1 实施技术改造前存在的主要问题
由于矿井采用综采技术,加之煤层结构变化频繁,导致毛煤含矸量及原生煤泥量大幅度上升,使得汪家寨选煤厂原煤筛分破碎系统、重介质分选系统、浮选系统、煤泥水处理系统等均不同程度地出现产能下降,生产指标远低于同比水平,生产效益大幅度下降。主要表现在以下几个方面:
(1)原煤直接作为电煤销售受阻,严重制约矿井生产。由于那罗寨煤矿煤层赋存条件较差,原煤灰分在44.5%左右,硫分达到2.7%上下,难以符合电煤质量要求。但若原煤全级入选,精煤产率低、矸石泥化严重、煤泥水系统生产压力大,效益低。
(2)入选能力较低,不能满足矿井的正常生产。重介质主选系统采用2套3GDMCl200/850旋流器,设计原煤处理量为500t/h,实际平均约为380t/h。其原因是入厂原煤未经筛分手选,全级进入破碎机,且破碎粒度上限难以控制,重介质旋流器堵塞频繁,生产效率低;煤泥脱水回收能力不足,制约了重介分选系统连续稳定生产;原煤质量变差且煤泥发粘,导致放仓因难、给料量不均匀。
(3)重介质选和浮选效果差,实际生产数据与理论数据偏差大。主要表现在介耗高达 4.5kg/t,远高于同行业水平;循环水浓度高,为保证矿井生产,不得不强制洗煤生产,导致重介质选和浮选效果恶化;重介质操作困难,不稳定,导致矸石中小于1.80kg/L密度级达到4%左右,洗混煤中小于1.40kg/L密度级在10%上下。
(4)煤泥回收能力偏低,严重制约重介质选煤生产。主要表现在脱水设备老化,不能及时有效回收浮选精矿,从而制约浮选正常生产,并且由于浮选精煤水分偏高对外销造成了不利影响;尾煤泥不能有效回收,导致循环水浓度增高,从而影响整个洗煤生产。
2技术改造内容及效果
汪家寨选煤厂针对上述问题,按轻重缓急分批分阶段进行技术改造。
2.1 那罗寨矿井原煤筛分处理
那罗寨矿原煤质量见表1。考虑到矿井原煤质量及生产成本,依据洗选加工效益最大化原则,该矿原煤按动力煤洗选加工更合适。选煤厂确定采用筛分工艺,将筛下低灰高发热量物料直接作为动力煤产品销售,筛上高灰低发热量物料进入重介质分选系统。在原煤筛分破碎楼新增一套分级系统。生产实践证明,系统稳定运行,保证了矿井劣质原煤生产,同时又降低了洗选加工成本。
2.2 实现洗水闭路循环
汪家寨选煤厂投产时间长,由于历史原因,厂区与村民区混杂,导致生产生活用水没有完全分离,生产用水极不平衡,水量大时煤泥水浓缩 机负荷加大,循环水浓度高,难以保证洗煤生产。基于此,选煤厂决定对全厂综合实施清污水分离和洗水平衡治理工程。
清污水分离主要是把厂区内村民生活水及职工澡堂水汇集回收再处理复用,保证污水不外排;减少生产系统内补加清水量。
洗水平衡工程主要是用高质量的循环水代替系统消耗的清水,使进入系统的水量等于产品带走的水量,实现洗水平衡和闭路循环。
技改措施:利用现有的4台耙式浓缩机,将其中3台用作尾矿浓缩,溢流一部分用作重介脱介喷水,另一部分经过另一台高效浓缩机再次处理后,作为水泵的盘根冷却和生产系统的补加水,生产岗位卫生用水和清理厂区公路用水。技改后杜绝了生产系统水量过多的现状,有效控制了循环水质量,以利于重介质浮选系统的生产。
2.3对重介系统的管理
(1)针对原煤仓易堵塞、放仓量极不稳定的问题,在现有方仓锥斗内部四面布置空气炮,利用瞬时高压冲散堵塞原煤,达到原煤顺畅下料的目的。
(2)分析近几年来选煤厂介耗高的主要原冈是,介质易打团,回收系统设备老化严重,脱介弧形筛入料不均匀,物料在脱介筛上停留时间短,脱介效果差。主要采取如下措施:①将磁铁矿粉预搅拌润湿后再添加,以避免介质成团:②在重介质旋流器分选后各产品溜槽上增加固定脱介筛,提高预脱介能力,减轻固定弧形筛负荷;③更新四台老化磁选机,同时增设喷水装置,保证介质有效回收;④改进固定弧形筛入料方式,保证脱介弧形筛入料均匀;⑤对脱介筛分段增没挡水台,延缓物料在筛面的停留时间,强化脱介;⑥加强各介质回收设备的巡查管理。
技改后,介耗保持在3.0 kg/t左右(本厂所用磁铁矿粉磁性物含量不小于93%,其密度不小于4.3kg/L,小于325目粒级含最不小于80%)。
(3)对于悬浮液巾煤泥含量高的问题,采取如下技改措施:在介耗稳定的前提下,加大分流量,确保分选悬浮液中煤泥含量在55%左右;连续少量添加介质.稳定分流帚、入洗量和喷水量等。技改后,稳定了重介质分选悬浮液,矸石中混煤损失控制在2%以下,洗混煤中精煤损失控制在6%以下。
2.4 对入洗原煤进行二次筛分
根据生产现场实际情况,经过分析论证,入厂原煤经破碎后,大于60 mm级物料灰分在69.00%左右,其中小于1.8 kg/L含量仅占3%左右,占全级的0.5%。因此,技改考虑在入洗原煤运输环节对物料进行二次筛分,筛上物通过反手选后矸石废弃,筛下物则与手选块煤共同进入重介质旋流器分选。实际运行表明,系统改造后,控制了重介质旋流器入料粒度上限,减少了旋流器堵塞事故的发生,实现了连续、稳定生产。
2 5完善浮选工艺系统
技术改造的目的是提升煤泥水设备处理能力,保证煤泥在各环节有效回收,为循环水的良性运行提供必要条件。浮选回收系统主要存在问题如下:
(1)浮选剂直接添加,柴油在矿浆中分散性差,油分子直径大且与煤粒附着概率低、效率低,油耗量大。
(2)浮选精煤采用圆盘真空过滤机与加压过滤机联合脱水回收,因煤质变化频繁而导致设备使用效果变差,处理能力降低,水分高,严重制约浮选生产,精煤质量差。
(3)由于药剂添加系统及前期混合凝聚达不到脱水要求,导致尾煤带式压滤机生产能力较低、产品水分较高。
针对这些问题,采取了如下改造措施:
(1)先将浮选药剂乳化后再送入浮选入料池,在入料泵内与矿浆预混合后,再经管道混合器进一步混合,最后进入浮选机分选。实践证明.这种方式可极大地改善浮选效果,缩短浮选时间,提高精矿产率,在保证精矿质量的前提下,尾矿灰分提高5%以上。
(2)提高浮选精煤回收设备处理能力,降低精煤水分。采用沉降过滤式离心脱水机与精煤压滤机联合脱水丁艺替代原有流程。浮选精矿经过截粗后进入沉降过滤式离心脱水机脱水,产品作为最终精煤。滤液则泵入精煤压滤机再次脱水,滤饼作为精煤产品,滤液作为浮选入料稀释水循环使用。改造后浮选系统处理能力提高约50%,浮选精煤水分保持在21%上下。
(3)带式压滤机辅助系统改造:①药剂预搅拌均匀后输送到定压给药箱,再分西己到各台带式压滤机入料端,替代原单台泵的输送系统;②矿浆由单台泵输送经一段管道混合器与药剂混合后到定压给料箱,再分配到各台设备前端二段管道混合器,替代了原单台泵给料方式。改造后,有效改善了带式压滤机入料煤泥絮团质量,单机处理能力提升1/3。
3 技术改造效益
(1)选煤系统连续稳定,保证了矿井连续生产。改造实施后,原煤处理能力达到约450 t/h,近两年年处理原煤达到240万t,生产时问同比缩短980h,减少了直接电力成本25万元,间接生产成本也大幅下降。
(2)生产指标大幅改善。产品数质量得到优化,矸石损失降低2百分点、洗混煤损失下降4百分点,综合回收率提高1百分点,精煤回收率提高1.5百分点,增加销售收入约3 600万元。
(3)介质回收系统技改后,生产介耗由4.5 kg/t降低至3.0krdt,按年入洗原煤240万t计算,可节省450万元。技术改造实施后,全年直接经济效益增收4075万元。
4结语
汪家寨选煤厂通过采取一系列洗煤工艺的改造措施,提高选煤厂稳定的生产状态,提高了企业的经济效益。通过本次案例表明,只有不断的提高科技含量,才能夺取市场的主导权,利用新的洗煤工艺在洗煤市场取得一定的市场份额。