高效简化的重介质选煤及煤泥水处理新工艺赵树彦

L洗洗加工中国科技核心期刊全国中文核心期刊矿业类核心期刊高效、简化的重介质选媒及媒泥水处理新工艺赵树彦(唐山国华科技有限公司,河北唐山063020)摘要:介绍了多项高效、简化的重介质选煤及煤泥水处理新工艺,阐述了新工艺在中国选煤厂的应用情况,证明了新工艺在节能降耗方面取得的经济效益。关键词:重介质选煤;煤泥水;介耗;精煤;尾煤中图分类号:TD94文献标识码:A文章编号:1006一6772(2010)06一0001一05进人21世纪,中国的重介选煤技术快速发展。2007年,采用重介质选煤工艺的原料煤人选量首次超过跳汰选煤工艺并位居首位,这得益于中国选煤科技人员20世纪80年代以来,根据中国煤炭的可选性研发的一系列选煤技术,唐山国华科技有限公司(简称国华科技)10a来的多项具有突破性且卓有成效的高效、简化选煤新工艺无疑起到了决定性的作用。由于国华科技研发的选煤新工艺具有高效、简化、节能减排的显著优点,很快得到中国选煤界业内人士的认可。21世纪以来,国华科技设计了330余座重介质选煤厂,其中最大处理能力达2143了h,2008一2009年,中国近70%的炼焦煤选煤厂工程设计市场份额已由国华科技占领。1原料煤不分级、不脱泥重介质选煤工艺原料煤分级、脱泥人选是传统的重介质选煤工艺。该工艺先将原料煤分级,块煤由浅槽等重介质分选机分选;末煤经脱泥后用单段或高、低2种密度的两段两产品重介质旋流器分选;粗粒煤泥再用螺旋分选机或TBS等设备分选。这种选煤工艺不仅流程复杂,粗煤泥分选精度也很低,分选难选煤时,甚至无法得到合格精煤。另外,由于有效分选粒度下限高,导致大量煤泥进人成本较高、效率较低的浮选作业。原料煤不分级、不脱泥重介质旋流器选煤新工艺,可利用单一低密度重悬浮液系统一次分选出质量合格的精煤、中煤和研石3种产品或精煤和尾煤2种产品,也可以低密度悬浮液系统实现高密度分选。该工艺不仅使流程简化,分选效率提高,而且也彻底解决了浅槽等块煤重介质分选机和两产品重介质旋流器无法实现高密度(大于1.9k岁)L排纯研的难题。1.1重介质旋流器工艺指标由于重介质旋流器内的速度梯度破坏了悬浮液的结构化粘度,如果重介质旋流器的结构尺寸和工作参数合理,处理不脱泥原煤时分选精度依然很高。表1列举了4座不同选煤厂不同可选性等级的原料煤不分级、不脱泥人选三产品重介质旋流器的工艺指标。收稿日期:2010一04一05作者简介:赵树彦(1960一),男,江苏沛县人,1982年毕业于原淮南矿业学院选煤专业,煤炭工业首批专业技术拔尖人才,唐山国华科技有限公司董事长兼总工程师,研究员。赵树彦:高效、简化的重介质选煤及煤泥水处理新工艺DOI:10.13226/j.issn.1006-6772.2010.06.019盛留缸口...`份-一一一一三甘一表1重介质旋流器工艺指标表1数据表明,4座选煤厂的分选精度均很理想,可能偏差凡,二.0脚一0.必k岁L,凡2=0.哟-.0哪k岁L,刀叨%,达到或超过了其他〔艺的选煤厂。1.2分选下限和煤泥重介质旋流器不脱泥、不分级的三产品重介质旋流器的分选下限是业内人士极为关注的问题。2009年4月,神华蒙西煤化股份有限公司棋盘井选煤厂对国华科技开发的直径1500mm的无压给料三产品重介质旋流器进行了测试,在原料煤处理量588一606“h的条件下,对重介分选后的0.5一0.25mm产品进行浮沉试验研究,并绘制分配曲线。浮沉试验结果和分配曲线分别见表2和图1。表2棋盘井选煤厂0.5一0.25mm煤样浮沉试验结果盯盯盯---丫产币币罗\勺外求配密度屏(kg·L’)图10.5一0.25mm重介分选分配曲线由图1可知,0.5一0.25mm粒级的可能偏差E,=0.099kg/L。按照MT/T811一1999《煤用重选设备分选下限评定方法(I)》规定,当小于0.5mm某一粒度的可能偏差不大于0.10kg/L时,将该粒度级的下限作为分选下限,由此可确定国华科技直径为1500mm大型旋流器的分选下限已达到0.25mm。国华科技设计的许多选煤厂的重介质旋流器的分选下限均已达0.25mm。对于一些可选性极差,或要求有效分选粒度下限更低的煤泥,还可采用国《洁净煤技术》加10年第16卷第6期L洗洗加工中国科技核心期刊全国中文核心期刊矿业类核心期刊华科技的专利技术—煤泥重介质旋流器进行分选。其原理是在重介质旋流器中,磁铁矿粉受到了离心分级作用,随精煤悬浮液携带而出的磁铁矿粉粒度细,可以作为煤泥重介质旋流器的分选悬浮液。这样,就不需要单设超细粒悬浮液的制备、输送和回收系统,使工艺流程大为简化。煤泥重介质旋流器的有效分选粒度下限可达0.1mm。具体工艺流程如图2所示,分选指标见表3。块精煤末精煤至精煤泥回收系统三三产品重介介质质旋流器器煤煤泥重介介介介介质质旋流器器器器合格介质图2煤泥重介质旋流器分选工艺流程1.3介耗根据生产实践,实现低介耗需要注意以下几点:①磁选机的选型及操作调整;②脱介筛的选型,筛宽、筛面结构和喷水位置等都很重要;③循环悬浮液的分流量要足够,以免粘度过高;④煤泥水深度澄清,实现清水脱介。国华科技设计的很多采用原料煤不分级、不脱泥人选的三产品重介质旋流器选煤工艺的选煤厂介质消耗小于1.Ok群t,特别是山西汾阳文峰选煤厂2006年介质消耗已降到0.55k群t,且一直保持至今。实践证明,原料煤不分级、不脱泥人选工艺的介质消耗可与脱泥人选接近。滤式离心脱水机的滤液和离心液进人二次浮选作业,其浮选泡沫由压滤机脱水回收,压滤机滤液汇人循环水。沉降过滤式离心脱水机的脱水产物与压滤机滤饼(两者为选煤厂的精煤泥)掺人重介选的精煤中,作为最终销售商品—炼焦精煤。选机尾矿}沉沉降过滤式式离离心脱水机机门{】}…,。精煤泥处*:}}1}刊2煤泥水处理工艺炼焦煤选煤厂的煤泥水流程分为2个部分,即精煤泥处理流程和尾煤泥处理流程。精、尾煤泥处理流程均选用了LWZ系列沉降过滤式离心脱水机。2.1精煤泥处理2.1.1流程精煤泥处理的主要目的是对煤泥实现经济、有效的分选,同时尽可能降低精煤泥水分。国华科技倡导的精煤泥两次浮选、双段脱水回收的工艺流程如图3所示。精煤磁选机尾矿用泵送到精煤泥弧形筛进行分级,其筛下水进人一次浮选作业,其筛上物与浮选泡沫汇合“掺粗”后,由沉降过滤式离心脱水机回收大于0.045mm为主的粗精煤泥;携带小于0.045mm细精煤泥为主的沉降过赵树彦:高效、简化的重介质选煤及煤泥水处理新工艺细精煤泥处理精煤尾煤(作为循环水)图3精煤泥两次浮选、双段脱水回收工艺流程2.1.2特点精煤泥两次浮选、双段脱水回收的工艺流程具有以下特点:(l)独特的分级浮选技术中国煤泥普遍难浮选,原因是浮选入料中粒度小于0.03mm的高灰分粘土类泥质含量高,它们混杂在浮选泡沫产物中,增加了浮选精煤灰分。流程将一次浮选的泡沫产物经沉降过滤式离心脱水机脱出的含有较多高灰分泥质的离心液、滤液进行二次浮选,排除混杂在泡沫产物中的高灰分泥质,使浮选精煤灰分降低了约1%,浮选完善指标提高约3%。由于浮选精煤占商品精煤产品的14/一1/3,因此浮选精煤灰分的降低对稳定和保证商品精煤灰分起到举足轻重的作用。(2)离心机人料“掺粗”将煤泥弧形筛的筛上物与浮选泡沫产品混合“掺粗”,使泡沫产物中小于0.045mm粒级的产率小于40%,满足后续脱水回收设备的要求,同时简化弧形筛筛上物的处理工序。(3)两段脱水掺粗后的浮选泡沫产物首先用处理能力大、产物水分低的沉降过滤式离心脱水机回收约80%小于0.045mm的“粗粒”精煤泥和30%以上小于0.045mm的“细粒”精煤泥;其余的精煤泥则用压滤机脱水回收。2.1.3应用表4列出了采用精煤泥两次浮选,双段脱水回收工艺流程的新疆焦煤集团艾维尔沟选煤厂2006年精煤各粒级的产率和水分。由于粗精煤泥水分降到巧%左右,使最终精煤水分达到9.78%。目前,新的精煤压滤机产品水分已小于20%。中国的选煤厂有的采用加压过滤机或精煤压滤机对浮选精煤一段脱水回收。精煤泥两次浮选、双段脱水回收与压滤机单段回收比较,在电力消耗相近的条件下,基建投资费用减少了14.31%,劳动生产率提高了37.50%;与加压过滤机单段脱水回收比较,电力消耗和基建投资分别为后者的70.45%和54.05%。2.2尾煤泥处理国华科技倡导的尾煤泥处理流程的目的主要有以下几个方面:①最大限度地回收以较粗粒度为主的尾煤,降低其水分,掺人中煤,提高其产值;②对于少量细尾煤泥,彻底实现固液分离;③采用添加以钙、镁离子型凝聚剂为主,聚丙烯酞胺絮凝剂为辅的煤泥水深度澄清技术,实现清水洗煤。两段浓缩两段回收的尾煤泥处理流程如图4所示。尾煤泥水(浮选尾煤和截粗后的中煤、研石磁选机尾矿)首先进人一段斜管浓缩机进行水力分级,其底流用沉降过滤式离心脱水机脱水回收大于0.045mm为主的粗尾煤泥,其离心液和一段浓缩机的溢流进人二段斜管浓缩机实现煤泥水深度澄清,其清净溢流循环使用,作为脱介筛喷水和浮选稀释水,其底流由压滤机脱水回收。截粗后的中煤日,石磁选机尾刁浮选尾煤掺入中煤或混煤地销煤泥循环水图4两段浓缩、两段回收工艺流程国际上普遍采用尾煤泥水单段浓缩单段回收工艺,工艺一般用压滤机处理,缺点是滤饼粘结成团,给销售和利用带来很大困难;压滤机处理能力低,需要台数多,基建投资大;当原生煤泥量大、粘土细泥多时,常因处理不及时,造成细泥集聚、恶性循环。也有选煤厂采用将尾煤泥排人山谷、洼地的尾煤坑,丢弃低热值尾煤的工艺,由于中国环境保护法的严格要求,该工艺已不采用。2.3LWZ系列沉降过滤式离心脱水机国华科技倡导的精、尾煤泥处理流程均选用了离心脱水机转速在200一280r/min之间,长径比(转鼓长度与直径比)在1.43一2之间,以回收大于0.045mm粗粒级煤为主的LWZ系列沉降过滤式离《洁净煤技术》2010年第16卷第6期l洗洗加工中国科技核心期刊全国中文核心期刊矿业类核心期刊心脱水机,大于0.045mm粗粒级煤的回收率大于97%,小于0.045mm细粒级在离心液和滤液中的脱除率约为50%,脱水产物外在水分不大于16.50%。LWZ系列沉降过滤式离心脱水机工艺指标见表5。需指出的是脱水产物水分、固体回收率等工艺指标与人料性质有很大关系。表5LWZ系列沉降过滤式离心脱水机工艺指标…_3结语国华科技开发的高效、简化重介质选煤新工艺已广泛应用于中国选煤工业生产,使投资和加工费用降低了20%一40%,电耗降低了40%一60%,取得了良好的经济效益,极大地改变了中国选煤厂面貌,成为中国由选煤大国迈向选煤强国的一项重要标志。EffectiveandsimPletechnologyofdencemediumcoalPreParationandslurrywatertreatmentZHAOShu一yan(aTn邵hanGuohuaeTehnol门召,OC.,tLd.,aT刀君3han063020,hCinaAbstract:Introdueetheeffeetiveandsimpleteelinologyofdeneemediumeoalprepaartionandslu叮waterterat-statetheapplieationofthisnewteehnolo群oneoalwashe斗.Basedonthis,pointthatiteangreatlysaveen-andlowerenergyeonsumPtion.words:deneemediumeoalperparation:slu盯water;mediumeonsumption;eleaneoal:tailingsege如rkL口e百三赵树彦:高效、简化的重介质选煤及煤泥水处理新工艺