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摘 要：山西石港煤业有限责任公司选煤厂因煤质变化，原有块煤动筛分选精度低，末煤有时也不能满足电厂发热量的要求。针对石港矿煤质资料，分析了技术改造的方案和系统工艺设计，将原有动筛分选系统改为重介质浅槽分选系统；分选下限也由25mm降低至13mm。经过技术改造后，提高了分选系统对煤质变化的适应性，提高了系统的自动化水平，提高了经济效益。
关键词：块煤；技术改造；重介质浅槽分选机
1 选煤厂存在的问题
山西石港煤业有限责任公司选煤厂原有生产工艺为100～25mm粒度原煤采用动筛跳汰机排矸，动筛精煤直接作为块煤产品，-25mm末煤直接作为动力煤销售。
随着山西石港煤业有限责任公司井下煤质变差，原有动筛排矸工艺不能满足矿井生产和市场的需求，主要表现为：
（1）动筛跳汰机分选精度变差，矸石中夹带精煤现象严重，造成了精煤的损失。
（2）原煤煤质波动较大，造成块精煤质量不稳定，不能满足用户对块煤产品质量的要求。
（3）-25mm末煤质量不稳定，不能满足用户对动力煤产品质量的要求。
山西石港煤业有限责任公司选煤厂原有工艺落后，没有考虑到煤质变化对工艺系统的影响，适应性差，不能满足市场对洗选产品的要求。针对以上问题，增强生产系统的灵活性和适应性，满足用户对产品的要求，决定对选煤厂生产系统进行技术改造。
2 技术改造方案
2.1煤质资料分析
本次技术改造分析采用的资料是山西石港煤业有限责任公司原煤筛分浮沉资料。原煤筛分试验报告表见表1，根据资料可以看出：原煤灰分为40.74%，煤质较差；25-13mm块煤灰分达56.47%，若直接掺入末煤中作为动力煤会造成动力煤煤质变差。因此，分选下限应由25mm降至13mm，20-13mm块煤分选后可以作为小块产品，也可以掺入末煤中以保证动力煤质量。
根据浮沉资料，入选原煤综合级+2.0kg/l含量高达48.36%，说明矸石含量大；1.5～1.8kg/l含量均在5%以下，中间密度计含量低，可选性较好。
2.2选煤方法
目前，可以替代动筛跳汰机且分选效果较优的块煤分选方法，成熟的有重介质斜/立轮分选和重介质浅槽分选。
（1）重介质斜/立轮分选
重介质斜/立轮分选具有分选精度高，分选粒级宽的特点，但近年来我国已经很少使用，主要原因是体积过大，结构复杂、设备价格高、维护困难，配套系统复杂，建设及生产费用偏高。因此，不采用该分选方法。
（2）重介质浅槽分选
重介质浅槽分选机是利用煤和矸石在重介悬浮液中由于密度的不同而自然分层来完成分选，属专用于处理块煤的高效分选设备，近年广泛应用于各类动力煤选煤厂块煤分选作业。浅槽分选机的分选长度一般只有 1.6～1.8m，煤和矸石在悬浮液中的停留时间很短，大约是普通跳汰机的 1/5～1/8、动筛跳汰机的 1/2～1/3；煤和矸石在浅槽内的运动十分平稳，煤和矸石在悬浮液中很少相互挤压摩擦，可认为是相对静态分选，因此可以最大限度地提高设备的分选精度，减轻分选作业产生的次生煤泥量。重介质浅槽分选机设备体积小，可以减少厂房体积，单台设备通过能力大，产品回收率高，对原煤入选量及粒度组成波动适应性强。此外，浅槽分选机结构简单，易于操作和维护，易损件为刮板更换方便，分选工艺布置简单、能耗低，生产成本低。
技术改造确定采用重介质浅槽分选工艺作为动筛跳汰机的替代工艺。
3 系统工艺
根据前面的煤质分析与选煤方法的比选结果以及重介质浅槽分选机的入料粒度要求，最终确定生产系统选煤工艺为：原煤准备至-100mm，100～13mm块煤采用重介质浅槽分选，重介质浅槽分选系统粗煤泥采用高频筛+煤泥离心机脱水回收，重介质浅槽分选系统细煤泥采用浓缩机+压滤机回收。最终产品平衡表见表2。
改造后的重介质浅槽分选系统工艺流程如下：
（1）重介质分选系统
100～13mm块煤采用重介质浅槽分选机进行分选，分选出精煤和矸石两种产品。
（2）产品脱介、脱水系统
重介质浅槽分选机溢流经固定筛、精煤脱介脱水筛后作为精煤产品运输至产品仓上进行产品分级和储存；浅槽分选机矸石经固定筛、矸石脱介脱水筛后直接作为矸石产品。
（3）介质回收及添加系统
精煤固定筛下分流后的合格介质、精煤脱介筛下合格介质、矸石固定筛及脱介筛下的合格介质均返回合格介质桶循环使用。精煤固定筛下合格介质分流部分及精煤、矸石稀介质进入磁选机进行磁选，磁选精矿返回合格介质桶循环使用。介质添加采用磁铁粉加水配制成浓介质，输送至介质系统使用。
（4）煤泥回收系統
磁选尾矿进入分级旋流器分级，分级旋流器底流进入高频筛+煤泥离心机脱水，回收粗煤泥掺入末煤产品中；分级旋流器溢流采用浓缩机+压滤机回收，作为煤泥产品。
4 应用效果
山西石港煤业有限责任公司选煤厂技术改造完成后，合格介质密度以1.55～1.60kg/l进行操作控制，块煤灰分控制在16%以下并实现精确调节；介耗在0.4kg/t以下，矸石中带煤量在1%以下；改造后，从未发生过矸石带煤情况，取得了比较好的经济效益和社会效益。
5 结束语
山西石港煤业有限责任公司选煤厂技术改造后，将原有落后的动筛排矸系统改为重介质浅槽分选系统，分选下限由25mm降低到了13mm，增加了对煤质波动的适应性，提高了分选精度，保证了系统运行的可靠性，具有很大的推广性。
参考文献：
[1]戴少康.选煤工艺设计使用技术手册（第二版）[M].北京：煤炭工业出版社，2016.
[2]谢光元.选矿学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2001.
[3]李慧，辛忠伟，李新宏. 重介浅槽分选机工作机理与结构设计探讨[J].中国矿业，2009（12）：427-430
关键词：块煤；技术改造；重介质浅槽分选机
1 选煤厂存在的问题
山西石港煤业有限责任公司选煤厂原有生产工艺为100～25mm粒度原煤采用动筛跳汰机排矸，动筛精煤直接作为块煤产品，-25mm末煤直接作为动力煤销售。
随着山西石港煤业有限责任公司井下煤质变差，原有动筛排矸工艺不能满足矿井生产和市场的需求，主要表现为：
（1）动筛跳汰机分选精度变差，矸石中夹带精煤现象严重，造成了精煤的损失。
（2）原煤煤质波动较大，造成块精煤质量不稳定，不能满足用户对块煤产品质量的要求。
（3）-25mm末煤质量不稳定，不能满足用户对动力煤产品质量的要求。
山西石港煤业有限责任公司选煤厂原有工艺落后，没有考虑到煤质变化对工艺系统的影响，适应性差，不能满足市场对洗选产品的要求。针对以上问题，增强生产系统的灵活性和适应性，满足用户对产品的要求，决定对选煤厂生产系统进行技术改造。
2 技术改造方案
2.1煤质资料分析
本次技术改造分析采用的资料是山西石港煤业有限责任公司原煤筛分浮沉资料。原煤筛分试验报告表见表1，根据资料可以看出：原煤灰分为40.74%，煤质较差；25-13mm块煤灰分达56.47%，若直接掺入末煤中作为动力煤会造成动力煤煤质变差。因此，分选下限应由25mm降至13mm，20-13mm块煤分选后可以作为小块产品，也可以掺入末煤中以保证动力煤质量。
根据浮沉资料，入选原煤综合级+2.0kg/l含量高达48.36%，说明矸石含量大；1.5～1.8kg/l含量均在5%以下，中间密度计含量低，可选性较好。
2.2选煤方法
目前，可以替代动筛跳汰机且分选效果较优的块煤分选方法，成熟的有重介质斜/立轮分选和重介质浅槽分选。
（1）重介质斜/立轮分选
重介质斜/立轮分选具有分选精度高，分选粒级宽的特点，但近年来我国已经很少使用，主要原因是体积过大，结构复杂、设备价格高、维护困难，配套系统复杂，建设及生产费用偏高。因此，不采用该分选方法。
（2）重介质浅槽分选
重介质浅槽分选机是利用煤和矸石在重介悬浮液中由于密度的不同而自然分层来完成分选，属专用于处理块煤的高效分选设备，近年广泛应用于各类动力煤选煤厂块煤分选作业。浅槽分选机的分选长度一般只有 1.6～1.8m，煤和矸石在悬浮液中的停留时间很短，大约是普通跳汰机的 1/5～1/8、动筛跳汰机的 1/2～1/3；煤和矸石在浅槽内的运动十分平稳，煤和矸石在悬浮液中很少相互挤压摩擦，可认为是相对静态分选，因此可以最大限度地提高设备的分选精度，减轻分选作业产生的次生煤泥量。重介质浅槽分选机设备体积小，可以减少厂房体积，单台设备通过能力大，产品回收率高，对原煤入选量及粒度组成波动适应性强。此外，浅槽分选机结构简单，易于操作和维护，易损件为刮板更换方便，分选工艺布置简单、能耗低，生产成本低。
技术改造确定采用重介质浅槽分选工艺作为动筛跳汰机的替代工艺。
3 系统工艺
根据前面的煤质分析与选煤方法的比选结果以及重介质浅槽分选机的入料粒度要求，最终确定生产系统选煤工艺为：原煤准备至-100mm，100～13mm块煤采用重介质浅槽分选，重介质浅槽分选系统粗煤泥采用高频筛+煤泥离心机脱水回收，重介质浅槽分选系统细煤泥采用浓缩机+压滤机回收。最终产品平衡表见表2。
改造后的重介质浅槽分选系统工艺流程如下：
（1）重介质分选系统
100～13mm块煤采用重介质浅槽分选机进行分选，分选出精煤和矸石两种产品。
（2）产品脱介、脱水系统
重介质浅槽分选机溢流经固定筛、精煤脱介脱水筛后作为精煤产品运输至产品仓上进行产品分级和储存；浅槽分选机矸石经固定筛、矸石脱介脱水筛后直接作为矸石产品。
（3）介质回收及添加系统
精煤固定筛下分流后的合格介质、精煤脱介筛下合格介质、矸石固定筛及脱介筛下的合格介质均返回合格介质桶循环使用。精煤固定筛下合格介质分流部分及精煤、矸石稀介质进入磁选机进行磁选，磁选精矿返回合格介质桶循环使用。介质添加采用磁铁粉加水配制成浓介质，输送至介质系统使用。
（4）煤泥回收系統
磁选尾矿进入分级旋流器分级，分级旋流器底流进入高频筛+煤泥离心机脱水，回收粗煤泥掺入末煤产品中；分级旋流器溢流采用浓缩机+压滤机回收，作为煤泥产品。
4 应用效果
山西石港煤业有限责任公司选煤厂技术改造完成后，合格介质密度以1.55～1.60kg/l进行操作控制，块煤灰分控制在16%以下并实现精确调节；介耗在0.4kg/t以下，矸石中带煤量在1%以下；改造后，从未发生过矸石带煤情况，取得了比较好的经济效益和社会效益。
5 结束语
山西石港煤业有限责任公司选煤厂技术改造后，将原有落后的动筛排矸系统改为重介质浅槽分选系统，分选下限由25mm降低到了13mm，增加了对煤质波动的适应性，提高了分选精度，保证了系统运行的可靠性，具有很大的推广性。
参考文献：
[1]戴少康.选煤工艺设计使用技术手册（第二版）[M].北京：煤炭工业出版社，2016.
[2]谢光元.选矿学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2001.
[3]李慧，辛忠伟，李新宏. 重介浅槽分选机工作机理与结构设计探讨[J].中国矿业，2009（12）：427-430