选煤工艺流程的优化设计探究

选煤工艺流程的优化设计探究

杨志永

山东博选矿物资源技术开发有限公司正通选煤厂陕西咸阳713600

摘要：针对选煤厂前期工艺设计方案中存在的介耗高、尾煤灰分低、循环水浓度高等问题，结合当前选煤工艺与设备实践的应用情况，就选煤厂所出现的问题，制定了脱介系统、煤泥处理系统的改造方案，并对指定的方案实际可行性加以分析，在采取更换矸石弧形筛和矸石脱介筛、喷水管路改造、水力分级旋流器改造以及磁选机尾矿管路改造优化等改造工作后，循环水的浓度明显降低，产品质量也得到提升，取得了显著的经济效益与社会效益。

关键词：选煤；工艺流程；优化设计

1.中国选煤生产现状研究

1.1选煤技术问题

目前中国的选煤技术工艺尚不成熟，这与中国的基本国情有关。煤炭资源作为一种传统能源，开采的历史较长，导致煤炭行业的操作习惯已形成一种固定模式，对于近年来推行的构建资源节约和环境保护型社会的响应度不高，需要改革和完善的方面较广。国内的选煤技术主要包括了重介质选煤、浮选选煤技术[1]。在技术的限制下，尾煤浓缩机内的物料堆存、选煤循环水的回收受到严重影响，技术的改进成本较高。

1.2选煤质量及效率问题

选煤工艺设计的环节复杂多样，对于大型设备的操作要求较高，选煤工作人员的机械操作不当会影响工艺的作用发挥，同时，设备型号的选择不合理，增大了操作难度，制约着选煤的效率及质量。实际煤炭企业选煤生产的过程中，检修人员工作积极性不高、责任意识不强，造成的后果就是生产质量难以达到预期效果，也会影响选煤工艺水平的提升。选煤生产缺少精细化的管理规范，导致选煤工艺落后，最终带来企业经济效益和社会效益的双重损失。

1.3资源浪费环境破坏问题

在选煤工艺的利用过程中，选煤过程和环境保护的矛盾逐渐暴露出来。选煤生产线中存在着一些不利于煤炭质量提升的问题。由于选煤生产线设计不合理，水资源被大量浪费，还会伴随选煤环节产生一定的噪声、废气、废渣、废水等有害物质，同时，这些废弃物料得不到有效处理，加重了煤炭生产企业的垃圾排放量，对环境造成了极大的破坏。SO2的排放加剧了大气污染，也是雾霾和城市酸雨的成因。

2.原煤泥处理工艺存在的问题

随着煤矿开采环境逐渐地恶化，所采用的开采方法也发生了一定改变，使得选煤厂的入料原煤出现了较大改变，末煤产品质量无法得到很好控制。

2.1在产品脱水脱介的过程中，筛板筛缝设计为1.0mm，筛分过程无法取得良好效果，很多煤炭颗粒进入到了下一段工序之中，而且筛分设备的筛面面积相对较小，使得筛分过程中物料堆积厚度较大，另外，由于稀介段的喷水装置设计欠科学，导致精煤产品之中带介比例相对较高。若加大喷水压力值，则会导致磁选设备发生翻花问题，磁选流程无法达到理想效果。因此，选煤厂选煤过程中存在介耗较大的问题。

2.2随着矿井生产需求以及矿井开采条件的改变，原煤入洗量增大的同时，煤泥含量也在增大，原有的分级旋流器处理能力不足【1】。

2.3磁选尾矿的灰分相对较低，且浓度较高，这些磁选尾矿进入到循环水之中，导致循环水的浓度偏高，这对于产品质量同样会造成不利影响。

3.改造的可行性分析

在全面分析了选煤厂的煤质相关数据信息及主厂房现有空间条件后，决定对煤泥处理系统进行改造。通过增加矸石弧形筛和矸石脱介筛解决脱介过程中物料堆积厚度较大的问题，同时对喷水管路进行改造。对分级旋流器进行改造，采用3个一组的FX710型号分级旋流器，同时对磁选机尾矿管路进行改造。

4.具体改造方案

4.1更换矸石弧形筛和矸石脱介筛

进行脱介处理工艺，主要的目标是确保绝大多数合格介质能够在此流程之中进入至合介桶之中，同时确保悬浮混合物中煤泥的含量能够达到要求。因此，在此工序中最为重要的便是筛分装置，而筛分装置的筛缝值便成为了极为关键的参数。在进行了全面的调研之后得出，增加矸石弧形筛和矸石脱介筛，使筛分过程中物料堆积厚度较大的问题得以有效解决。这样能够有效地改善介质回收效率，从而避免在二段脱介过程中脱介压力较大的问题。

4.2喷水管路改造

在脱介处理过程中，喷水所发挥的作用是非常关键的。在喷水处理过程中，喷水量及压力值，除了应当达到脱介的要求之外，确保一些介质及煤泥能够被有效去除的同时，还不能喷水过多，避免进入磁选机的物料太多，对磁选造成不利的影响。在进行分析之后，结合现场工艺情况，对喷水管进行改造，将一段与二段喷水管的位置设置为交错分布的形式，这样便可以防止出现重复喷水的问题，同时还能够有效的增加作业面积，进一步改善脱介的效果。喷水管路改造示意，如图1所示。

改造前改造后

图1喷水管路改造前后对比

4.3水力分级旋流器改造

对水力分级旋流器加以改造处理，将原有的分级旋流器改造为3个一组的型号为FX710-GT×3的水力分级旋流器组，重新加工制作分配箱、溢流箱和底流箱，重新对接管路。提高分级旋流器的处理能力，适应矿井现有生产条件。

4.4磁选机尾矿管路改造优化

由于磁选机尾矿浓度较高，如将磁选机尾矿作为循环水再次应用，会在很大程度上影响到循环水的质量，从而也会造成产品质量变差。因此，将磁选机尾矿输送至脱泥筛上作为喷水使用，这样能够提高脱泥筛脱泥效率，同时磁选机尾矿灰分和煤泥系统入料灰分较为接近，因此，对于分级作业的影响不是很大。

5.系统改造后运行测试

循环水浓度及对精煤灰分影响改造前后对比，循环水的浓度值明显减少，而且水质也更加的稳定，达到了清水洗煤的目的，产品质量也得到显著提升。

6.效益分析

6.1经济效益

经过统计，改造后，介耗由1.8kg/t降到1.21kg/t以下，按提能改造后设计入洗能力500万t/a，磁铁矿粉价格600元/t计算，每年节约介质成本（1.8-1.21）kg/t*1500000t/a&pide;1000×600元/t=177（万元）【2】。

6.2社会效益

在经过系统改造之后，精煤的分选效果进一步提升，降低了介耗，提高了煤泥处理能力，煤岩资源的利用效率进一步提升，精煤质量更加稳定，具有显著的社会效益。

结语

结合现阶段煤炭产品销售形势，消费者更加重视煤炭产品的品质，这就要求选煤厂应当进一步的改进选煤工艺与技术，确保选煤成本有效降低，保证煤炭产品质量更加稳定，增加精煤产品的比例，确保选煤厂可以达到降本增效的目标，为选煤企业赢得更多效益。

参考文献：

[1]李瑞敏.选煤厂选煤工艺的研究与优化[J].机械管理开发，2016，31（07）：142-144.

[2]付银香.动力煤选煤厂选煤工艺现状及展望[J].洁净煤技术，2015，21（06）：30-33.