脆易碎大粉煤量贫瘦煤种洗选加工的工艺设计

田会卿

田会卿

（郑煤集团裴沟精煤有限公司河南新密452370）

中图分类号：TD821文献标识码：A文章编号：1673-0992（2011）07-0000-01摘要：在详细分析煤质资料及产品结构的基础上，对裴沟精煤有限公司选煤厂的选煤方法、产品结构、工艺流程等方面进行了精心的设计。该方案符合郑州矿区煤炭加工与综合利用整体发展规划，同时也为矿区后续选煤厂的建设提供了宝贵的思路。

关键词：煤质特征产品结构选煤方法工艺设计

郑煤集团裴沟矿始建于1960年，原设计能力0.60Mt/a，1966年投产，经过近几年的扩建、技改后，产能达到1.50Mt/a，目前实际产量约2.00Mt/a。对周边小煤窑资源整合后，整体产能将提高到2.40Mt/a。矿井目前开采的对象是二迭系山西组二1煤层，系特低硫、中低磷、低灰至中灰、高热值的贫煤、贫瘦煤。

为了提高产品质量、增加产品的市场竞争力、提高企业的经济效益和社会效益，郑煤集团决定建设一座与矿井能力相适应的选煤厂，并成立了裴沟精煤有限公司。

1煤质特征及可选性

1.1煤质特征

该煤层原煤多呈松散的粉末状及鳞片状，疏松易碎，少量为块状，采用哈特葛罗法测得二1煤层可磨指数（HGI）为106—180，平均132，属极易磨煤。具体具体筛分和浮沉资料见表1、表2、表3及表4。

由煤质资料综合分析可以看出：

1)原煤粒度较细，主导粒级为3-0.5mm粒级及-0.5mmm粒级，分别占32.80%及28.33%，在选择工艺流程时应特别注意提高细粒级的分选精度。

2)+0.5mm各粒级原煤灰分随粒度的减小，呈现明显降低趋势；而-0.5mm各粒级的灰分则较均匀。说明高灰分的矸石和低灰分的净煤具有显著的脆性差异：矸石较硬，净煤脆而易碎。

3)+50mm大块占总样的6.33%，而其中纯矸石占总样的5.24%，为高含矸煤。

4)原生煤泥中-0.045mm粒级灰分与-0.50mm总体灰分相近，且为所有各粒级中灰分最低的粒度级，显示了典型的净煤脆性粉碎的结果。

5)煤的泥化试验研究结论：该煤种是不易泥化煤，只是其中净煤部分特别易碎。

1.2原煤可选性分析

分选密度＜1.50kg/L时，±0.1含量＞40.00%,属于极难选煤。

分选密度等于1.50kg/L时，±0.1含量为43.29%,属于极难选煤。

分选密度等于1.60kg/L时，±0.1含量为15.00%,属于中等可选煤。

分选密度＞1.70kg/L时，±0.1含量＜10.00%,属于易选煤。

贫瘦煤作为炼焦配煤，灰分一般为9-12%。贫瘦煤作为喷吹用煤的国家标准，灰分为8-13.50%。当确定洗精煤灰分≤11%时，理论分选密度在1.60kg/L左右，±0.1含量为15.00%,属于中等可选煤。

2产品结构

1）洗精煤：灰分Ad≤11%，硫分St,d＜0.5%,粒度50-0mm，作为高炉喷吹或少量的炼焦配煤用。

2)洗中煤：灰分Ad＞35%，粒度50-0mm，供电厂。

3）煤泥：灰分Ad＞40%，供电厂。

3选煤方法

立足选煤厂建设的先进性、科学性、合理性、运行可靠性的原则，选煤方法采用目前应用成熟的重介质选煤技术及其配套工艺。+50mm块煤经破碎筛分、预先脱泥后，50-0.5mm原煤采用无压给料三产品重介旋流器分选。-0.5mm粒级经分级旋流器分级后，0.5-0.25mm粒级煤泥经TBS分选。0.25-0mm细煤泥用浮选机浮选，尾煤浓缩后压滤。

4工艺流程

根据所确定的选煤方法，确定选煤厂相关工艺环节为：原煤准备、原煤脱泥、原煤重介主选、重介产品脱水脱介、介质回收、粗煤泥分选、粗煤泥回收、煤泥浮选、浮选精煤脱水、两段煤泥水处理系统、介质添加。

流程的显著特点是设置了原煤脱泥及粗煤泥分选系统，针对原煤易粉碎、煤泥量大的特点，选前脱泥有利于介质密度控制和脱介，提高了分选精度，降低了加工成本。粗煤泥分选系统一方面可以提高原煤重介入选物料下限、降低重介系统的介耗，提高重介系统的分选效果和精度，另一方面可以降低浮选入料量，降低全厂的运行成本，又提高了精煤和中煤的产量，增加了经济效益。采用无压给料三产品重介质旋流器，可以同时出精煤、中煤和矸石三种产品，系统简化、分选精度高。

工艺流程简图：

原煤

筛分

破碎

-50mm粒级

+50mm粒级

脱泥

50-0.5mm粒级

无压三产品重介旋流器

-0.5mm粒级

0.5-0.25mm粒级

-0.25mm粒级

分级旋流器

浮选机

TBS分选

矸石

中煤

精煤

脱介筛

脱介筛

脱介筛

矸石

离心机

离心机

中煤

精煤

粗精煤

粗中煤

浮选精煤

浮选尾煤

两段浓缩

5设备选型

主要设备选用原装进口设备：如无压给料三产品重介旋流器、脱介筛、浮选机、分级旋流器、弧形筛、加压过滤机、离心机、圆盘给料机、沉降过滤离心机、压滤机、两段浓缩机等；本着节约增效的目的，磁选机采用国内组装的设备。同时，考虑到设备通用性，设备型号、规格尽量相同，减少备品、备件数量，优化维护和管理工作。

6主要设计特点

1）裴沟二1煤层煤质软、极易粉碎、煤泥量大，实际进入重介系统的煤泥量可能会超过50%。针对该煤种的这个特点，设计采用了洗前脱泥的工艺方法，这有利于介质密度控制和脱介，提高分选精度，降低加工成本。

2）因为该煤种次生煤泥量大，本设计采用无压重介旋流器分选，避免有压入料造成的大量煤泥。

2）煤泥采用了粗、细煤泥分级洗选的设计理念，粗煤泥（0.5-0.25mm）螺旋分选，细煤泥（0.25-0mm）浮选,0.5-0.25mm部分螺旋尾煤视其质量可掺入粗精美或粗中煤。

3）粗煤泥（0.5-0.25mm）采用TBS干扰床分选，提高了精煤产率，降低了浮选负荷。

4）该项目浮选精煤产品率约为19.01%,设计时此项精煤产品用加压过滤机脱水后回收，不但提高了精煤的产品率，又降低了煤泥水回收系统的负荷。

5）采用两段浓缩工艺，一部分相对较粗的煤泥经浓缩分级后采用沉降过滤离心机回收，掺入中煤产品销售，提高了经济效益。

7结语

裴沟矿井田二1煤层为特低硫、中低磷、低—中灰分、高热值、较高软化温度、极易磨之贫煤、贫瘦煤，其可选性难选—中等可选，多呈粉末状，热稳定性较差。通过对裴沟矿煤质资料的认真研究，精心设计了针对该种煤质切实可行的洗选加工工艺。通过对选煤方法、工艺流程的合理设计，裴沟精煤有限公司选煤厂在工艺设计上最终达到了产品结构合理、选煤方法得当、工艺设计适应煤质特征及产品市场定位的较好效果，符合郑州矿区煤炭加工与综合利用规划，为生产运行效益最大化奠定了基础，也为矿区其它后续选煤厂的建设提供了宝贵的思路。

作者简介：

田会卿（1974—），男，河南省登封县人，1997年毕业于郑州大学，工学学士，现在郑煤集团裴沟精煤有限公司从事选煤厂筹建工作。