礦業(yè)選煤廠的工藝設(shè)計(jì)

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1洗選方式

1.1塊煤預(yù)分選

塊煤(＞50mm粒級(jí))預(yù)分選的目的是排除原煤中的大塊矸石，從根本上解決人工手選勞動(dòng)強(qiáng)度大的問(wèn)題。煤質(zhì)好時(shí)，入選原煤可不進(jìn)入主廠房分選，經(jīng)過(guò)排矸后直接作為外銷產(chǎn)品。對(duì)于可選性為易選的原煤而言，動(dòng)篩跳汰排矸和重介淺槽排矸兩種方法均可選用，但兩者在實(shí)際使用過(guò)程中存在差異。動(dòng)篩跳汰機(jī)主要用于排除大塊煤中的矸石，具有工藝簡(jiǎn)單、用水量少、生產(chǎn)成本低的優(yōu)點(diǎn)，但該設(shè)備有效分選精度低于重介淺槽分選機(jī)，且存在矸石帶煤?jiǎn)栴}。重介淺槽分選機(jī)是利用煤和矸石密度不同使其在相對(duì)靜止(非脈動(dòng)水流)的重介懸浮液中分層的設(shè)備，由于重介淺槽分選機(jī)分選過(guò)程中煤和矸石在懸浮液中停留時(shí)間很短(大約是普通跳汰機(jī)的1/5～1/8，動(dòng)篩跳汰機(jī)的1/2～1/3)，且煤和矸石在設(shè)備內(nèi)運(yùn)動(dòng)十分平穩(wěn)，可以認(rèn)為是相對(duì)靜態(tài)分選，因此煤和矸石在懸浮液中很少相互擠壓摩擦，最大限度地提高了設(shè)備分選精度，減輕分選作業(yè)中產(chǎn)生的次生煤泥量，所以該廠選用淺槽分選機(jī)對(duì)塊原煤進(jìn)行預(yù)分選。＞50mm粒級(jí)塊原煤采用重介淺槽分選機(jī)預(yù)分選，當(dāng)煤質(zhì)較好時(shí)，預(yù)分選后的產(chǎn)品即可滿足市場(chǎng)需求，直接作為產(chǎn)品;當(dāng)煤質(zhì)較差時(shí)，預(yù)分選后的產(chǎn)品采用無(wú)壓三產(chǎn)品重介旋流器分選+煤泥浮選的聯(lián)合工藝分選。

1.2末煤分選

1.2.150～0.5mm末煤分選

當(dāng)煤質(zhì)較差，預(yù)分選后的產(chǎn)品達(dá)不到質(zhì)量要求時(shí)，需對(duì)＜50mm粒級(jí)原煤進(jìn)行再選。由于入選原煤為稀缺煤，為了最大限度地提高精煤產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益，需要對(duì)煤泥進(jìn)行分選，即末煤的分選下限為0mm。富城礦業(yè)選煤廠原煤篩分試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。由表1可知，入選原煤中6～3mm粒級(jí)產(chǎn)率為14.03%，3～0.5mm粒級(jí)產(chǎn)率為27.48%，＜0.5mm粒級(jí)產(chǎn)率為13.51%，細(xì)粒級(jí)含量較高。若采用跳汰分選工藝，物料透篩嚴(yán)重，在分選過(guò)程中勢(shì)必造成大量精煤損失;若采用有壓三產(chǎn)品重介旋流器分選工藝，原煤在懸浮液中浸泡后經(jīng)離心泵葉輪撞擊和管道運(yùn)輸，必然產(chǎn)生大量煤泥，煤泥含量的增高將導(dǎo)致綜合精煤產(chǎn)量降低，生產(chǎn)成本增加。故采用無(wú)壓三產(chǎn)品重介旋流器對(duì)50～0.5mm粒級(jí)原煤進(jìn)行分選。

1.2.2細(xì)煤泥(＜0.5mm)浮選

針對(duì)入選原煤煤質(zhì)多變的特點(diǎn)，該廠采用對(duì)煤質(zhì)波動(dòng)具有很強(qiáng)適應(yīng)能力的機(jī)械攪拌式浮選機(jī)對(duì)細(xì)煤泥(＜0.5mm)進(jìn)行分選。機(jī)械攪拌式浮選機(jī)雙層傘形葉輪、定子及假底上的穩(wěn)流板組合有利于浮選，槽內(nèi)下部的劇烈攪拌可促進(jìn)氣泡礦化;上部液面平穩(wěn)，能加強(qiáng)精煤二次富集，有利于提高設(shè)備處理能力和浮選選擇性。噴射式浮選機(jī)是一種微泡浮選設(shè)備，由于循環(huán)泵葉輪的猛烈攪拌、噴射乳化，充氣煤漿高速撞擊器壁后氣泡粉碎程度較高，不利于氣泡礦化，常出現(xiàn)尾煤灰分偏低的情況，因此該設(shè)備不適合對(duì)細(xì)煤泥浮選。由于該廠原生煤泥含量較高，為簡(jiǎn)化工藝流程，末煤分選采用選前不脫泥無(wú)壓三產(chǎn)品重旋流器分選+機(jī)械攪拌式浮選機(jī)浮選的聯(lián)合工藝。

2工藝流程

(1)原煤準(zhǔn)備。入選原煤經(jīng)篩分、排矸、破碎后，＞50mm粒級(jí)塊煤由重介淺槽分選，淺槽精煤脫介、脫水后破碎至50mm以下，與篩下脫水末煤一起由帶式輸送機(jī)運(yùn)至原煤倉(cāng)，矸石產(chǎn)品脫介、脫水后作為最終產(chǎn)品進(jìn)入矸石倉(cāng)。原煤倉(cāng)內(nèi)的產(chǎn)品既可作為商品煤外銷，也可由帶式輸送機(jī)運(yùn)至主廠房由無(wú)壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選。

(2)主選工藝。重介旋流器分選的精煤、中煤、矸石分別經(jīng)各自系統(tǒng)的弧形篩、脫介篩、離心機(jī)脫介、脫水后，作為最終產(chǎn)品進(jìn)倉(cāng)儲(chǔ)存。精煤部分的煤泥水回收粗煤泥后進(jìn)入浮選機(jī)浮選，浮選機(jī)采用3+2布置形式(煤質(zhì)好時(shí)，開(kāi)前3室即可;煤質(zhì)不好時(shí)，5室全開(kāi))。當(dāng)中煤部分的煤泥水灰分達(dá)到入浮要求時(shí)，將這部分煤泥水與精煤部分煤泥水一并處理，以增加綜合精煤產(chǎn)率。

(3)產(chǎn)品脫水脫介。重介分選后的產(chǎn)品進(jìn)行預(yù)先脫介及脫介、脫水、分級(jí)，考慮到脫介、脫水、分級(jí)效果，脫介篩均采用相同處理能力中長(zhǎng)度較長(zhǎng)的設(shè)備。篩下物料采用先進(jìn)的臥式振動(dòng)離心脫水機(jī)脫水，浮選精煤采用臥式沉降過(guò)濾離心脫水機(jī)和快開(kāi)壓濾機(jī)聯(lián)合脫水，最大限度地回收精煤;浮選尾煤及高灰煤泥水采用濃縮、壓濾處理，確保洗水閉路循環(huán)。

(4)介質(zhì)添加及回收。介質(zhì)采用合格磁鐵礦粉加水配置而成，由泵打入分選設(shè)備。塊煤系統(tǒng)中精煤預(yù)先脫介、分流(通過(guò)調(diào)節(jié)分流量確保介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定)，精煤脫介后的合格介質(zhì)與矸石合格介質(zhì)一起進(jìn)入合介桶循環(huán)使用，稀介與矸石稀介一起進(jìn)入磁選機(jī)凈化回收;末煤系統(tǒng)中精煤同樣預(yù)先脫介、分流，精煤、中煤、矸石脫介后的合格介質(zhì)進(jìn)入合介桶循環(huán)使用，稀介分別進(jìn)入各自對(duì)應(yīng)的磁選機(jī)凈化回收。

(5)粗煤泥回收。精煤磁選尾礦由分級(jí)旋流器、振動(dòng)弧形篩、煤泥離心機(jī)聯(lián)合處理，產(chǎn)品摻入精煤;塊煤磁選尾礦及中煤磁選尾礦由分級(jí)旋流器、高頻篩聯(lián)合處理，產(chǎn)品摻入中煤;矸石磁選尾礦及矸石離心機(jī)離心液由振動(dòng)弧形篩及矸石脫介篩聯(lián)合處理，產(chǎn)品摻入矸石。當(dāng)只開(kāi)塊煤系統(tǒng)時(shí)，塊煤系統(tǒng)的粗煤泥可由塊煤系統(tǒng)的分級(jí)旋流器、振動(dòng)弧形篩、煤泥離心機(jī)聯(lián)合處理。

(6)工藝布置。原煤準(zhǔn)備車間采用階梯形布置形式，各工藝設(shè)備間銜接緊密，生產(chǎn)管理方便;主廠房采用大廳式布置形式，脫介篩、壓濾機(jī)、浮選機(jī)等大型設(shè)備均布置在同一層，統(tǒng)一由大型橋式起重機(jī)提升，設(shè)備吊裝、檢修方便。

3特點(diǎn)

富城礦業(yè)選煤廠工藝流程具有“設(shè)計(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)、系統(tǒng)可靠、靈活高效、整體配套、管理方便”的特點(diǎn)，具體如下:(1)工藝流程和環(huán)節(jié)設(shè)置先進(jìn)、合理、可靠。設(shè)計(jì)采用先進(jìn)的重介分選技術(shù)，大大提高了分選精度和分選效率，浮選機(jī)采用3+2布置模式，可適應(yīng)不同煤質(zhì)的要求，煤泥回收環(huán)節(jié)高效可靠，有效遏制了“跑粗”現(xiàn)象。(2)充分考慮了入選原煤煤質(zhì)波動(dòng)的問(wèn)題及當(dāng)?shù)孛禾渴袌?chǎng)供需情況，原煤既可單純由重介淺槽排矸，又可進(jìn)入主廠房全級(jí)入選;在煤質(zhì)較好時(shí)，能夠確保大塊原煤的分選效果，簡(jiǎn)化了工藝流程。(3)主要設(shè)備技術(shù)先進(jìn)、生產(chǎn)可靠，保證了分選、分級(jí)、脫水、脫介效果，提高了系統(tǒng)可靠性和高效性;各工藝設(shè)備銜接緊密，生產(chǎn)管理方便，廠房?jī)?nèi)的大型設(shè)備均可采用橋式起重機(jī)提升，設(shè)備檢修、維護(hù)十分方便。(4)原煤分選、產(chǎn)品脫介脫水、介質(zhì)回收、粗煤泥回收、浮選精煤脫水、浮選尾煤壓濾等環(huán)節(jié)采用自流形式，工藝布置緊湊，中間轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)少，既節(jié)省了空間，又降低了能耗。(5)地面工藝系統(tǒng)布局合理、布置簡(jiǎn)潔，煤流順暢，功能分區(qū)明確，能夠滿足選煤廠大規(guī)模生產(chǎn)的要求，并充分考慮了全廠的安全生產(chǎn)。

4結(jié)語(yǔ)

富城礦業(yè)選煤廠工藝設(shè)計(jì)充分考慮了礦井煤質(zhì)特點(diǎn)及市場(chǎng)供需情況，選煤方法得當(dāng)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)合理、工藝流程先進(jìn)、設(shè)備選型準(zhǔn)確、工藝布置緊湊、系統(tǒng)靈活、管理方便，體現(xiàn)了最新的設(shè)計(jì)理念，符合煤炭加工利用的總體要求。

本文作者：李以峰 單位：新疆龍煤能源有限責(zé)任公司