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1、望峰岗选煤厂煤泥重介系统改造及工艺分析陈雷宏淮南矿业集团选煤分公司 安徽 淮南 232046摘 要：本文介绍了煤泥重介质旋流器的发展背景及目前使用情况，对望峰岗选煤厂煤泥重介系统改造情况进行了叙述，并提出一些关于煤泥重介系统工艺搭配的建议。关键词：煤泥重介质旋流器；选煤工艺；发展概况；1 煤泥重介质旋流器的发展背景现阶段在我国的选煤厂设计中，比较现实的、有效的煤泥分选设备，主要有三种：螺旋分选机；煤泥重介质旋流器；各类浮选机和微泡浮选柱。对于动力煤选煤厂来说，考虑到经济效益与投入产出比，很少使用煤泥重介质旋流器和浮选机对煤泥进行分选。一般都是采用螺旋分选机进行煤泥粗选。目前几乎所有炼焦煤选煤厂
2、都设计有浮选机进行煤泥分选，相对于螺旋分选机和煤泥重介质旋流器来说，浮选机的主要优势在于其可以对分选上限以下的全部粒级进行精确分选，不会造成过量的精煤损失，该优势是其余煤泥分选设备无法媲美的。而炼焦煤选煤厂最重要的一点也就是对精煤产率的无限追求，以达到利益最大化。随着这些年大型无压重介质旋流器的发展，选煤精度已经达到了空前的理想，作为炼焦煤选煤厂来说，最初设计的无压三产品重介质旋流器与浮选机的配合也让我们选煤行业达到了一个理想的顶峰。但是随着主洗旋流器的单机处理能力不断提高，这种搭配也就很难再满足目前的产品质量要求。一边是不断追求的单机高处理能力，一边是两种分选设备分选粒度区间不能接轨，在这种
3、特殊的环境下，就出现了无压三产品重介旋流器+煤泥重介质旋流器+浮选机三种分选设备联合使用的选煤工艺搭配。2 煤泥重介质旋流器的发展历史煤泥的重介质旋流器分选并非是新时期出现的一个新概念，该工艺在南非、美国、澳大利亚、比利时等国都曾使用。南非的Greenside Colliery粉煤重介质分选厂运转了18年，实践证明尽管该工艺管理难度较大，但却是当时可以获得灰分为7的低灰精煤的惟一方法。另外美国Homer City和澳大利亚的 Curragh也有几个比较有名的粉煤重介质分选厂。在比利时，最早的Tertre粉煤重介质分选厂建于1957年。目前我国重介质旋流器选煤的研究与利用已居世界前列，近几年来煤
4、泥重介旋流器配合大直径重介质旋流器分选煤泥的工艺被很多选煤厂采用。3 煤泥重介质旋流器发展情况分析煤泥重介质旋流器虽然出现很早，也曾经辉煌一时，但是也曾一度被遗忘，是因为在当时选煤行业的发展情况下，人们对于可选性差的煤都无法进行有效的质量控制，更别说追求数量效率了。在当今选煤行业发展中，高粒度范围和高处理能力重介质分选设备已经得到大规模的应用和认可，在如此特殊的时期，需要煤泥重介质旋流器配合生产的需求也就显得更为迫切。煤泥重介质旋流器能够再次受到重视的原因主要有以下几点：(1) 可以配合重介质旋流器与浮选机，组成完善的生产系统(2) 除此设备以外，也很难找出更为合适的设备进行搭配(3) 配套主
5、洗重介质旋流器，无需单独配备介质制备和回收工艺(4) 高效的介质制备工艺能够与其进行合理搭配(5) 更为高效的介质回收设备及工艺已经普及(6) 属物理方法，与浮选相比，处理氧化煤或风化煤效果也很理想(7) 由于是按密度分选，对细粒黄铁矿硫的脱除具有优势4 限制煤泥重介质旋流器分选技术发展的原因分析(1)还不能配合主洗设备组成完善的生产系统。由于介质本身的粒度分布，因此煤泥重介选具有一定的分选粒度下限，后续的分选依然需要浮选完成。当主洗设备分选粒度下限能够与浮选机分选上限重叠时，也就失去了煤泥重介质旋流器使用的意义。（2）微细介质的高效脱除与净化回收存在问题，介质损耗较大。 煤泥重介质分选中，介
6、质粒度是非常重要的因素。当加重质粒度微小，而被分选的煤泥粒度较粗(一般10倍以上)时，重悬浮液在一定的固体浓度范围之内可被看做是真重液。为使重悬浮液保持均匀和稳定所施加的机械扰动或定向流对在其中分选的煤粒的影响不大。但是当煤的粒度逐渐接近加重质的粒度时，干扰沉降的效应开始起作用。所以随着入选煤泥粒度的减小，分选精度会明显降低，特别是0.5mm）物料已经由主洗设备分选过，质量满足产品要求，可以直接进行回收并作为精煤产品，固没有必要再由下道工序（浮选机）进行二次分选。另外一部分是精煤弧形筛分流产品，所以粗精煤泥的灰分受精煤弧形筛分流产品的影响很大（工艺中很难将大量高灰细泥脱除，这部分细泥混入产品影
7、响粗精煤泥灰分）。煤泥重介旋流器的使用就是甩掉分流煤泥中的部分高灰物料，以达到降灰的目的。改造前工艺介绍：望峰岗选煤厂从2008年新厂正式生产以来，就一直使用煤泥重介系统。分别为两个系统，各有直径为450mm和350mm的煤泥重介质旋流器一个，使用压力要求见表1，初始设计工艺可参照图1。表1 煤泥重介旋流器压力要求旋流器型号压力大端直径350mm0.200.24mpa大端直径450mm0.300.32mpa初期效果：煤泥重介系统运行初期，主要表现是粗精煤泥灰分过高（平均灰分超12.3%，偶尔出现超15%），对总精煤灰分影响很大。原因分析：表2为望峰岗选煤厂某次煤泥重介旋流器实验数据, 表3为一
8、组精煤泥旋流器效果试验数据。系统分析：从试验数据表2中入料数据可见，主洗设备（无压三产品重介质旋流器，型号：3DMC14001000A）对于0.5-0.3mm物料分选精度不高，对于0.20.3mm物料分选效果较差，对于0.2mm以下的物料几乎没有分选效果，但是从我厂对产品质量的要求来看，主洗设备对0.5mm以下物料的分选效果均满足不了要求，需要由后续工序进行二次分选。另外从入料的粒度组成来看，-0.125mm物料占64.44%，所占比例很大，且这部分物料几乎是没有被分选的，从而说明工艺设计中对这部分物料的脱除显得尤为重要。煤泥重介旋流器使用效果分析：从表2中溢流数据可见煤泥重介旋流器的分选效果
9、比较明显，其中主要体现在对0.2mm物料的分选，但是溢流产品总灰较入料只下降2.02%，这是因为分选物料主要集中粒度级在-0.125mm，这部分物料煤泥重介旋流器也是没有分选效果的。表2 望峰岗选煤厂煤泥重介旋流器实验（密度为1.20 Kg/L）项目入料 总灰:28.34%溢流 总灰:26.11%底流 总灰:40.05%粒度mm产率%灰分%产率%灰分%产率%灰分%1-0.54.979.396.606.4523.2118.540.5-0.312.1212.1610.809.2213.8723.240.3-0.214.5814.4210.669.1415.5229.930.2-0.151.3117
10、.182.8811.050.1841.300.15-0.1252.5816.792.9711.062.9342.53-0.12564.4436.5466.0835.0844.2959.88合计100.0028.25100.0026.23100.0040.01精煤泥旋流器使用效果分析：精煤泥旋流器的使用，主要起到分级浓缩的作用，有利于提高离心机入料浓度，从而降低产品水分。表3 精煤泥旋流器试验数据表项目入料 溢流 底流 粒度mm产率%灰分%产率%灰分%产率%灰分%1-0.55.469.396.9616.4516.359.540.5-0.315.8112.1612.7319.2235.5110.2
11、40.3-0.217.714.4212.0319.1410.0313.230.2-0.1510.417.1817.1721.0514.3815.30.15-0.12515.7716.7918.7523.0614.719.53-0.12534.8636.5432.3632.089.0334.88合计10022.1610024.2110014.74分析：分级浓缩旋流器在分级浓缩的同时按密度分选效果也很明显，入料中高密度细颗粒所占比例接近70%，分选作用表现明显时，很大部分高密度高灰颗粒进入底流，而很大程度上影响了产品灰分。从上表中数据可见，在底流产品中有一部分-0.125mm物料其灰分很高，只有有
12、效的将这一部分物料分离出去，才能控制粗精煤泥灰分到理想值。另外作为精煤产品的一部分，底流产品14.74%的灰分很大程度影响总精煤灰分，对重介精煤和浮选精煤的的稳定性是很大的考验。其他分析：经过分级浓缩旋流器的作用后，底流产品浓度大幅提升（300g/l以上），使得底流产品中的高灰细泥更难通过弧形筛的分级而脱离出来，由于浓度过大，离心机脱泥效果也不理想。另外在工艺设计中离心机的离心液都设计为系统内部循环，这部分高灰细泥一直在整个粗精煤泥系统内循环，导致产品灰分过高。改造：经过一段时间摸索后，逐步对粗精煤泥系统进行改造，改后局部工艺流程图如图2。除了对局部工艺进行改造，还包括：（1）操作制度的完善（
13、2）部分筛分设备筛分参数的调整（3）弧形筛脱泥效果的监督和控制图2 煤泥重介工艺改后局部工艺流程图改造后成果：通过操作经验的摸索和各项制度的完善，到目前我厂粗精煤泥的灰分控制在10.5%以下，且稳定率达到95%以上。6 目前煤泥重介工艺存在的问题及建议（1）目前各炼焦煤选煤厂逐步被迫重视煤泥重介系统，且工艺设计比较统一，从望峰岗选煤厂的使用经验上来看，仍然存在一些需要解决的问题：弧形筛分流控制。弧形筛筛下物料部分分流作为煤泥重介旋流器的入料。分流的主要目的是去除系统中过量的煤泥，保证悬浮液的稳定。实际生产中对于分流量的把握一直是一个技术难题，很难找到一个明确的标尺来确定分流量的大小。密度控制的问题。煤泥重介旋流器的使用要求按照规定的密度和压力，因为煤泥重介来料是主洗旋流器溢流产物，来料密度较低，若需求用较高密度分选，设计中要考虑向煤泥重介系统补介，目前煤泥重介系统的设计很难做到对该密度的灵活调整。压力与密度的取舍问题。目前在现实的煤泥重介旋流器使用中，在煤质变化较大（指原煤中煤泥量过小时）几乎都存在来料难以满足旋流器
