矿业选煤厂的工艺设计

1洗选方式

1.1块煤预分选

块煤(＞50mm粒级)预分选的目的是排除原煤中的大块矸石，从根本上解决人工手选劳动强度大的问题。煤质好时，入选原煤可不进入主厂房分选，经过排矸后直接作为外销产品。对于可选性为易选的原煤而言，动筛跳汰排矸和重介浅槽排矸两种方法均可选用，但两者在实际使用过程中存在差异。动筛跳汰机主要用于排除大块煤中的矸石，具有工艺简单、用水量少、生产成本低的优点，但该设备有效分选精度低于重介浅槽分选机，且存在矸石带煤问题。重介浅槽分选机是利用煤和矸石密度不同使其在相对静止(非脉动水流)的重介悬浮液中分层的设备，由于重介浅槽分选机分选过程中煤和矸石在悬浮液中停留时间很短(大约是普通跳汰机的1/5～1/8，动筛跳汰机的1/2～1/3)，且煤和矸石在设备内运动十分平稳，可以认为是相对静态分选，因此煤和矸石在悬浮液中很少相互挤压摩擦，最大限度地提高了设备分选精度，减轻分选作业中产生的次生煤泥量，所以该厂选用浅槽分选机对块原煤进行预分选。＞50mm粒级块原煤采用重介浅槽分选机预分选，当煤质较好时，预分选后的产品即可满足市场需求，直接作为产品;当煤质较差时，预分选后的产品采用无压三产品重介旋流器分选+煤泥浮选的联合工艺分选。

1.2末煤分选

1.2.150～0.5mm末煤分选

当煤质较差，预分选后的产品达不到质量要求时，需对＜50mm粒级原煤进行再选。由于入选原煤为稀缺煤，为了最大限度地提高精煤产率和经济效益，需要对煤泥进行分选，即末煤的分选下限为0mm。富城矿业选煤厂原煤筛分试验结果如表1所示。由表1可知，入选原煤中6～3mm粒级产率为14.03%，3～0.5mm粒级产率为27.48%，＜0.5mm粒级产率为13.51%，细粒级含量较高。若采用跳汰分选工艺，物料透筛严重，在分选过程中势必造成大量精煤损失;若采用有压三产品重介旋流器分选工艺，原煤在悬浮液中浸泡后经离心泵叶轮撞击和管道运输，必然产生大量煤泥，煤泥含量的增高将导致综合精煤产量降低，生产成本增加。故采用无压三产品重介旋流器对50～0.5mm粒级原煤进行分选。

1.2.2细煤泥(＜0.5mm)浮选

针对入选原煤煤质多变的特点，该厂采用对煤质波动具有很强适应能力的机械搅拌式浮选机对细煤泥(＜0.5mm)进行分选。机械搅拌式浮选机双层伞形叶轮、定子及假底上的稳流板组合有利于浮选，槽内下部的剧烈搅拌可促进气泡矿化;上部液面平稳，能加强精煤二次富集，有利于提高设备处理能力和浮选选择性。喷射式浮选机是一种微泡浮选设备，由于循环泵叶轮的猛烈搅拌、喷射乳化，充气煤浆高速撞击器壁后气泡粉碎程度较高，不利于气泡矿化，常出现尾煤灰分偏低的情况，因此该设备不适合对细煤泥浮选。由于该厂原生煤泥含量较高，为简化工艺流程，末煤分选采用选前不脱泥无压三产品重旋流器分选+机械搅拌式浮选机浮选的联合工艺。

2工艺流程

(1)原煤准备。入选原煤经筛分、排矸、破碎后，＞50mm粒级块煤由重介浅槽分选，浅槽精煤脱介、脱水后破碎至50mm以下，与筛下脱水末煤一起由带式输送机运至原煤仓，矸石产品脱介、脱水后作为最终产品进入矸石仓。原煤仓内的产品既可作为商品煤外销，也可由带式输送机运至主厂房由无压三产品重介质旋流器分选。

(2)主选工艺。重介旋流器分选的精煤、中煤、矸石分别经各自系统的弧形筛、脱介筛、离心机脱介、脱水后，作为最终产品进仓储存。精煤部分的煤泥水回收粗煤泥后进入浮选机浮选，浮选机采用3+2布置形式(煤质好时，开前3室即可;煤质不好时，5室全开)。当中煤部分的煤泥水灰分达到入浮要求时，将这部分煤泥水与精煤部分煤泥水一并处理，以增加综合精煤产率。

(3)产品脱水脱介。重介分选后的产品进行预先脱介及脱介、脱水、分级，考虑到脱介、脱水、分级效果，脱介筛均采用相同处理能力中长度较长的设备。筛下物料采用先进的卧式振动离心脱水机脱水，浮选精煤采用卧式沉降过滤离心脱水机和快开压滤机联合脱水，最大限度地回收精煤;浮选尾煤及高灰煤泥水采用浓缩、压滤处理，确保洗水闭路循环。

(4)介质添加及回收。介质采用合格磁铁矿粉加水配置而成，由泵打入分选设备。块煤系统中精煤预先脱介、分流(通过调节分流量确保介质循环系统的稳定)，精煤脱介后的合格介质与矸石合格介质一起进入合介桶循环使用，稀介与矸石稀介一起进入磁选机净化回收;末煤系统中精煤同样预先脱介、分流，精煤、中煤、矸石脱介后的合格介质进入合介桶循环使用，稀介分别进入各自对应的磁选机净化回收。

(5)粗煤泥回收。精煤磁选尾矿由分级旋流器、振动弧形筛、煤泥离心机联合处理，产品掺入精煤;块煤磁选尾矿及中煤磁选尾矿由分级旋流器、高频筛联合处理，产品掺入中煤;矸石磁选尾矿及矸石离心机离心液由振动弧形筛及矸石脱介筛联合处理，产品掺入矸石。当只开块煤系统时，块煤系统的粗煤泥可由块煤系统的分级旋流器、振动弧形筛、煤泥离心机联合处理。

(6)工艺布置。原煤准备车间采用阶梯形布置形式，各工艺设备间衔接紧密，生产管理方便;主厂房采用大厅式布置形式，脱介筛、压滤机、浮选机等大型设备均布置在同一层，统一由大型桥式起重机提升，设备吊装、检修方便。

3特点

富城矿业选煤厂工艺流程具有“设计合理、技术先进、系统可靠、灵活高效、整体配套、管理方便”的特点，具体如下:(1)工艺流程和环节设置先进、合理、可靠。设计采用先进的重介分选技术，大大提高了分选精度和分选效率，浮选机采用3+2布置模式，可适应不同煤质的要求，煤泥回收环节高效可靠，有效遏制了“跑粗”现象。(2)充分考虑了入选原煤煤质波动的问题及当地煤炭市场供需情况，原煤既可单纯由重介浅槽排矸，又可进入主厂房全级入选;在煤质较好时，能够确保大块原煤的分选效果，简化了工艺流程。(3)主要设备技术先进、生产可靠，保证了分选、分级、脱水、脱介效果，提高了系统可靠性和高效性;各工艺设备衔接紧密，生产管理方便，厂房内的大型设备均可采用桥式起重机提升，设备检修、维护十分方便。(4)原煤分选、产品脱介脱水、介质回收、粗煤泥回收、浮选精煤脱水、浮选尾煤压滤等环节采用自流形式，工艺布置紧凑，中间转载环节少，既节省了空间，又降低了能耗。(5)地面工艺系统布局合理、布置简洁，煤流顺畅，功能分区明确，能够满足选煤厂大规模生产的要求，并充分考虑了全厂的安全生产。

4结语

富城矿业选煤厂工艺设计充分考虑了矿井煤质特点及市场供需情况，选煤方法得当、产品结构合理、工艺流程先进、设备选型准确、工艺布置紧凑、系统灵活、管理方便，体现了最新的设计理念，符合煤炭加工利用的总体要求。

本文作者：李以峰 单位：新疆龙煤能源有限责任公司