煤泥重介工艺在无烟煤分选中的应用实践

原志芳

（山西阳城阳泰集团屯城煤业有限公司，山西 晋城 048100）

山西阳城阳泰集团屯城煤业选煤厂煤源全部来自屯城煤业矿井，洗选煤种为无烟煤，年入选原煤60 万t，日处理原煤1 818.18 t。选煤厂采用100～13 mm 级原煤重介浅槽分选，末煤采用有压两产品重介旋流器分选，煤泥“浓缩+压滤”的选煤方法。选煤厂＆lt;13 mm 粒级中细粒级煤含量大，灰分高，选煤工艺中未设有粗煤泥分选，煤泥产品产量较大，灰分偏低，发热量高，设计采用煤泥重介工艺[1-6]，可以回收精煤，另外还能有效降低尾煤产量。

2.1 煤泥重介分选法

当前选煤厂常用小直径煤泥重介旋流器，兼具分选和分级作用，以分选为主，主要去除高密度物和-2 μm 黏土矿物。原煤经过重介旋流器分选，主洗精煤（旋流器溢流）经过弧形筛后进入精煤脱介筛，弧形筛筛下合格悬浮液进入分流箱，一部分去合格介质桶，另一部分并不按照常规工艺去稀介质桶，而是进入一调浆桶，补加部分介质和水，采用泵将其提升至煤泥重介旋流器设备分选。煤泥重介旋流器溢流、底流到各自的磁选机，磁选机的精矿为磁铁矿粉，再经过一分流箱，一部分返回调浆桶，另一部分去主洗的合格介质桶。溢流磁选机的尾矿为低灰煤，经弧形筛和高频筛（或煤泥离心机）脱水后得到精煤泥。底流磁选机的磁尾为高灰煤泥，去煤泥水处理系统进行处理。

2.2 分选方案的确定

屯城煤业选煤厂当前主要是对3#煤层进行洗选，可选性等级为较难选。3#煤低硫，采用重介分选系统对低硫煤进行洗选，可以分选得到冶金用精煤，不仅可以提高精煤产率，还能有效降低分选下限。

3.1 煤质分析

屯城煤业选煤厂3#煤层末原煤粒度组成情况见表1，末原煤中粗细粒级较高。

表1 3#煤层末原煤粒度组成情况

3.2 工艺及设备选择

屯城煤业3#煤层的末原煤＆lt;3 mm 粒级含量过高会直接影响到煤泥处理，该选煤厂采用UFDB30100 型双层弛张筛对洗末系统进行3 mm 干法脱粉。但从生产实践过程可知，原煤水分会影响到脱粉效率。分析可知当3#煤末原煤水分≥7%时脱粉效率为28%，从这一数据可知有大量＆lt;3 mm粒级粗煤泥进入重介质旋流器，造成了大量的资源浪费。

当3#煤层末原煤水分＆lt;7%时，进入末煤重介系统中＆lt;3 mm 粒级粗煤泥量为135 t/h；
当3#煤层末原煤水分≥7%时，进入末煤重介系统中＆lt;3 mm粒级粗煤泥量从之前135 t/h 增大至245 t/h，增幅达81.5%。针对这一情况，设计增加煤泥重介工艺环节对粗煤泥进行分选，从而可以有效提高精煤产率。

煤泥重介工艺中选用2 台S-FHMC40 型煤泥重介质旋流器，设备参数：入料粒度＆lt;3 mm；
设计处理能力为480 m3/t；
入料压力240 kPa；
入料口尺寸为36 mm×36 mm，锥角为20°。

对屯城煤业选煤厂以往粗煤泥重介分选方案进行改进设计后，系统工艺流程如图1 所示。该系统主要对屯城煤业3#煤层末原煤及次生煤泥进行处理。末原煤经干法脱粉后，＆lt;13 mm 粒级原煤进入到三产品重介质旋流器，精煤脱介弧形筛筛下合格介质直接进入煤泥合格介质桶，采用DMAC-III 型重介工艺参数自动测控系统控制煤泥重介分选合格介质分选密度及相关参数。煤泥合格介质桶物料的处理分成两大部分，一部分返回主选系统，一部分由泵输送至S-FHMC40 型重介质旋流器。旋流器溢流经弧形筛预脱水后，筛上物经离心脱水机脱水；
旋流器底流至粉矸石浓缩机，经弧形筛预脱水和高频筛脱水后，矸石排放。

图1 粗煤泥重介分选方案改进后系统工艺流程示意图

3.3 介质分流设置

从图1 可知，合格介质经煤泥合格介质桶分流后进入煤泥重介质旋流器，该工艺流程无法实现精煤泥的全部煤泥重介质分选，需要对煤泥重介系统入料量、去主选系统合格介质分流量进行有效平衡，从而实现提高选煤厂精煤产率的目的。

针对这一情况，屯城煤业选煤厂设计重介质选煤液位协调新型控制方式，对重介质液位进行有效控制。具体方案：在煤泥合格介质桶下设煤泥重介系统入料泵+1 台变频介质转排泵，将分流合格介质转排至原煤合格介质桶。该设计方案使煤泥合格介质桶具有煤泥重介入料桶和大容量分流桶双重功能，利用变频介质转排泵可以有效解决煤泥重介系统入料量和去主选系统合格介质分流量两者分配不均衡问题。

在屯城煤业选煤厂生产中，通过优先调节变频介质转排泵的流量，保障原煤合格介质桶运行液位。如通过调节变频介质转排泵的流量仍然无法实现原煤合格介质桶低液位运行，还可采用补加介质方法维持液位，此时则能实现原煤合格介质桶低液位运行且能保障煤泥重介系统的正常运行。

煤泥重介质旋流器入料及小筛分数据分析显示：入料中＆gt;0.5 mm 粒级物料含量27.55%，末煤脱介筛缝为1 mm，入料粒度1～0.5 mm 之间，为有效分选粒级；
入料中＆lt;0.045 mm 粒级含量43.58%，灰分45.50%，无法实现有效分选；
溢流灰分为27.46%，对比入料灰分32.94%的数值溢流灰分降低5.48%，若脱除＆lt;0.045 mm 粒级物料，溢流灰分为10.91%，产率为41.77%，实现精煤质量要求。

屯城煤业选煤厂末煤重介系统工艺中采用离心脱水机脱水，入料有效回收下限0.045 mm，能对溢流＆lt;0.045 mm 高灰细泥脱除。生产实践表明，粗精煤泥灰分＆lt;15%，水分＆lt;6%，满足精煤掺配要求。

屯城煤业选煤厂3#末煤重介系统工艺煤泥重介系统投入应用后，对2022 年第一季度的生产情况进行统计，对比2021 年第四季度选煤厂精煤产量增加0.85 万t，平均精煤产率提高3.8%，可产生经济效益2500 万元。

屯城煤业选煤厂在3#末煤重介系统工艺流程中增设了煤泥重介工艺，在3#末煤重介系统工艺流程中通过合理设置合格介质分流系统保障了生产系统的稳定运行，沉降过滤式离心机的应用实现了粗精煤泥的提质降灰，取得较好的效果。

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