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读了本文,才知道我们过去选煤方法的选择有多片面
发表日期:2017-09-10 21:55:38   

—、选煤方法选择的原则
选煤方法的选择是制定选煤工艺流程的核心问题,其选择应遵循的原则是:

(1)分选效率高,工艺技术先进、可靠。
(2)易于实现自动控制,节能。
(3)能分选出质量符合要求的产品,综合经济效益好。

二、选煤方法选择的依据及相关因素
选煤方法的选择与多种因素相关,过去《设计规范》规定,基本上只根据原煤可选性的难易一个条件简单地确定选煤方法的做法是不全面的。选择选煤方法应该有一个更科学、更全面的依据。所以,新颁《设计规范》5.1.7条 (黑体字为强制性条文)明确规定,“选煤方法应根据原煤性质(如粒度组成、 密度组成、可选性、可浮性、硫分构成及其赋存特性、矸石岩性)、产品要求、分选效率、销售收入、生产成本、基建投资等相关因素,经过技术经济比较后确定”。

上述条文的核心要求是应根据具有代表性的可选性资料,统筹考虑与分选工艺相关的各种因素,通过技术经济量化比较来确定分选方法。这是新规范与旧规范最主要的区别和进步点之一。

下面扼要阐述几种相关因素与确定选煤方法的关系,并通过实例加以佐证,以便进一步加深对上述《设计规范》5. 1.7条规定的理解。

(1)当原煤中块矸含量很多,特别是矸石的岩性又属于易泥化的泥岩或炭质泥岩时,则宜采用动筛跳汰机预排矸,将大块泥岩矸石尽早地从系统中排除,这样对后续主选工艺和煤泥水系统十分有利。动筛跳汰机允许入料粒度上限可高达300-400 mm,且具有处理量大、排矸精度高(I =0.09-0.11)、循环水量少、洗水自成闭环、生产成本低廉等优势。在只需进行排除大块矸石的分选条件下,上述优势可得以充分发挥。比用浅槽重介质分选机等块煤分选设备要合理有利得多。但动筛跳汰机的弱点是有效分选粒度下限只能达35(30) mm,单机处理能力不如浅槽重介质分选机大,所以在使用范围上受到一定限制。一般在特大型选煤厂设计中需设置预排矸环节时,若采用动筛跳汰机台数过多或需预排矸的粒度下限小于30 (25) mm,则可改用单机处理能力大、分选粒度下限低的浅槽重介质分选机替代,以减少系统数量。

目前采用动筛跳汰机预排矸分选工艺的比较多,但对采用该工艺合理的入料煤质条件往往缺乏深入分析。例如:

——没有充分考虑动筛跳汰机的排料机构的特殊形式,比较适合分选矸石含量多的物料。含矸量太少的原煤采用动筛跳汰机排矸,不利于动筛跳汰机处理能力的充分发挥,将导致相应增加动筛跳汰机选型台数。有的设计不管入料中矸石所占的比例是否合理,在矸石含量很少的情况下,就盲目采用动筛跳汰机预排矸。一般入料中矸石含量所占的最佳比例应为30% - 50% 。

——不少设计将动筛跳汰机分选下限定为25 mm,明显低于德国KHD公司(动筛跳汰机原创研制单位)提出的动筛跳汰机合理分选下限宜>35 mm 的要求。分选下限定为25 mm还存在其他诸多弊端,例如,筛孔直径为25 mm的干法分级筛分效率不高,将导致筛上物限下率增高,难以达到动筛跳汰机要求入料中限下率低于5%的标准,限下率超标势必影响动筛跳汰机分选效果。建议在设计运用中,宜适当提高动筛跳汰机分选下限。

【实例】陕西神府矿区(南区)xxx矿选煤厂(6.00Mt/a),《可研报告》采用动筛跳汰机预排矸。而该矿原煤矸石含量总体就少,块矸含量更少,>50mm块原煤中的矸石含量不足9% (占本级)。采用动筛跳汰机预排矸不尽合理。因为含矸量太少的原煤采用动筛跳汰机排矸,不利于动筛跳汰机处理能力的充分发挥。将导致相应增加动筛跳汰机选型台数,增加投资。

(2)跳汰机对易选煤的分选精度并不亚于重介质选煤。但在分选难选煤时的分选效率与重介质选煤相比有一定差距。另外,有关研究表明,跳汰机对 2-3mm以下粉煤的分选精度明显变差,精煤损失大。所以在采用跳汰选煤时,除需考虑可选性外,还需考虑粒度组成,特别是对含3mm以下粉煤量大的原煤更要格外慎重。现以汾西矿区某选煤厂设计的教训为例,来说明原煤粒度组成对确定选煤方法的重要影响。

【实例】汾西矿区x xx选煤厂入选原煤为特低硫、特低磷主焦煤,但粒度、密度组成存在以下问题。


粒度组成:原煤极易粉碎,末、粉煤含量特别大。其中<13 mm末煤的产率占原煤的80%以上;<3 mm的粉煤产率高达47.9%,约占原煤总量的一半;<0.5mm原生煤泥含量为17.66%。可谓粉、末煤含量大的原煤典型。


浮沉特性:原煤中轻产物含量少,且内在灰分高,其中,<1.4kg/L密度级浮物累计量仅为43%;累计灰分已达9.20%;当精煤灰分要求为10.5%时,δ±0.1含量为33%仍属难选煤。


对于这种粉、末煤含量极大,且可选性亦难的原煤,原设计采用了传统的混合跳汰分选工艺。且不论跳汰选煤对难选煤能否胜任,单就粉、末煤量如此之大这一点而言,就不宜选择跳汰选煤。因为跳汰机分选粉煤,特别是分选3mm以下的粉煤时,透筛损失大,分层效果差,分选效率明显降低。这一点在该厂的生产实践中也得到了充分证实。该厂建成投产后,由于跳汰机精煤损失大,精煤产率过低,生产亏损严重,不得不长期关门停产。这就是由于对原煤筛分特性与选煤方法的相关关系认识不到位,导致选煤方法选择失误的典型实例。


(3)当用户要求出块煤产品时,采用有压入料重介质旋流器分选工艺就不利于保护块煤。因为入料离心泵叶片的高速搅动、强烈撞击,对煤有较强的破碎作用。

(4)当原煤中黄铁矿嵌布粒度比较细时,采用重介质旋流器分选,脱硫效果就比较好,有时还需配备煤泥重介质旋流器或螺旋分选机进行分选,才能有效脱除更细的黄铁矿微粒。

(5)当原煤中所含矸石的岩性为泥岩时,因其遇水极易泥化的特殊性质,在采用重介质选煤方法分选,特别是采用有压入料重介质旋流器分选时,应格外慎重。主要考虑到泥岩矸石经混合桶悬浮液浸泡后,再经入料离心泵叶片高速搅动、强烈撞击,定会大量被泥化。混入悬浮液的高灰泥质会大大增加悬浮液中非磁性物含量,将引起工作悬浮液的密度、黏度等特性参数的改变,导致分选效果变坏。而且也会给脱介和介质系统带来一系列麻烦。在这种条件下,采用无压入料重介质旋流器分选比较合理,无压入料重介质旋流器是泥化程度最轻的选煤方法之一,有利于减少次生煤泥量。下面仅举一例进一步说明。

【实例】陕北榆神矿区x xx动力煤选煤厂(4.00 Mt/a),入选煤类为长焰煤。本矿煤质方面的最大特点是多数煤层的顶、底板及夹矸岩性均为泥岩, 遇水易崩解、易泥化。然而设计选煤工艺采用原煤全部入选工艺:50- 1.5mm采用选前脱泥有压入料两产品重介质旋流器分选,1. 5-0.15mm粗煤泥采用螺旋分选机分选,<0.15mm细泥采用压滤机直接回收。


自试生产调试以来,主要入选本矿井开采的4-2号煤层原煤,该煤层平均含有厚200mm泥岩夹矸和泥岩伪顶。存在的主要问题是即便在入选煤量不大 (平均实际入选煤量不足设计额定能力的1/5)的情况下,洗水很快变黑、变稠,煤泥水系统能力严重不足,煤泥处理不了,导致循环水池液位不断上涨、 溢出,开车仅几个小时,便无法生产。究其原因,主要有以下两点:


——设计采用有压入料重介质旋流器分选方式,产生次生煤泥量大。入料经离心泵叶片高速搅动、强烈撞击,原煤中所含泥岩矸石大量被泥化。据现场实测,进入浓缩机的<0.15mm细泥量占原煤总量的18%,比原设计预测值5.23%高出近3.5倍。结果造成煤泥水系统能力严重不足。


——泥岩矸石遇水泥化后,不易沉降,压滤效果变差,按常规选型的浓缩机、压滤机面积明显不够,细泥得不到及时回收,大量积聚在洗水中,导致循环水很快变黑、变稠,循环水池液位不断上涨、溢出。


后来增建一座压滤车间,在原设计3台压滤机(300 m2/台)的基础上,再增加6台压滤机(400 m2/台),压滤面积增加2倍多,增加投资近1500万。


这可谓因选煤方法选择不当带来一系列问题的典型警示范例,也是体现矸石岩性对选煤方法选择的影响程度的典型实例。


对这种含有大量易泥化的泥岩矸石的原煤,比较妥当的分选方法宜先采用动筛跳汰机预排矸,将大块泥岩矸石尽早地从系统中排除,这样对后续主选工艺和煤泥水系统十分有利。其后若需全部入选,也宜采用无压入料重介质旋流器分选比较合理,无压入料重介质旋流器是泥化程度最轻的选煤方法之一,有利于减少次生煤泥量,减轻煤泥水系统的负荷。其实,像该矿这样内在灰分低、<1.4kg/L密度级轻产物产率高达80%、中间产物少、可选性好的原煤, 若产品方向定位为动力煤和煤化工原料,则大可不必全部入选,采用>13 (25)mm块煤重介质浅槽分选机排矸工艺,<13 (25) mm末煤不洗选,块煤产品可作气化原料,末煤直接作电煤就比较经济合理。

据了解,同在榆神矿区位置紧邻本项目的另一座xx矿井选煤厂的二期工程,设计规模为10.00 Mt/a。因两井田边界相连,煤层结构、煤质条件基本相同。设计在充分汲取本项目因矸石泥化严重影响生产的教训的基础上,果断放弃了原煤全部入选的打算,改为采用200-25 mm的大块原煤进重介浅槽排矸分选,<2 mm末煤暂不分选的加工原则。该工艺不仅符合本区煤质条件,满足目标市场要求,而且避免了重蹈覆辙。

(6)在西北严重干旱缺水地区,干法分选则独具优势。可以不用洗水便可使原煤得到一定的分选。它比较适用于褐煤、易泥化煤、劣质煤、易选煤的排矸分选。实践表明,我国研发的复合式干法选煤是可供采用的新型干法分选方式。

 

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