无烟末煤洗选工艺节能减排研究

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寺河矿选煤厂主要生产系统包括一期、二期系统，原煤洗选能力为1500万t/a，其中一期1000万t/a，二期500万t/a，二期主厂房无末煤洗选系统。生产工艺采用块煤重介质浅槽分选机分选、末煤重介质旋流器分选、煤泥螺旋分选机分选的联合工艺流程，煤种为无烟煤，主要产品为洗中块、洗小块、洗末煤和筛末煤等。由于市场对筛末煤的质量要求提高，需掺配部分洗末煤，导致洗末煤量不能满足需要，故需在二期预留场地内增加末煤系统，系统处理能力650t/h。而原一期生产系统末煤(小于13mm)采用1.4mm湿法脱泥后分选，生产工艺复杂，进入浓缩池的煤泥量增大，生产用水量随之增大，煤泥水系统不能满足生产要求。随着环保要求的不断提高，因为煤泥粒度细、水分高、粘度大、利用价值低、运输不便、综合利用难度大，因此，煤炭生产系统更应该从源头着手，降低水耗、电耗，减少煤泥排放量，提高产品回收率，提高资源利用效率。

1原末煤分选工艺

原工艺系统采用1.4mm湿法脱泥，筛上物通过重介质旋流器分选为精煤和矸石，筛下物经过浓缩分级进入螺旋分选机分选为末精煤和末矸石，浓缩分级的溢流进入浓缩池，改造前具体工艺流程如图1所示。

2新增洗末分选工艺选择

为创新优化工艺，适应节能减排的环保新要求，探索适应新形式下的新选煤工艺特点。经分析本矿13mm筛分资料(表1)可以看出，原煤中末煤(小于13mm)、粉煤(小于3mm)含量都比较高，且小于0.5mm原生煤泥灰分升高，说明矸石硬度比煤小，末原煤水分小于7.0%。从浮沉资料(表2)可以看出，各粒级煤泥灰分高于该粒级平均水平，说明矸石有泥化现象。且3～0.5mm粒级中次生煤泥大幅度增加，因此，应尽量减少粉煤入洗量，以降低煤泥水系统规模，减轻煤泥水处理压力，从而提升原煤回收率。基于弛张筛的大量成功应用案例，本厂大胆尝试使用弛张筛筛分13mm以下末煤产品，并提前采取煤样，做工业应用分析，从筛分资料(表3)可以看出，弛张筛筛分效率足以满足本矿无烟末煤筛分需求。为降低粉煤泥化现象，减少煤泥排放，同时也减少外用水量，确定选用3mm弛张筛干法脱粉工艺。大于3mm筛上物通过重介质旋流器分选为精煤和矸石，小于3mm筛下物直接成为筛末煤产品。具体如图2所示。

3工艺对比及节能减排分析

对比新旧末煤入洗工艺，新末煤入洗工艺极大的被简化。主要分为三大部分:①简化省掉了末原煤筛的筛下煤泥水处理环节。由于干法脱粉后，不加喷水和脱水环节。而弛张筛筛分后筛上与合格介质预湿、混合后通过重介质旋流器分选出精煤、矸石，筛下物通过刮板转载直接成为筛末煤产品，也避免了末矸石泥化、次生煤泥对后续系统的污染;②简化省掉了末煤泥的螺旋分选机分选环节。由于干法筛分后，末煤煤泥水系统只存在磁选机回收浓介后的溢流尾矿，原有的螺旋分选机再回收末煤泥已没有存在意义，无端增加洗选成本，故在新末煤系统中，可通过煤泥脱水系统直接回收溢流尾矿;③完全简化省掉末煤煤泥水处理环节。重介质旋流器分选出精煤和矸石，经脱水脱介的稀介质通过磁选机回收后的溢流尾矿可通过管道直接引至块煤，与块煤系统磁选机溢流尾矿合并一起处理，再通过块煤旋流器浓缩分级+弧形筛+高频筛脱水回收，则末煤的煤泥水处理将完全省掉。对比一期工艺系统，同条件下，无烟煤新入洗工艺可节省设备近10台，加之附属的管路、桶、溜槽等若干，系统简化近1/2。对新旧工艺对比计算，极大节省洗选成本，其中每年可节约电量228万kW•h。通过干法脱粉，提前脱除粉煤，减少不必要入洗，可直接减少煤泥的产生量，减轻系统尤其是煤泥水系统的负担，同时减少的煤泥转化为末煤销售，也提高了资源的回收率。在新末煤系统投运后，经统计对比数据，生产洗末煤产生的煤泥减少量达到60%以上，按每年生产160万t末煤产品计算，则每年可减少煤泥总量约26.67万t。具体见表4。结合月原煤入洗量数据可得出，原工艺入洗吨末原煤产生煤泥为158.2kg，新工艺入洗吨末原煤产生煤泥为49.8kg，煤泥量减少达到60%以上。同时减少的煤泥转化成了末煤产品，按照末煤价格490元/t，煤泥140元/t计算，则每年可提高效益26.67万t×350=9334.5万元。煤泥量的减少，也意味着生产用水量的减少，由表4可看出每年可减少煤泥26.67万t，减少的煤泥是由弛张筛提前脱出成为筛末产品，两者的水分差值，也就是减少的用水量;同时该工艺也省掉了粗煤泥的螺旋分选机分选环节，原螺旋分选机的精煤也部分提前转化为筛末产品，同样可算出这部分工艺减少的用水量，而本厂生产煤泥水分22%，螺旋分选机末煤泥水分16%，筛末煤水分7%，可算出年减少生产用水量为26.67万t×15%+18.4万t×9%=5.66万t。

4结语

为适应新形式下环保要求，本矿敢于创新，积极探索新工艺、新对策。该工艺流程的成功实践与应用，不仅为本矿节省了洗选成本，降低了水电耗，增加了末煤回收率，提高了经济效益，也为无烟煤末煤入洗工艺探索出一套更加成熟的经验道路。

作者:原利兵 樊俊宁 单位:晋煤集团