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摘要：为解决选煤厂中煤产品的灰分和硫分指标较高导致其不能直接应用于炼焦生产而引发的能源浪费和经济效益低的问题，通过开展精煤产率与中煤破碎粒度以及中煤灰分等指标之间的直接关系研究，对应性地完成了中煤破碎再分选工艺流程的设计，经预测通过浮选和未通过浮选的精煤产率超过35%，达到了预期的指标要求。
关键词：精煤产率；中煤破碎上限；中煤灰分；炼焦煤；经济效益
0引言
据统计，我国炼焦煤选煤厂所分选的产品中中煤占比为20%，而且中煤中的灰分指标超过30%；尽管，这些中煤产品中含有部分炼焦组分，但是其中的灰分和硫分指标较高，导致其不能够直接用于炼焦生产。在实际生产中，为了保证精煤的灰分指标满足实际应用需求，常通过降低精煤产率，提高中煤产率的手段实现；此举，造成了精煤的严重损失和资源的浪费[1-3]。因此，对炼焦中煤进行二次精细化分析得到合格的炼焦精煤，提高精煤的回收率是当前急需解决的问题。
1精煤产率与中煤破碎粒度上限之间的关系研究
本文所研究选煤厂的洗选能力为400万t/a，其对应中煤的产量可达40万t/a，洗选所得的中煤主要作为动力煤进行销售利用。该选煤厂的主洗工艺流程如图1所示。
如图1所示，该选煤厂的主洗工艺首先通过重介浅槽进行排矸，然后通过无压三产品重介质旋流器和浮选机完成主洗操作。经上述主洗工艺后所得中煤产品中包含有粗颗粒的重介中煤和细颗粒煤泥。结合实践生产分析可知，基于上述主洗工艺所得中煤产品的性质波动较大，具体表现为：分别三批次的中煤产品进行采样对其灰分质量分数进行测试，分别为29.69%、34.67%和43.80%。对上述三批次的中煤产品进行分析，重点研究中煤破碎上限与各粒级精煤产率、各粒级产率以及全粒级的精煤产率之间的关系开展研究，并得出如下结论：
当中煤的破碎上限从13 mm下降至1 mm时，对应精煤产品各粒级以及全粒级的产率处于动态变化的趋势；其中，当中煤的破碎上限为6 mm时，对应精煤产品各粒级以及全粒级的产率变化缓慢；当中煤的破碎上限为3 mm时，对应精煤产品各粒级以及全粒级的产率变化显著。因此，可以得出当中煤破碎上限小于3 mm时对应全粒级和各粒级精煤的产率才能达到一个较高的水平。
2精煤产率与中煤灰分之间的关系研究
针对精煤产率与中煤灰分关系研究的需求，分别选取四组中煤，其对应的灰分质量分数分别为29.82%、38.37%、44.54%和55.16%；将上述四组中煤产品的破碎粒度上限设定为3 mm和1 mm。
2.1中煤灰分与+0.25 mm粒级精煤产率之间的关系
通过开展研究得出，中煤灰分与+0.25 mm粒级精煤产率之间的关系曲线如图2所示。
如图2所示，随着中煤灰分质量分数的降低，+0.25 mm粒级精煤产率减小；而且，破碎上限3 mm和1 mm对应精煤的产率指标相近。当中煤灰分质量分数小于45%时，破碎上限为3 mm时对应的精煤产率大于破碎上限为1 mm的情况；反之，破碎上限为3 mm时对应的精煤产率小于破碎上限为1 mm的情况。
2.2中煤灰分与0.25～0 mm粒级精煤产率之间的关系
通过开展研究得出，中煤灰分与0.25～0 mm粒级精煤产率之间的关系曲线如图3所示。
如图3所示，随着中煤灰分的增加对应0.25～0 mm粒级精煤产率降低；而且，破碎上限为3 mm时对应0.25～0 mm粒级精煤产率小于破碎上限为1 mm的情况。
2.3中煤灰分与全粒级精煤产率之间的关系
通过开展研究得出，中煤灰分与全粒级精煤产率之间的关系曲线如图4所示。
如图4所示，随着中煤灰分的增加对应全粒级精煤产率降低；而且，破碎上限为3 mm时对应全粒级精煤产率小于破碎上限为1 mm的情况。
3中煤破碎精选工艺研究
通过前两章开展的关于各粒级及全粒级精煤产率与中煤破碎粒度上限和中煤灰分之间的关系，得出适合该选煤厂中煤破碎再分选的工艺流程如下。
将中煤破碎上限设定为3 mm，经过0.25 mm脱泥、+0.25 mm重介质旋流器以及-0.25 mm浮选后完成对中煤产品的破碎再分选工艺。本章重点对上述工艺流程的方案进行具体研究。
3.1中煤破碎方案
破碎机是中煤破碎方案中的关键，设备选择的合理性将直接决定各粒级精煤产品的产率。目前，针对中煤破碎操作可采用的方案包括有基于SMJ碎磨机、基于锤式破碎机进行混合破碎，基于锤式破碎机进行筛分破碎。通过对比上述三种破碎方案得出：基于SMJ碎磨机对中煤进行破碎其对应的破碎效果得到明显改善，而且破碎物中的粉碎物大大减小。
因此，针对该选煤厂中煤破碎的需求，采用SMJ碎磨机进行破碎。
3.2脱泥方案研究
针对脱泥需求可采用脱泥筛和水力旋流器。其中，采用脱泥筛一般对应的分级粒度较大，而且对应的脱泥效果较好，但是随着分级粒度的减小对应的脱泥效果也降低，当分级粒度为0.5 mm时其效率也降低[4-5]。因此，针对0.5 mm以下的粒级采用水力旋流器进行脱泥操作。
因此，针对本项目中脱泥方案采用水力分级旋流器，预计脱泥效率可达82%。
3.3中煤破碎精选效果分析
综上所述，本项目针对中煤的破碎再分选需求所选择的关键设备如表1所示。
基于上述中煤破碎再分选工艺，最终得出产品的指标如表2所示。
由表2可知，采用本项目所设计的中煤破碎再分选后，浮选后所得精煤的产率可达26.92%，未浮选所得的精煤的产率为9.57%。因此，经过中煤破碎在分选工艺后对应所得精煤的产率超过35%。
4结语
选煤厂为对原煤进行再加工的场所，一般情况中煤产品的灰分指标较大，无法将其作为炼焦煤直接应用，从而导致经济效益降低。因此，为了提高选煤厂的经济效益，避免煤炭资源的浪费，可对中煤进行破碎后再分选得到精煤产品。本文重点开展了中煤破碎精选工艺研究，总结如下：
1）当中煤破碎上限小于3 mm时对应全粒级和各粒级精煤的产率才能达到一个较高的水平。
2）针对中煤再分选精煤的需求，将中煤破碎上限设定为3 mm，经过0.25 mm脱泥、+0.25 mm重介质旋流器以及-0.25 mm浮选后完成对中煤产品的破碎再分选工艺。
3）采用本项目所设计的中煤破碎再分选后，浮选后所得精煤的产率可达26.92%，未浮选所得的精煤的产率为9.57%。经过中煤破碎在分选工艺后对应所得精煤的产率超过35%。
参考文献
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[3]刘伟.禾草沟选煤厂中煤破碎再选研究与探讨[J].选煤技术，2018（2）：30-33.
[4]杨景超，甄坤坤，茹毅，等.不同破碎方式下不规则中煤破碎效果研究[J].煤炭技术，2018，37（1）：295-297.
[5]宁石茂.中煤再选工艺在屯兰选煤厂的应用研究[J].选煤技术，2014（3）：29-31.
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