單化??刂啤⒁曨l、通訊、操作融為一體,為實行巡檢制創(chuàng)造了最佳條件;組建全廠工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng),搭建管理網絡平臺,建成了一套完整、技術先進、安全可靠的全廠調度監(jiān)控系統(tǒng)。
2四粒級選煤工藝運行效果
邯鄲洗選廠自2011年9月全重介工藝順利對接投產以來,經過運行,基本達到設計要求,取得較好效果。
(1)脫泥香蕉篩篩孔孔徑為1mm,無壓三產品重介質旋流器分選下限為1mm左右,大直徑旋流器分選細粒煤差的問題得到解決,提高了旋流器的分選精度。試驗證明,實際分選密度為1.481g/cm3時,精煤灰分為9.60%,中煤損失0.90%(-1.400g/cm3),矸石零損失;重介質消耗低,噸原煤介耗僅為0.65kg。
(2)CSS粗煤泥分選機分選精煤灰分穩(wěn)定,經振動弧形篩、煤泥離心機脫水后,最終精煤灰分控制在9.00%左右,為0.07,尾煤灰分達68%-83%。
(3)浮選精煤灰分在10.50%以下,浮選尾煤灰分在55%以上,浮選精煤采用隔膜快速壓濾機脫水,水分在20%以下。
四粒級選煤工藝正式投入使用以來,先后對重介系統(tǒng)、CSS粗煤泥分選機進行了單機檢查試驗,并對浮選入料分級旋流器做了大量工業(yè)試驗,確定了最佳排口比(錐比),為分級浮選后續(xù)作業(yè)創(chuàng)造了有利條件,使企業(yè)效益最大化。
2.1無壓三產品重介工藝分選效果
正常生產情況下,連續(xù)8h采集311號無壓三產品重介旋流器的入料、精煤、中煤、矸石,并對+0.5mm的311號入料、精煤、中煤、矸石進行浮沉試驗,評價其分選效果。結果表明,脫泥后的入選原煤灰分為31.85%,經無壓三產品旋流器分選后,精煤質量合格,實際產率為58.88%,數(shù)量效率達95.96%,可能偏差Epl,Ep2分別為0.025,0.055。各項指標均達到設計要求,能夠以單一懸浮液一次分選出符合質量要求的精煤、中煤、矸石3種產品。選煤廠311號無壓三產品重介質旋流器入料、產品浮沉試驗結果見表1,—段、二段分配率計算表見表2。
根據表1、表2繪制入選原煤可選性曲線及一段、二段分配曲線,具體如圖2、圖3所示。
由表1可知,除去-0.5mm煤泥的合計灰分為9.60%,從圖2可查出當灰分為9.60%時,理論精煤產率為61.36%,理論分選密度為1.495g/cm3,δ±0.1含量除去+2.0g/cm3沉矸為23.83%,屬較難選煤。經無壓三產品旋流器分選后,精煤質量合格穩(wěn)定,各項指標均達到較高水平。
無壓三產品重介質旋流器工藝效能評定結果見表3
2.2 CSS粗煤泥分選機分選效果
CSS單機檢查試驗在生產正常的情況下進行,連續(xù)8h采集CSS入料、溢流精煤、底流尾煤,并對+0.5mm入料、精煤、尾煤(+0.5mm質量分數(shù)達70%以上)進行浮沉試驗,評價其分選效果。結果表明,脫泥后的原生粗煤泥灰分為23.60%,經CSS分選后,精煤質量合格,南、北部平均精煤實際產率為81.25%,數(shù)量效率達98.52%,可能偏差Ep為0.07,說明CSS對1.0-0.5mm實現(xiàn)了精確分選。北部CSS浮沉試驗結果見表4,CSS粗煤泥主要分選指標見表5。
3四粒級選煤工藝關鍵技術及創(chuàng)新點
(1)脫泥、無壓組合工藝
前瞻性地采用選前脫泥與無壓給料工藝環(huán)節(jié)的有機結合,突破了常規(guī)的組合模式,可以充分發(fā)揮脫泥與無壓給料2種工藝類型的優(yōu)點,便于獲得較好的分選效果。
(2)原煤四粒級分選工藝
先進的選煤工藝填補了國內空白,針對邯鄲洗選廠末煤(尤其是煤泥)含量大的特點,采用了50-1mm脫泥無壓三產品重介質旋流器分選,1.0-0.4mmCSS分選,0.400-0.125mm浮選機浮選,-0.125mm浮選柱浮選的4個粒級分選工藝,理念新穎,具有前瞻性,是選煤技術發(fā)展的一次革命。
(3)煤泥兩級濃縮兩級回收聯(lián)合工藝
浮選機尾礦進入702號濃縮機,浮選柱尾礦進入703號濃縮機,粗細煤泥分別回收,回收粗顆粒尾煤摻入中煤產品,充分發(fā)揮了沉降過濾離心機和尾煤壓濾機各自的優(yōu)勢,減少了煤泥落地量,既提高了企業(yè)經濟效益,又減輕了環(huán)境污染。
4結語
四粒級選煤工藝自2011年9月在邯鄲洗選廠一次試車成功以來,各項工藝技術指標均達到設計要求。新工藝的投入使用極大地提高了邯鄲洗選廠的生產工藝技術水平,簡化了生產工藝,提高了分選效果,合理利用了寶貴的煤炭資源,具有顯著的經濟效益和社會效益。四粒級選煤工藝實現(xiàn)了煤炭分選過程的精細化,填補了國內空白,對入選原煤煤質波動大、煤泥含量高的煉焦煤選煤廠有很強的適用性和針對性,具有推廣價值。
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