华阳二矿选煤厂二次浮选工艺改造研究.pdf

第46 卷第8 期2023年8 月煤矿安全环保与煤炭加工华阳二矿选煤厂二次浮选工艺改造研究煤炭与化工Coal and Chemical IndustryVol.46 No.8Aug.2023姚一伟（华阳集团选煤质量管理中心，山西阳泉0 45 0 0 0）摘要：煤炭洗选是煤炭清洁能源利用的源头，是提高煤炭质量的关键。本文针对常规浮选工艺在处理高灰、高细泥含量煤泥时，普遍存在分选精度不高、精煤灰分偏高、分选效果稳定性较差的问题，以华阳二矿选煤厂为研究对象，对该选煤厂进行二次浮选工艺改造。通过对比改造前后技术指标，结果表明，经过改造后，可有效降低浮选精煤灰分，提高精煤出产率，有助于提高企业技术水平和经济效益。关键词：浮选工艺；二次浮选；精煤；灰分中图分类号：TD92Study on the transformation of secondary flotation processin Huayang No.2 Coal Preparation Plant(Huayang Group Coal Preparation Quality Management Center,Yangq uan 045000,China)Abstract:Coal washing is the source of coal clean energy utilization and the key to improve the quality of coal.In thispaper,aiming at the problems of low separation accuracy,high ash content of clean coal and poor stability of separationeffect in the treatment of coal slime with high ash and high fine mud content by conventional flotation process,the coalpreparation plant of Huayang No.2 Mine is taken as the research object,and the secondary flotation process transformationof the coal preparation plant is carried out.By comparing the technical indicators before and after the transformation,theresults show that after the transformation,the ash content of flotation clean coal can be effectively reduced,the yield of cleancoal can be improved,and the technical level and economic benefits of enterprises can be improved.Key words:flotation process secondary flotation;clean coal;ash文献标识码：BYao Yiwei文章编号：2 0 9 5-5 9 7 9（2 0 2 3）0 8-0 110-0 4适合。因此，本文以华阳二矿选煤厂为例，将常规1概况一次浮选工艺，改造为二次浮选工艺，即在完成一在煤矿洗选加工作业中，浮选工序是处理高灰次浮选后，再进行一次浮选。细粒煤泥的有效措施，现阶段我国大部分选煤企业华阳二矿选煤厂隶属于华阳集团，始建于通过参数设定控制浮选指标，工艺操控简单、效率1978年，初始设计能力1.5 Mt/a，经多次扩建2 0 0 6高。但随着综采技术的广泛应用以及长期开采造成年原煤处理能力达到7.0 Mt/a，2 0 0 8 年达到为8.0的原煤中高灰细泥含量的提高，采用常规一次浮选Mt/a，精煤产品为2 号喷粉煤，指标参数为粒度2 5工艺已经很难达到分选精度、灰分要求，洗选效果0mm，灰分Ad11.8%，水分Mt9.0%。华阳变差，而在相关政策影响下，用煤企业对煤炭的质二矿选煤厂拥有2 套独立的分选系统，工艺为不脱量要求越来越高，提高洗选工艺势在必行。改进洗泥无压给料三产品重介旋流器+煤泥浮选+尾煤选工艺可以从从工艺革新、设备投用、新型药剂等压滤，如图1所示。方面人手，其中工艺革新对已经投用的选煤厂较为责任编辑：张彤1D0I:10.19286/ki.cci.2023.08.027作者简介：姚一伟（19 7 9 一），男，山西应县人，助理工程师。引用格式：姚一伟.华阳二矿选煤厂二次浮选工艺改造研究J.煤炭与化工，2 0 2 3，46（8）：110-113，12 0.110姚一伟：华阳二矿选煤厂二次浮选工艺改造研究2023年第8 期原煤三产品重介旋流器浓缩矿浆准备器精煤一次脱介0.5 mm精煤二次脱介分流d0.5mm精煤离心脱水精煤磁选粉精煤尾矿桶粉精煤弧形筛高频筛煤泥离心脱水中煤一次脱介$0.5mm中煤二次脱介$0.5mm中研离心脱水粉中煤尾矿桶中研磁选分级旋流器粉中煤弧形筛煤泥离心脱水石一次脱介$0.5 mm研石二次脱介0.5mm原煤合格介质桶浮选加压过滤浓缩压滤生产清水煤泥精煤2改造必要性2.1煤泥浮选特性华阳二矿选煤厂入浮煤泥分步释放试验数据见表1。从理论角度而言，采用浮选工艺，可实现2号喷粉煤的工艺指标，且产率达到6 0%以上。表1华阳二矿选煤厂分布释放试验数据Table 1 Distribution release test data of HuayangNo.2 Coal Preparation Plant原煤编号产率/%灰分1%产率/%灰分1%产率1%灰分1%19.36219.33333.8415.37522.14相同试验条件下进行煤泥浮选试验，结果见表2。可以看到，浮选精煤灰分为13.8 5%，无法达到2号喷粉煤灰分指标（Ad11.8%），且尾煤灰分偏低，无法达到生产要求。造成这一问题的原因是人浮煤泥中高灰细泥含量偏高，精煤受到细泥污染；中煤图1华阳二矿选煤厂工艺流程Fig.1 Process flow of Huayang No.2 Coal Preparation Plant并且选择性偏差，尾煤出现跑煤现象。针对该情况，脱除精煤中的高灰细泥是工艺改造的重点。表2 华阳二矿选煤厂煤泥单元浮选试验数据Table 2 Flotation test data of slime unit in HuayangNo.2 Coal Preparation Plant产品名称产率1%灰分/%精煤65.89尾煤34.11人料100浮物累计沉物累计9.659.3610.2428.6811.5462.3038.9977.8849.46100研石2.2生产现状分析2.2.1浮选精煤灰分高9.63100.0010.0890.6010.8971.3216.5137.7223.8222.1413.8544.9124.2323.82华阳二矿选煤厂浮选精煤量大，占精煤产量25.29的40%左右。当浮选精煤灰分控制范围大于混精29.31煤灰分控制范围2 个等级时，只能通过重介降灰，45.06以牺牲产率实现精煤质量，造成重介浮选“背灰”49.37现象。2.2.2一次浮选精度低，三、四室灰分较高华阳二矿选煤厂浮选机单机试验数据见表3。从表3数据可知，一至四室灰分呈现递增趋势，且各室灰分差距大，三室、四室的灰分达到14.6 0%、17.56%，大大高于一室、二室灰分值，该情况是1112023年第8 期导致精煤灰分超标的主要原因。首先，人料细泥含量多（0.257.30.25 0.12516.840.125 0.07417.620.074 0.04510.810.51.52 7.770.5 0.256.0710.510.25 0.12512.3611.930.125 0.07417.513.470.074 0.04519.915.100.04542.6516.98合计10014.84尾矿1%13.47.1814.517.56 16.059.716.7611.1319.817.4445.7618.6373.1714.610011.78.9220.869.5820.9910.6512.5811.1832.2412.5910010.8515.8317.56来自重介煤泥水d30m浓缩机至浓缩压滤6二次浮选尾矿1%产率灰分1.636.431.975.388.3510029.3751.2863.8865.0164.1862.841.3311.51.1922.161.7140.763.9143.834.6349.2687.2358.8310056.44工艺改造前后生产指标对比见表6。改造前，一次浮选三室、四室精煤灰分不达标，精煤产率姚一伟：华阳二矿选煤厂二次浮选工艺改造研究表5 浮选工艺改造前后精煤灰分数据对比Table 5 Comparison of ash data of clean coal before and afterflotation process transformation1号精煤灰分/%项目1号系统2号系统1号系统2号系统改前11.83改后11.58两者差值-0.25二次浮选 0.0 7 4mm粒级的含量值9 1.8 6%，灰分约6 0%。可见，二次浮选高灰细泥大量排出，加压排料板数(吨煤)项目1号精煤1号系统2 号系统1号系统2 号系统改前0.107改后0.118差值0.011平均差值4.3尾矿产率降低，灰分升高，发热量降低改造前后煤泥指标数据见表7。经过工艺改造，压滤煤泥指标良好，较改造前灰分提高Table 7 Comparison of slime index before and after transformation煤泥灰分/%项目1号精煤1号系统2 号系统1号系统2 号系统改前51.36改后53.16差值2.2平均差值4.4经济效益分析以华阳二矿选煤厂每年洗选原煤2 30 万t进行效益计算，精煤产率增加0.7%，煤泥均价10 0 元/t，精煤8 30 元/计算。工艺改进后，产生经济效益约117 5.3万元。工艺改造投人资金2 0 5 万元，改造资金按照5a分摊。由于设备增加，油耗、电量有所增加，油耗增加值0.0 15 kg/t，电量增加主要来源为电机，包括7 台45 kW搅拌电机和4台2.2 kW刮泡电机。油价以市场价8.0 元/kg、电价0.5 5 元（kwh），进行核算。原煤处理能力以9 33th计算。忽略人工、管理成本，则费用增加约112.2 0 2 万元。实际2023年第8 期对精煤污染得到控制，脱泥效果显著。经过二次浮选，三室、四室精矿灰分降到10.8 5%，灰分下降效果明显。达到2 号喷粉煤指标；改造前后浮选精2号精煤灰分1%煤整体灰分下降0.2 5%。4.2浮精产量和质量11.8210.8311.5510.600.27-0.23平均差值-0.2 5Table 6 Comparison of production indexes before and after transformation2号精煤0.130.1040.1380.1150.0080.0110.01151.8753.892.012.0210.8710.61-0.26表6 改造前后生产指标对比浮选精煤占比混合精煤1%1号精煤2号精煤1号系统2 号系统1号系统2 号系统0.11931.070.13233.480.0132.14表7 改造前后煤泥指标对比煤泥产率/%2号精煤1号精煤1号系统2 号系统1号系统2 号系统51.8449.7853.2552.231.42.45低。改造后，增加二次浮选工序，相对于改造前，浮精量占混精量比例提升3.34%，尾矿灰分提升2.89%，精煤产率提升0.7%，精煤质量和产率有所提高。1号系统2 号系统1号系统2 号系统40.8826.6944.1029.003.222.313.342.02%，煤泥产率下降0.7 5%，发热量降低2.0 9MJ/kg，浮选效果提高。2号精煤9.309.918.109.41-1.2-0.5-0.75每年增加经济效益10 6 3.0 9 8 万元。通过工艺改造，年销售额增加10 0 0 余万元，同时缓解了重介“背灰”问题，提高了煤炭资源利用率。5 结 语本文对华阳二矿选煤厂存在的浮选精煤灰分偏高、洗选效果较差的问题进行分析，将该选煤厂浮选机三、四室改造成二次浮选工艺。实践表明，精煤灰分降低，浮精产量和质量显著提高，且尾矿产率降低，灰分升高，发热量降低，通过计算，每年可增加销售额10 0 0 余万元，经济效益显著。（下转第12 0 页）113尾矿灰分1%1号精煤2号精煤40.2953.5445.6956.325.402.789.8310.059.089.49-0.75-0.5655.7958.352.562.89煤泥热量/(MJkg*)10.89 11.738.80 10.06-2.09-2.0955.8659.123.2654.1657.102.942023年第8 期出量大，反之，则小。表310 3回风巷道掘进期间绝对瓦斯涌出量Table 3 Absolute gas emission during tunnelingof 103 return airway掘进距离/m瓦斯涌出量/(mmin-l)801.81152.221552.31952.392352.452752.463502.524 结 论（1）井田内主采煤层的瓦斯含量较低，5号和10 号煤层平均瓦斯含量分别为0.2 8 m/t和0.5m3/t；瓦斯成分以N2为主，煤系位于瓦斯风化带以内；影响瓦斯赋存的主要因素包括煤层顶底板岩性、地质构造和煤层埋藏深度等。（2）井田内瓦斯涌出的主要来源包括采煤工作面、掘进工作面和采空区，其中采煤工作面瓦斯涌出量占主导，煤矿瓦斯等级属于低瓦斯矿井；影响矿井瓦斯涌出量的地质因素主要包括瓦斯含量、地质构造、地下水、采煤工艺、开采强度等。（上接第113页）参考文献：1 谢广元.选矿学M.徐州：中国矿业大学出版社，2 0 0 1.2丁起鹏，桂夏辉.高灰难选细粒煤泥分选研究现状J.煤炭工程，2 0 10（5):2 8-31.3谢广元，吴玲，欧泽深，等.煤泥分级浮选工艺的研究J.中国矿业大学学报，2 0 0 5，11（6）：7 57-7 6 0.4张龙鑫，效妍，倪超.高灰难浮煤泥二次浮选试验研究J.煤炭工程，2 0 14，46（2)：2 2-2 4，2 7.5黄健华.斜沟煤矿选煤厂产品结构优化探析J.山西焦煤科技，2 0 16（2)：4-5.6王恒.临选煤厂二次浮选改造实践J.煤炭加工与综合(上接第116 页）更长的稳定周期，说明钻孔完整性得到有效保护，且抽采纯量保持在10.4 15.9m/min的高位区间，相对稳定周期较长，抽采效果较好。参考文献：1 黄春龙.高瓦斯矿井综采工作面瓦斯治理技术实践J.山东煤炭科技，2 0 2 0（12）：8 3-8 5.120煤炭与化工参考文献：1冯雨涛.青龙煤矿9号煤层瓦斯赋存影响因素及涌出量预测JJ.煤炭与化工，2 0 2 2，45（6）：110-112.2 孔胜利，杨洋，贾音，等.煤层瓦斯赋存特征及其关键地质因素影响研究J.煤炭科学技术，2 0 19，47（7）：53-58.3宋孝忠.黄河北煤田赵官井田煤层瓦斯赋存规律及主控因素J.煤田地质与勘探，2 0 19，47（1）：7 3-7 7.4王海军.盘关向斜火烧铺井田瓦斯赋存地质特征研究J.煤炭科学技术，2 0 19，47（12）：90-10 1.5蒋玉玺，孙绍栋，李宝林，等.宝雨山矿17 采区瓦斯分布特征分析J1.煤炭技术，2 0 2 0，39（11）：7 9-8 2.6熊昌银，杨仁涛，沈宝存，等.新疆拜城县众维煤矿煤层瓦斯赋存特征分析J.中国煤炭地质，2 0 2 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