编者按:本文由刘德礼、贾安涛等人发表在《煤炭加工与综合利用》期刊2019年第11期,原题目为“复合式干法yibo亿博体育工艺在榆树井煤矿yibo亿博体育厂的研究与应用”。本平台选编时有删减,配图根据内容斟酌选择。

01榆树井yibo亿博体育厂概述

上海庙矿业公司榆树井煤田所产煤炭为特低灰~高灰、特低硫~高硫、低~中发热量的不粘煤,主要用作动力用煤。yibo亿博体育厂年设计入选原煤300万t,是与矿井能力配套的yibo亿博体育厂。原设计采用浅槽-旋流器-螺旋分选机分级洗选工艺:重介质浅槽分选机分选200~13mm粒级块煤,两产品重介质旋流器分选13~1.0mm粒级末煤,螺旋分选机分选1~0.25mm粒级粗煤泥,小于0.25mm粒级细煤泥由浓缩压滤机处理,选后产品为块精煤、末精煤、洗矸石、煤泥等。yibo亿博体育厂实现了洗水闭路循环和零排放。

投入运营后发现,原煤易碎,末煤含量大,并且原煤伴生的矸石为软岩,遇水极易泥化,产生大量次生煤泥,导致湿法分选工艺块煤供应量不足,煤泥超负载,重液系统煤泥超标,密度调节负担大,整体分选精度难以满足设计要求,分选产品质量不达标。鉴于以上问题,2018年,yibo亿博体育厂将原重介质yibo亿博体育工艺改造为复合式干法yibo亿博体育工艺。

02煤质特点与原洗选工艺存在的问题


2.1 煤质特点

原煤筛分与浮沉资料如表1~表3所示。



从表中可以看出,大于100mm粒级灰分较低,100~6mm粒级中随粒度降低灰分降低,但小于6mm粒级中随粒度降低灰分升高比较明显,小于0.5mm粒级原生煤泥灰分比原煤灰分高。总体末煤比块煤灰分高,原煤存在矸石易碎、易泥化现象。并且原煤粒度较细,13~0mm粒级末煤含量为69.56%,6~0mm粒级粉煤含量为56.97%。小于0.5mm粒级原生煤泥含量较多,为15.08%。


从原煤浮沉组成表可以看出:

浮沉组成中以小于1.40g/cm3为主导密度级。低密度分选可生产低灰分精煤产品,但精煤产率低。

大于1.80 g/cm3密度级矸石含量大,原煤可在大于1.80 g/cm3高密度排矸,生产动力煤产品。

可选性分析表明,块原煤(大于13mm)和末原煤(13~1mm)在理论分选密度为1.80 g/cm3左右进行排矸时,δ±0.1含量分别为2.9%和7.1%,属易yibo亿博体育,对采用干法分选十分有利。

各粒级浮沉煤泥量随着粒度减小而显著增加,各粒级浮沉煤泥灰分均明显高于该粒级原煤灰分,也明显高于原生煤泥灰分,说明矸石泥化严重,水洗时应考虑次生煤泥和矸石二次泥化现象。


2.2 原洗选工艺存在的问题

褐煤伴生的矸石为软岩,遇水极易泥化产生大量煤泥(产率大于20%,全水分大于35%,热值小于3976J/g),不仅难以销售,而且环境污染严重,精煤产率低;

在水洗过程中,产生“背灰”现象,产品在降低灰分的同时,增加了水分;

生产工艺系统复杂,运行维护费用高,生产过程消耗水、磁铁矿粉、药剂,成本高;

当原煤发热量为12.54MJ/Kg左右时,入选原煤量超过6000t时,yibo亿博体育厂需停机处理煤泥,影响矿井生产。

03复合式干法yibo亿博体育工艺的特点和工作原理

复合式干法yibo亿博体育工艺解决了干旱缺水地区及低变质程度煤炭的分选问题,在提高煤炭入选比例及提高资源综合利用率等方面发挥了重要作用。


3.1 复合式干选机的结构

复合式干法分选机由分选床、激振器、风室、机架、吊挂装置、排料溜槽等部分组成。激振器由2台振动电机固定在分选床背面电机架上,床体由3根钢丝绳或电动吊挂联结减振弹簧悬挂在机架上。分选床包括布满风孔的直角梯形床面、背板、格条、排料挡板和矸石门。在床面下部设置若干风室与离心风机相通,各风室均由风阀控制,风室和床面固定,与分选床成为一体。


3.2 复合式干选机工作原理

分选机的核心部件为分选床,床面为梯形结构,入料端较宽,矸石排料端较窄。梯形斜边为排料端,直角边安装有背板,背板和床面有一定夹角,可实时调节。在背板上安装有2台振动电机。振动电机激振力在垂直于床面的方向和水平方向施加周期性作用力。垂直分力有助于将密度低的精煤颗粒抛向床层上层,中煤与矸石密度大,紧贴床面运动。水平方向激振力驱动中煤与矸石颗粒沿格条向背板运动,在背板的反弹作用下形成螺旋运动,中煤颗粒密度偏低,抛射距离远,沿中煤排料口排出;矸石颗粒密度偏大,集中在背板附近,紧贴背板向矸石排料口运动排出,形成精煤、中煤、矸石3种产品。

04干选工艺改造方案

原煤准备系统。在筛分破碎车间内,小于200mm粒级原煤直接进入80mm原煤分级筛进行筛分,得到大于80mm粒级大块原煤和小于80mm粒级原煤,此时筛上200~80mm粒级的大块原煤经带式输送机转运至块原煤破碎机破碎至80mm以下,后与上一级小于80mm粒级原煤混合,经原煤上仓胶带运至2个直径为21m的原煤仓(总储量2万t)储存。在原煤入选胶带处转接,将小于80mm粒级原煤引入干选系统。

干选系统。干选系统安装在原煤上仓胶带输送机走廊、水洗上煤胶带输送机走廊、煤泥干燥车间和水洗主厂房中间的空地上,利用原水洗上煤胶带输送机作为干选系统上煤胶带输送机,在胶带输送机上设犁式卸料器,把原煤卸到干选上煤胶带输送机上,再进入主选机进行分选。小于80mm粒级原煤送入干选系统,分选得到精煤和矸石。除尘系统收集的煤粉混入精煤,进行25mm或13mm分级。最终产品为大于25(13)mm块精煤、小于25(13)mm末精煤和矸石。精煤筛筛板可视块精煤市场需要调整筛板筛孔。

产品贮运系统。分选后产品进入振动筛进行25mm分级,块精煤进入原水洗块煤胶带输送机返仓,末精煤进入原水洗末煤胶带输送机返仓,矸石进入原水洗矸石胶带输送机返仓,除尘器煤粉进入末煤胶带输送机。利用1号产品仓作为大于25mm精煤仓,利用2号、3号、4号产品仓储存小于25mm粒级末精煤产品;选后矸石由胶带输送机转载后进入原水洗矸石仓储存,汽运至排矸场,综合利用或废弃。


05工艺改造效果

干选工艺投产后,原煤及产品化验结果见表4。由表4可知,改造后块精煤发热量较原煤可提高5000J/g以上,末精煤发热量较原煤可提高2000J/g以上,矸石带煤率小于5%,精煤产率较原工艺提高约16%。


5.1 工艺改造的优点

yibo亿博体育厂实现无煤泥化生产,大大降低了环保压力。

yibo亿博体育成本低、运行费用低,全员效率为湿法重介质工艺的2~3倍,效率大大提高,为矿井创造更大的经济效益。

yibo亿博体育不用水、工艺简单,在内蒙缺水地区不发生水耗、介耗、药剂消耗,电耗低,yibo亿博体育厂运行成本每吨降低4.23元。

选后商品煤水分低、发热量高、回收率高,不产生“背水”现象,为矿井提质增收提供保障。

运转平稳、维修量小,维修成本低;全封闭式运行、负压操作、环保高效,投资成本低。


5.2 经济效益分析

干法yibo亿博体育工艺改造后,经过2018年全年运行,结合榆树井煤矿yibo亿博体育厂往年生产经营数据分析。干法yibo亿博体育工艺较原重介质洗选工艺吨原煤可提高15元经济效益。榆树井煤矿2018年全年入选原煤205万t,干法yibo亿博体育工艺全年累计节支创效3075万元,创造了良好的经济效益。


06结语

上海庙矿业公司榆树井煤矿yibo亿博体育厂通过对井田煤质的分析,将重介质分选工艺改造为复合式干法yibo亿博体育工艺,复合式干法yibo亿博体育工艺改造降低了yibo亿博体育厂运行成本,提高了全员效率,yibo亿博体育厂实现了无煤泥化生产。同时,入选原煤全粒级进入干法yibo亿博体育系统,摆脱了动力煤脱粉yibo亿博体育工艺的束缚,对推动动力煤yibo亿博体育工艺的发展发挥了重要作用。

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发布时间: 2021-10-20
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