王坡选煤厂介质消耗优化管控研究.pdf

王坡选煤厂介质消耗优化管控研究李鹏波,申迎松,高贯兴,李丙胜,吴科科,郝首伟(山西天地王坡煤业有限公司,山西 晋城 048021)摘 要:为了提高精煤产率,选煤厂提高了末煤入洗率,入洗介耗由 0.62 kg/t 增加到0.95 kg/t,介质消耗显著增加。针对介质消耗高的问题,从产品带介和尾矿带介两个指标进行了研究,分析介质消耗增大的主要原因。同时,在技术和管理方面,对介质系统进行了优化和管控,入洗介耗降低至 0.75 kg/t,降耗效果显著。关键词:产品带介;尾矿带介;精煤产率;介质消耗;介质循环中图分类号:TD947 文献标识码:A 文章编号:1005-8397(2023)06-0050-04Optimization and controlment of medium consumption in Wangpo Coal Preparation PlantLI Peng-bo,SHEN Ying-song,GAO Guan-xing,LI Bing-sheng,WU Ke-ke,HAO Shou-wei(Shanxi Tiandi Wangpo Coal Mining Co.Ltd.,Jincheng,Shanxi 048021,China)Abstract:In order to improve the clean coal production rate,the rate of coal washing was increased in Wangpo Coal Preparation Plant,resulting in the medium consumption per don of washing coal increasing from 0.62 kg to 0.95 kg.The problems of medium consumption were studied from two indexes of production with medium and tailing with medium in order to analyse the major reason of raise of medium consumption.Meanwhile,the system of medium consumption was optimized and controlled In terms of technology and management.,and the medium consumption per don of washing coal reduced to 0.75 kg.Keywords:production with medium;tailings with medium;the clean coal production rate;medium consumption;medium circulation收稿日期:2023-03-12 DOI:10.16200/ki.11-2627/td.2023.06.013作者简介:李鹏波(1985),男,山西晋城人,2013 年毕业于山东科技大学矿物加工工程专业,工学硕士,山西天地王坡煤业有限公司高级工程师。引用格式:李鹏波,申迎松,高贯兴,等.王坡选煤厂介质消耗优化管控研究 J.煤炭加工与综合利用,2023(6):50-53.山西天地王坡煤业有限公司选煤厂(以下简称王坡选煤厂)是一座设计能力为 3.0 Mt/a 的矿井型无烟煤选煤厂,入选原煤全部来自王坡矿井。该厂采用 100 13 mm 块煤重介浅槽分选、130.5 mm 末煤三产品重介旋流器分选、0.50.15 mm 粗煤泥 TBS 分选、-0.15 mm 细煤泥板框压滤回收的联合分选工艺流程,主要产品为化工造气用块煤及动力用末煤。介质消耗的高低是重介选煤厂生产系统中各环节综合管理水平的体现1。我国铁矿资源极其短缺2-4,降低介耗不仅可以杜绝铁矿资源浪费,还可以降低选煤厂生产成本,提高企业经济效益。选煤厂都很重视介质消耗的管控5-10,从技术和管理层面上采取多项措施来降低介质消耗,比如使用横向防糊脱介筛网、磁选机尾矿溢流调节、选前脱粉、喷水定压、介质质量管控、循环工艺优化等。1 介质工艺1.1 介质添加工艺王坡选煤厂采用重介分选工艺。图 1 为选煤厂介质添加工艺系统图。在加介过程中,通过水冲介质方式进行加介。水冲介质通过泵打到磁选机内,经过磁选机的净化和回收作用,磁选精矿进入浓介桶,作为生产备用,磁选尾矿进入稀介桶。当生产需要介质时,开启对应阀门,将浓介桶的介质通过泵打到块煤合格介质桶或者混料桶内,及时补充介质。05煤炭加工与综合利用 CAL PROCESSING&COMPREHENSIVE UTILIZATION No.6,2023图 1 王坡选煤厂介质添加工艺系统1.2 介质循环工艺图 2 为选煤厂的介质循环示意图。块煤和末煤的介质循环系统互相独立,互不干扰。对于块煤介质循环系统,块煤脱介筛合介段脱介回收得到块煤合格介质,稀介段进行喷水回收得到稀介质,稀介质经块煤磁选机回收后,磁选精矿进入块煤合格介质中,磁选尾矿进入分级脱泥筛。对于末煤系统,经固定筛板和末煤脱介筛合介段回收得到末煤合格介质,稀介段进行喷水回收得到稀介质,稀介质经末煤磁选机回收后,磁选精矿进入末煤合格介质中,磁选尾矿进入分级脱泥筛。在块煤系统和末煤系统中,分别设置有独自的分流箱,来实现介质的脱泥。图 2 王坡选煤厂介质循环工艺系统2 存在问题毛煤经带式输送机进入筛分破碎车间,经除铁器除铁后,进入筛孔 100 mm 的分级筛分级,筛上物经人工检查性手选和破碎后,与筛下物一起进入 13 mm 分级筛分级(由于毛煤水分高,筛分效率低,只能筛出部分-13 mm 粒级的末煤),筛下末煤经输送机转载进入末原煤棚,作为末原煤产品销售,筛上物经带式输送机运至主厂房。为了提高公司经济效益,对筛分破碎车间 13 mm分级筛入料溜槽进行了改造,增加一旁路溜槽,在其下方安装给煤机,通过调整给煤机频率(一般为 45 Hz),让部分物料不经 13 mm 筛选直接至主厂房带式输送机,增大原煤入洗率,从而提高精煤产率。原煤进入主厂房后,首先进入一台分级脱泥筛,分为 100 13 mm 块煤、13 1 mm末煤和筛下煤泥水(-1 mm)。块煤直接进入重介浅槽进行分选,末煤进入三产品重介旋流器进行分选,筛下煤泥水进入煤泥水处理系统。入洗原煤改造前后相关产品产率见表 1。表 1 改造前后相关产品比例产品(或指标)产率/%改造前改造后变化/百分点入洗率59.270.511.3洗中块(30100 mm)8.58.60.1洗小块(1330 mm)13.213.40.2末原煤(-13 mm)40.829.5-11.3末精煤(113 mm)12.620.37.7通过表 1 可知,改造后块煤系统产率无明显变化,末精煤产率增大 7.7 个百分点。在生产过程中,末精煤小时带煤量也由 120 t/h 提升至200 t/h,在介质消耗上主要表现为:末煤系统介质消耗显著,需要经常补介;块煤系统的块煤合介桶液位增加,经常处于高位,需要经常打分流来降低液位,保障生产;介质消耗增加,入洗介耗由 0.62 kg/t 增加到 0.95 kg/t。3 分析及对策3.1 数据跟踪针对上述问题,重点跟踪了相关带介指标,具体数据见表 2。改造前,块煤系统和末煤系统相关产品带介和尾矿带介均处于正常范围内。改造后,末煤入洗量增加,尽管采取了增大喷水措施,但末煤洗选产品带介仍有所增大,尾矿带介无明显变化;块煤入洗量不变,块煤洗选产品带介无明显变化,但是尾矿带介却显著增大。152023 年第 6 期李鹏波,等:王坡选煤厂介质消耗优化管控研究3.2 原因分析在末煤系统中,由于末煤入洗量增大,脱介筛物料变厚,部分介质在稀介段未脱掉,直接进入产品中,造成产品带介增大。虽然增大喷水提高了稀介段的介质回收量,但末煤系统磁选机入料浓度未发生明显变化(见表 3),说明稀介段的介质回收增加量与喷水增大量基本呈正比,磁选机尾矿带介基本不变。因此,末煤系统介质消耗增加主要原因为产品带介增大。表 2 改造前后产品和尾矿带介系统产品或设备带介改造前改造后备注块煤系统洗中块0.007%0.008%产品带介洗小块0.015%0.014%产品带介块矸石0.011%0.012%产品带介磁选机(340)0.06 g/L0.25 g/L尾矿带介末煤系统末精煤0.035%0.042%产品带介末中煤0.038%0.047%产品带介末矸石0.042%0.051%产品带介磁选机(359)0.07 g/L0.08 g/L尾矿带介磁选机(360)0.06 g/L0.07 g/L尾矿带介表 3 改造前后部分关键指标数据系统明细项目类别改造前/(gL-1)改造后/(gL-1)块煤系统磁选机(340)入料浓度(分流)160195磁选机(340)入料浓度(未分流)120123末煤系统磁选机(359)入料浓度125129磁选机(360)入料浓度123128离心液带介1580在块煤系统中,块煤产量未发生明显变化,产品带介基本不变,但是磁选效果变差,主要体现在尾矿带介增大上。虽然块煤和末煤的介质系统互相独立,但是由于现场空间限制,末煤系统的离心机滤液进入了块煤系统的稀介桶中。末煤产品增大,必然造成进入离心机的产品带介量较大,在离心力的作用下,精煤产品的部分介质随离心液进入块煤稀介桶中,由于块煤磁选机的回收作用,块煤系统的浓介量增大,远大于块煤产品带介量,密度变高,在补水的作用下,块煤合介桶液位增高。为了降低块煤合介桶液位,一般习惯打分流来降低液位,但增大了块煤磁选机入料浓度,造成尾矿带介增大。因此,改造后末煤系统部分介质明显窜入块煤系统中,造成块煤系统液位和密度出现异常现象,最终导致介耗增加。末煤产量显著增大,但产品带介未明显增大,离心液带介量显著增大(见表 3),说明末煤系统部分介质窜入块煤系统中。综上所述,改造后介质消耗增大原因为:末煤入洗量增大,造成末煤洗选产品带介量增大;在末煤洗选产品脱水环节,部分介质随离心液窜入块煤系统中,最终从块煤磁选机尾矿中损失。3.3 解决对策由于末煤入洗量增大,产品带介增大。在块煤系统中,为了降低块煤合介桶液位来保障正常生产,才进行分流操作,最终造成介质消耗增加,成为主要影响因素。针对介质消耗存在的问题,提出以下解决对策:(1)技术方面:在块煤合介泵出料端增加一支路,安装电动阀门,纳入 PLC 控制系统中,保障部分介质物料可以从块煤合介桶转向混料桶。当部分介质从末煤系统窜入块煤系统中,造成块煤合介桶液位增高、混料桶液位和密度降低时,远程开启阀门,使块煤合介桶内的介质转移至混料桶,既降低了块煤合介桶的液位,还为混料桶补充了介质,有效保障生产,降低介质消耗。(2)管理方面:为了降低块煤磁选机入料浓度,适当减少分流量。表 4 为不同分流开度的尾矿带介明细。采用翻板式分流箱,当分流开度在0%35%时,分流物料全部去往块煤合介桶;当分流开度在 65%100%时,分流物料全部去往稀介桶;当分流开度在 35%65%时,分流物料部分去往块煤合介桶,部分去往稀介桶。在生产过程中,既要保持分流来减少介质中的煤泥含量,还限制分流开度,结合尾矿带介情况,一般设定分流开度为 40%45%。采取了上述措施后,在提高末煤入洗率的前提下,吨入洗介耗降低为 0.75 kg/t,降耗显著。表 4 不同分流开度的尾矿带介量分流开度/%303540455055606570尾矿带介/(gL-1)0.070.080.100.130.250.350.40.450.4725 煤炭加工与综合利用2023 年第 6 期4 结 论为了提高精煤产率,通过改造提高了末煤入洗率,造成入洗介耗由 0.62 kg/t 增加到 0.95 kg/t,介质消耗显著增加。结合生产工艺,通过关键数据跟踪,分析出了介质消耗增加的主要原因,并在技术和管理方面采取了多项措施,使得入洗介耗降至 0.75 kg/t,降耗效果显著,为类似选煤厂的介质管控提供了参考。参考文献1 耿长勇,董晓明,高 石,等.东露天选煤厂降低介耗的思考与 措施 J.煤炭 加 工 与 综 合 利 用,2022,(12):55-59.2 黄金华,丘世澄,阮华东.半自磨介质消耗与产品粒度特性优化研究 J.现代矿业,2021,37(8):254-257.3 陈伟鹏,庞雅丹,陈晓丹,等.高铁煤泥直接还原铁精矿粉研究 J.矿冶工程,2020,40(1):81-84.4 陈 雯,周 峰,郑 程,等.铁矿石中全铁含量的检测 J.冶金管理,2021,(17):37-38.5 田 滔.南梁选煤厂降低介耗的探索与实践 J.煤炭加工与综合利用,2022,(12):19-23.6 巩 固.长平选煤厂降低介耗的生产实践 J.选煤技术,2022,50(3):70-74.7 师亚文,张 磊,康学刚.大柳塔选煤厂降低介耗实践J.洁净煤技术,2021,27(S1):133-136.8 袁永佰.影响重介系统介耗原因及降低介耗方法 J.煤炭技术,2020,39(10):186-188.9 韩 峰,汪才飞,周建方,等.新河选煤厂降低介耗的研究与应用 J.煤炭加工与综合利用,2021,(11):18-21.10 李 涛.选煤厂降低介耗的方法探讨 J.煤,2022,31(7):94-95.(上接第 49 页)5 结 语石板选煤厂通过对多煤种原煤的均质化配洗制度的完善和配煤设施的优化,改善了入洗原煤的可选性,提高了分选效果,稳定了精煤质量,提高了洗煤效益,降低了生产成本,产生的效益在 4 000 万元以上,同时改善了职工作业环境,降低了职工劳动强度,取得了较好的经济效益和社会效益6-7。参考文献1 李 强,赵海峰.泊江海子选煤厂均质化配煤技术研究与应用 J.煤炭工程,2020,52(S1):30-33.2 尉斌斌.选煤厂煤质均质化技术 J.煤炭与化工,2017,40(6):121-122.3 董海成.选煤厂煤质均质化技术探索 J.企业导报,2014(8):115-116.4 冯 涛,王 洋.贵阳晴隆洁净煤项目原煤入洗方案探讨 J.能源技术与管理,2013,38(5):127-129.5 朱子玉,兰 健,赵玉文,等.选煤厂煤质均质化技术研究 J.煤炭加工与综合利用,2011(2):48-50.6 张其志,符福存.兴隆庄煤矿选煤厂动力配煤均质化技术 J.选煤技术,2008(4):72-74.7 张新源.我国动力煤配煤技术发展现状 J.选煤技术,2017(4):98-101.8 戴和武,马淑英,李连仲,等.动力配煤是燃料煤优化利用的发展方向 J.煤炭加工与综合利用,1997(5):51-54.9 杨国栋,高汉杰,韵金虎,等.选煤厂的均质化管理J.洁净煤技术,1999(3):50-51.10 史学锋,苟晓东,赵 伟,等.多煤层复杂煤质配洗入选方案的研究 J.选煤技术:1-7 2022-08-23.DOI:10.16447/ki.cpt.2022.03.017.352023 年第 6 期李鹏波,等:王坡选煤厂介质消耗优化管控研究