馬頭洗煤廠煉焦中煤分選的探討

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　　0 引言

　　我國(guó)是一個(gè)富煤、貧油、少氣的國(guó)家，從能源消費(fèi)構(gòu)成看，煤炭消費(fèi)占能源消費(fèi)總量的70%左右，在一段時(shí)間內(nèi)，煤炭是我國(guó)主要一次能源的地位不會(huì)改變。盡管我國(guó)有著豐富的煤炭資源，但是其數(shù)量和地域分布卻極不均勻。從煤種分布上看，其比例也相差很大，在已發(fā)現(xiàn)的資源中，動(dòng)力煤約占72.54%，用于煉焦的中變質(zhì)程度的煙煤，即傳統(tǒng)上稱之為“煉焦用煤”，其數(shù)量約較少，只占27.46%，而且大多數(shù)為氣煤，占煙煤的46.9%，肥煤、焦煤、瘦煤則較少，分別占煙煤的13.6%、24.3%和15.1%[1,2]。

　　目前，世界上主要的選煤方法有重介選煤、跳汰選煤和浮游選煤等，由選煤方法的限制，產(chǎn)生了大量的中煤。而我國(guó)主焦煤選煤廠的中煤幾乎全部最為燃料使用，而且在富煤地區(qū)的中小選煤廠的中煤和煤泥則大量廢棄，這無(wú)疑是對(duì)我國(guó)稀缺煤種的極大浪費(fèi)[3]。

　　在“十二·五規(guī)劃”中明確指出，要大力發(fā)展煤炭潔凈化利用，最大效益的利用煤炭資源。在這個(gè)大背景下，結(jié)合我國(guó)資源自身性質(zhì)，從中煤回收質(zhì)量合格的精煤，不僅從經(jīng)濟(jì)效益，而且從環(huán)境效益都不失為一種提高精煤產(chǎn)率，解決我國(guó)煉焦用煤短缺的有效途徑[4]。

　　所以，本文以冀中能源峰峰集團(tuán)馬頭洗煤廠的重介中煤為研究對(duì)象，探索處理中煤再選的有效方法[5]。

　　1 馬頭洗煤廠概況

　　馬頭洗煤廠是冀中能源峰峰集團(tuán)有限公司的中央洗煤廠，始建于1957 年，1959 年投產(chǎn)，是我國(guó)“一五”期間156 項(xiàng)重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目之一，與武漢鋼鐵焦化廠相配套。原設(shè)計(jì)能力為年入洗原煤200 萬(wàn)噸，工藝為跳汰+濃縮浮選工藝。1998 年進(jìn)行了工藝技術(shù)改造，改造為跳汰粗選、粗精煤重介再選、煤泥浮選、尾煤壓濾工藝。

　　為適應(yīng)焦肥煤難選和極難選的特點(diǎn)，解決原設(shè)計(jì)中存在的分選效率低，精煤產(chǎn)率低，質(zhì)量不穩(wěn)定，難以洗選出灰分較低的優(yōu)質(zhì)精煤，用人多、洗選加工工藝成本高，以及煤泥、矸石、煤泥水對(duì)環(huán)境污染等問(wèn)題， 年又將工藝改造為不脫泥無(wú)壓三產(chǎn)品重介旋流器選煤。

　　技術(shù)改造方案綜合采用了國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的選煤技術(shù)，以“提質(zhì)、提效、減排”為目標(biāo)。設(shè)計(jì)年處理原煤400 萬(wàn)噸（新建200 萬(wàn)噸/年，改造200 萬(wàn)噸/年），主要工藝采用不脫泥三產(chǎn)品重介旋流器取代原來(lái)的跳汰粗選與二產(chǎn)品重介精選的工藝，煤泥水系統(tǒng)由濃縮浮選改為直接浮選，增加了煤泥重介分選工藝，以優(yōu)化分選效果，截取進(jìn)入浮選的粗煤泥，尾煤采用兩段濃縮，兩段回收。

　　改造后，以無(wú)壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器為主選設(shè)備的高效、全重介選煤工藝，投資低，生產(chǎn)成本低，同時(shí)工藝簡(jiǎn)單，易于操作。不僅如此，通過(guò)技改，生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和分選數(shù)量效率大大提高，生產(chǎn)狀況大為改善，企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力大大增強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)效益顯著[6]。

　　2 實(shí)驗(yàn)研究

　　2.1 煤樣煤質(zhì)分析

　　本文以三產(chǎn)品無(wú)壓重介旋流器的中煤為研究對(duì)象，對(duì)該中煤樣進(jìn)行篩分實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

　　從結(jié)果可以看出，煤樣灰分為36.63%，煤樣各粒級(jí)分布較均勻，隨著煤樣粒度由大到小（50-3mm），隨灰分有所降低。

　　2.2 浮選實(shí)驗(yàn)

　　眾所周知，有機(jī)組分與礦物質(zhì)的分離是實(shí)現(xiàn)煤炭洗選的前提，解離是否充分影響著分選效果的好壞。欲實(shí)現(xiàn)好的解離情況，需將煤樣破碎至一定的解離粒度。筆者通過(guò)顯微鏡對(duì)煤樣進(jìn)行煤巖分析，發(fā)現(xiàn)該煤樣中有機(jī)質(zhì)與礦物嵌布粒度很細(xì)，破碎到常規(guī)粒度（6mm 或3mm），難以實(shí)現(xiàn)較好的解離。

　　筆者選取具有代表性的煤樣，采用實(shí)驗(yàn)室用顎式破碎機(jī)對(duì)煤樣進(jìn)行破碎。將煤樣分別破碎至-6mm，-3mm，再分別篩出其中的-0.5mm 的煤樣，記作6（-0.5）和3（-0.5）；同時(shí)將所有煤樣通過(guò)破碎、磨碎至-0.5mm，記作（-0.5），將以上煤樣進(jìn)行分步釋放試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)條件為：入料濃度100g/l，充氣量0.2m3/(m2min)，捕收劑：柴油，起泡劑：仲辛醇。

　　3 經(jīng)濟(jì)分析

　　由破碎試驗(yàn)知，當(dāng)將煤樣破碎至-6mm時(shí)，其產(chǎn)生的6（-0.5）占煤樣的20%左右，而把煤樣破碎至-3mm 時(shí)，產(chǎn)生的3（-0.5）占煤樣的50%左右，再經(jīng)過(guò)浮選實(shí)驗(yàn)，其相應(yīng)精煤產(chǎn)率為：

　　1）通過(guò)將煤樣簡(jiǎn)單破碎至6mm，并篩出-0.5mm，再經(jīng)過(guò)浮選處理，可以增加精煤4.27*0.3%=1.28%；

　　2）通過(guò)將煤樣簡(jiǎn)單破碎至3mm，并篩出-0.5mm，再經(jīng)過(guò)浮選處理，可以增加精煤7.68*0.3%=2.30%；

　　3）通過(guò)將煤樣破碎，磨碎至-0.5mm，再經(jīng)過(guò)浮選處理，可以增加精煤12.85*0.3%=3.85%；對(duì)于情況 2），該洗煤廠一年可以增加的經(jīng)濟(jì)效益為2.30%*400 萬(wàn)噸*1200 元/噸=11.04（千萬(wàn)），不考慮破碎成本和浮選成本。

　　4 技術(shù)路線

　　在通過(guò)以上經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析，可以看出，雖然將煤樣全部破碎至-0.5mm 產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益最大，但是破碎、磨碎這大的工作量將耗掉很大的成本。而將煤樣破碎至3mm這只需要經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的破碎處理，工作量較小，所以認(rèn)為對(duì)于馬頭洗煤廠，建議采用以下的工藝流程。

　　5 結(jié)論

　　本文以馬頭洗煤廠的重介選中煤為研究對(duì)象，探討中煤再選的處理方法，將煤樣破碎實(shí)現(xiàn)有機(jī)質(zhì)和礦物質(zhì)的解離。通過(guò)浮選實(shí)驗(yàn)，考慮實(shí)際情況，得出一條處理中煤再選的途徑，即將煤樣破碎至-3mm，將其中的-0.5mm 煤樣篩出，再通過(guò)浮選實(shí)驗(yàn)，可以得到較低灰分的優(yōu)質(zhì)精煤。這不僅可以提高選煤廠的經(jīng)濟(jì)效益，而且可以解決我國(guó)煉焦用煤短缺的狀況。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主編.能源科學(xué)技術(shù)學(xué)科發(fā)展報(bào)告.北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版設(shè)，.2:45?48

　　[2] 陳鵬.煤炭性質(zhì)、分類和利用(第二版)[m].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,: 39

　　[3] 張相國(guó),韓春龍,沈笑君等.中煤再選的研究與探討[j].選煤技術(shù).(3)

　　[4] 董陳剛,付學(xué)軍.實(shí)施中煤再洗工藝增加精煤產(chǎn)率[j].煤質(zhì)技術(shù).(5)

　　[5] 荊樹(shù)春,趙昕.城山煤礦選煤廠中煤再選的研究與探討[j].工業(yè)技術(shù).(5)

　　[6] 楊玉華,曾付洋.馬頭洗煤廠工藝系統(tǒng)改造[j].選煤技術(shù).(3)