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选煤厂细煤泥浮选提质增效改造研究论文

发布时间：2024-11-28 16:00:39 文章来源：SCI论文网我要评论

　　摘要：当前霍尔辛赫煤业选煤厂在处理煤泥时将其直接作为动力煤使用，优质资源严重浪费，且市场价值低影响企业效益。霍尔辛赫煤业选煤厂为挖掘煤炭提质效益，实现“无煤泥化”目标，对细煤泥浮选进行提质增效改造研究，在以往工艺基础上从浮选机、压滤脱水设备、浓缩设施、细煤泥浮选工艺等方面进行改进，经济效益显著。

　　关键词：选煤厂,煤泥,浮选工艺

　　1工程概况

　　霍尔辛赫矿井选煤厂主要入选霍尔辛赫矿井的原煤，属矿井型选煤厂，设计能力为4.0 Mt/a。霍尔辛赫选煤厂处理能力为：时处理量757.58 t，日处理量12 121.21 t，年处理量4.0 Mt。霍尔辛赫选煤厂采用“动筛排矸、重介-浮选联合生产工艺”，+50 mm的块煤预先动筛排矸，+50~0.5 mm进入无压三产品重介旋流器分选。当前霍尔辛赫煤业选煤厂在处理煤泥时将其直接作为动力煤使用，未将煤泥中的优质部分（含有较高热值的部分）与劣质部分（灰分高的部分）分离，这一情况造成煤泥中的优质部分将随低质煤一起燃烧或弃置，没有被充分利用，造成资源浪费[1]；另外由于直接使用未分选的煤泥，市场价值相对较低，影响企业的经济收益。为挖掘煤炭提质效益，实现“无煤泥化”目标，对细煤泥浮选进行提质增效改造研究。

2细煤泥浮选提质增效改造方案

　　选煤方法的选择应根据入洗原煤煤质特征、选煤技术发展的最新成果及可靠性、市场对产品的要求及产品结构的灵活性等确定[2-3]。针对霍尔辛赫选煤厂煤泥中细泥含量较多，浮选精煤水分偏高的现状，进行本次技术改造。

　　2.1浮选工艺的选择

　　2.1.1思路分析

　　在细粒和超细粒煤的分选过程中，当前主要采用的几种方法包括浮选、油团选以及选择性絮凝剂法。然而，在实际应用中，浮选因其高效和广泛适用性，已成为选煤厂普遍采用的技术。常用的浮选设备有叶轮搅拌式浮选机、喷射旋流式浮选机、充气式浮选槽和静态微泡浮选柱四种类型。经过详细的设计对比，本次选择了机械搅拌式浮选机。该设备因其对细煤泥具有卓越的适应性和良好的可浮性，已被证明是目前最成熟、最可靠的浮选设备之一。

　　2.1.2浮选布置方案的比选与确定

　　针对霍尔辛赫煤泥浮选系统，本次考虑两种机械搅拌式浮选机两段浮选布置方案：方案一为选用两台“3+2室”浮选机布置工艺；方案二为选用两台4室浮选机一次浮选机和一台4室再选浮选机浮选工艺。

　　方案一：采用两台5槽室叶轮搅拌式浮选机，3+2布置方式，前3槽浮出低灰精煤，通过调节前3槽室溢流堰高度及药剂制度控制，控制浮选精煤灰分，尾矿自流进入后2段浮选槽再浮排除高灰的尾煤，浮出中灰煤泥，产出浮选精煤、浮选中煤、浮选尾煤三种产品。由于精煤抽出率高，前3槽室一次浮选后，尾矿浓度低且灰分满足要求时，尾矿也可直接自流进入浓缩池不生产中灰煤泥产品。3+2方式布置浮选机可根据煤质波动情况，灵活调节生产情况，工艺灵活性强。

　　方案二：采用三台4槽室的叶轮搅拌式浮选机，两台浮选机进行一段精选，分选出一段浮选精煤和一段尾矿，尾矿经过尾矿泵打入浓缩机进行浓缩，浓缩后的矿浆通过底流泵打入二段浮选机矿浆预处理器，进入另一台浮选机进行二段尾矿扫选，分选出浮选中煤和浮选尾煤。

　　方案一及方案二全部采用两段浮选方案，在方案一中“5槽室叶轮搅拌式浮选机”，3+2布置方式，前3槽浮出低灰精煤，尾矿进入后2槽再浮排除高灰尾煤浮出中灰煤泥，单台设备即可进行两段浮选工艺，可实现连续稳定的生产，方案二为三台浮选机搭档使用，前两台为一段浮选系统，后一台为二段浮选系统，一段尾煤需进入浓缩池浓缩后再进入二段浮选机进行分选，浮选流程较复杂，且布置紧张，所需设备较多，投资较高，无新建浓缩池位置，设备检修较困难。

　　综上所述，推荐采用方案一“5槽室叶轮搅拌式浮选机”，此方案系统简单、工艺灵活性强，无需新增浓缩池，相应增加浮选中煤压滤机可以有效的对中煤进行回收，生产低灰精煤和排除高灰的尾煤，对各种可浮性差异很大煤泥实现有效分选；增设浮选中煤泥破碎机，使浮选产品满足中煤掺混销售的需求。

　　2.2精煤脱水工艺的选择

　　目前，霍尔辛赫选煤厂在浮选精煤的脱水过程中使用的是快开式压滤机。然而，该设备的脱水效果有限，导致精煤水分仍然较高，约为25%~26%左右。此外，脱水后的煤泥呈饼状，难以与末精煤均匀混合，影响了后续加工过程。因此，有必要考虑更换更为高效的脱水设备。现阶段，常用于浮选精煤脱水的设备主要包括加压过滤机和压滤机。在压滤机中，技术较为成熟的几种类型分别为：普通快开压滤机、单室进料空气穿流高效压滤机以及水压榨高压压滤机。

　　考虑到加压过滤机造价高、故障率高、运营成本高，普通压滤机压榨水分高等特点以及风穿流压滤机在风量足够的情况下可以将煤泥水分降低幅度大等特点，本次设计推荐选用单室进料空气穿流压滤机。对现有压滤机进行拆除工作时采用保护性拆除，后期将拆除后的压滤机作为备品备件使用。同时将拆除快开压滤机作为浮选尾煤泥压滤机。

　　2.3煤泥浓缩工艺的选择

　　当前该选煤厂有浓缩池共两座，一用一备。一期按3.0 Mt/a洗选能力设计，二期未对浓缩池进行扩建，现有煤泥水处理能力差，仅满足现有洗选工艺需要。浮选系统投用后，浮选尾煤处理难度大，浓缩机处理能力大幅度降低，无法满足生产需要，需进行扩建以满足改造后的生产使用需求，待浮选系统开启时，两台浓缩池同时工作，需增加事故浓缩池，满足生产要求和环保要求。根据霍尔辛赫工业场地的实际情况，增加浓缩设施有两种方案。

　　方案一：原来两座浓缩池旁新建一座与现有浓缩机选型一致的Φ30 m浓缩池，配套修建浓缩车间泵房。因现有厂区内空间紧凑，该方案需占用道路和现有机修车间的位置，机修车间需拆除后另择地恢复。

　　方案二：在原来两座浓缩池旁新建一座Φ20 m高效浓缩池，配倾斜板，增加倾斜板后Φ20 m的浓缩机沉淀面积增加可达到普通Φ30 m浓缩机的能力。该方案浓缩机选型减小，不再占用机修车间位置但仍需占用现场一部分道路。

　　两种浓缩池布置方案中，方案一选型与现有设备型号一致，可互为备用，且一浓缩池均可做事故水池使用，但占地面积大，占用机修车间和厂区道路的位置，需拆除机修车间并择地重建。

　　方案二为方案一的升级版，减小浓缩机直径加高浓缩池高度并增加倾斜板以增加其沉淀面积实现小直径浓缩机达到大直径浓缩机的能力，该方案因浓缩机型号小，浓缩池容积小，其他浓缩池事故时不能一次性将池内煤泥水转排至新增浓缩池内。且常规倾斜板因此材质问题经常出现塌落和堵塞的现象，建议倾斜板选择金属矿行业使用的浓密机中的倾斜板，以解决常规浓缩机配带的倾斜板存在的问题。

　　综上，方案一需拆除现有机修车间进行择地重建，工程量多，投资高，方案二新增Φ20 m浓缩机并增加倾斜板仍然占据现有厂区检修道路，且需增加浓缩机设备购置，工程量较高，投资仍然较多。

　　本次改造涉及浮选系统，煤泥水处理量增加，处理煤量减少而处理水量增加。设计提出方案三是在现有30 m浓缩机南侧空地增设一个长38 m、宽12 m、深7 m的事故浓缩池，现有两台30 m浓缩机继续用于浮选尾矿的浓缩处理，事故浓缩池作为备用。

　　方案三投资较低，不占用现有道路，无需拆除机修车间，管路改造量小，不影响现有生产系统，因此推荐采用方案三。

　　3改进后煤泥浮选工艺及实践应用效果分析

　　3.1改进后煤泥浮选工艺

　　通过上述比较分析，本次浮选压滤系统最终确定的选煤工艺为：0.25～0 mm细煤泥采用机械搅拌式浮选机进行回收。浮选产品中：浮选精煤煤泥采用空气穿流式压滤机回收；浮选中煤煤泥采用快开压滤机进行回收；尾煤泥采用压滤机进行回收。浮选压滤系统改造后数质量工艺流程图如图1所示。