編者按：本文由谷林發(fā)表在《煤炭加工與綜合利用》期刊上，原標題為“干選預排矸工藝在煉焦煤選煤廠(chǎng)的應用”。本平臺選用時(shí)內容有刪減，配圖根據內容斟酌選取。在此，對文章作者表示感謝。
1、概述
淮北礦業(yè)集團公司臨渙選煤廠(chǎng)年入洗能力1600萬(wàn)t，采用全重介質(zhì)分選工藝，下轄6個(gè)分廠(chǎng)。各個(gè)分廠(chǎng)預排矸后的物料進(jìn)入重介質(zhì)分選工藝，6個(gè)分廠(chǎng)除一個(gè)采用跳汰預排矸外，其余均采用唐山神州機械公司干法排矸技術(shù)。干法分選車(chē)間，作為選煤廠(chǎng)入洗原煤的初步加工，通過(guò)預排矸，可以減少進(jìn)入重介質(zhì)系統的矸石量。可以說(shuō)干選效果的好壞決定了入洗原煤的性質(zhì)，如若入洗原煤性質(zhì)差，或干選廠(chǎng)的排矸效果差、煤泥含量大等，無(wú)疑會(huì )對臨渙選煤廠(chǎng)入洗原煤的洗選效率產(chǎn)生重大影響。
2、預排矸的必要性
● 2.1青東礦原煤分析
青東礦是臨渙選煤廠(chǎng)入選原煤來(lái)煤礦井之一，煤種以焦煤為主，肥煤次之，其精煤可作為較理想的煉焦用煤。大于1.8g/cm3密度級累計產(chǎn)物的含量已經(jīng)達到42.62％，小于1.4 g/cm3密度級產(chǎn)率34.17％，灰分為10.61％。低灰分產(chǎn)率低，高灰分產(chǎn)率高，中間密度級產(chǎn)物灰分偏高，分選出合理的產(chǎn)物比較困難。
●2.2 重介質(zhì)旋流器參數
重介質(zhì)工藝采用的是無(wú)壓入料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器作為主選設備，其選型需要確定的主要環(huán)節是合理確定旋流器的處理能力及介質(zhì)循環(huán)量。重介質(zhì)旋流器的處理能力雖然與一段旋流器的直徑有正相關(guān)性，但在很大程度上又會(huì )受到第二段旋流器處理能力的制約，因為介質(zhì)循環(huán)量是一段圓柱旋流器和第二段圓錐旋流器工作所需介質(zhì)循環(huán)量的總和。
三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器一段分選出精煤產(chǎn)品，第二段再分選出中煤和矸石。該廠(chǎng)原煤浮沉資料顯示，輕、重產(chǎn)物比例倒置現象嚴重，如果分選出灰分為10％的精煤，一段旋流器的底流產(chǎn)物（中煤＋矸石）即第二段的入料，產(chǎn)率高達70％。即使將一段旋流器的錐比取大值（0.8），根據經(jīng)驗公式初步估算，三產(chǎn)品旋流器的實(shí)際處理能力至少比設備的額定處理能力減小50％。這樣計算出來(lái)旋流器的選型需要增加１臺，或者選用更大直徑的旋流器；如此經(jīng)濟上不合理，工藝系統也會(huì )更復雜。
3、干選預排矸
● 3.1 干法分選工藝
為了給重介質(zhì)分選工藝提供更好、更穩定的煤源，2018年青東礦分選廠(chǎng)進(jìn)行了技術(shù)改造升級，工藝流程見(jiàn)下圖。
原煤來(lái)料經(jīng)過(guò)13mm分級，篩上物料進(jìn)入干法分選機，篩下物料進(jìn)入分選機選出的混煤產(chǎn)品，進(jìn)入出廠(chǎng)膠帶，運輸至臨渙選煤廠(chǎng)，作為重介質(zhì)分選的原料煤。干法分選機分選出精煤、中煤、矸石3種產(chǎn)品，中煤和精煤混合進(jìn)入同一臺膠帶輸送機，矸石做為產(chǎn)品與除塵器收集到的煤塵混合進(jìn)入矸石倉。
● 3.2 干法分選效果
為了評估改造完成后的設備運行效果，對兩臺干法分選機的分選效果進(jìn)行了采樣檢查。檢查結果為：入料灰分52.55％，篩下物料灰分46.32％，篩上物料灰分74.20％。由此可以看出，一階段原煤的灰分變高，煤質(zhì)情況更差；同時(shí)根據入料和分級篩篩下、篩上３種樣品的灰分可計算出篩下產(chǎn)品占77.6％，篩上產(chǎn)品占22.4％。干選機分選結果見(jiàn)下表。
由表可以看出，干選機入料中大于1.8Kg/L密度級含量為84.47％，灰分為85.42％，矸石含量特別高；如果將這些含有大量矸石的原煤直接給到重介質(zhì)系統，會(huì )給重介質(zhì)分選帶來(lái)較大的危害，對分選效果、設備使用壽命和煤泥水處理系統都有較大的影響。通過(guò)復合式干法分選機處理后排出的矸石灰分為88.12％，排出的矸石量占干法分機入料量的65.18％。精煤和中煤混合物料的灰分為55.89％，占干法分選機入料量的34.82％。根據上表浮沉資料計算出的分配率，繪制出分配率曲線(xiàn)，見(jiàn)下圖，可得出干選機分選的可能偏差為0.068Kg/L。
4、結論
通過(guò)對青東礦煤質(zhì)資料的分析，因地制宜選擇了干法分選機進(jìn)行預排矸處理工藝，預先排出了占原煤量14.59％的矸石，減輕了重介質(zhì)旋流器的處理負擔，使旋流器的參數設定更加合理，分選效果有了更好的保證。同時(shí)通過(guò)干法分選排除矸石后，減少了矸石進(jìn)入煤泥水系統，減輕了后序的浮選和煤泥濃縮壓濾系統負荷。青東礦干法分選廠(chǎng)噸原煤電耗為2.61KW·h，而重介質(zhì)系統噸原煤電耗為7 KW·h。以青東礦年產(chǎn)原煤180萬(wàn)t計算，干法預先排除矸石可以節約電耗115.29萬(wàn)KW·h。青東礦通過(guò)采用干法分選機預先排矸達到了一舉三得的效果，為具有相似煤質(zhì)情況的煉焦煤選煤廠(chǎng)的工藝設計提供了可借鑒案例。
干法分選機預先排矸“一舉三得”
