杨建民1，桂夏辉2，杨自立2，张锐2，尚艳峰1（天海运营一厂选煤厂， 山西 临汾 041000 中国矿业大学， 江苏 徐州 221116）
摘要：针对天海运营一厂选煤厂跳汰机生产工艺不完善、智能控制分选效率低和浮选效率低和尾煤压滤效率低的问题，对制约选煤厂生产效率和经济效益提高的主要环节进行了综合分析，并对入洗原煤运输系统、跳汰分选系统、浮选-浓缩-压滤系统进行了技术改造，使生产效率大幅度提高，产品质量明显改善，取得了显著的经济效益。
关键词：选煤厂；技术改造；煤泥水处理；数控跳汰机；效果
中国分类号：TD94 文献标识码：B
1概述
天海运营一厂选煤厂是一座设计入选能力为1.8Mt/a的中心型选煤厂，始建2009年，入洗原煤为1/3焦煤。采用跳汰分选-煤泥浮选的联合流程，该厂主洗原煤中等可洗，主要产品为灰分在8%~11%的炼焦煤，硫分小于1%。但是，随着入洗量逐渐增加和原煤质量下降，跳汰跑粗，浮选尾煤灰分不高，尾煤压滤困难问题逐渐突出，系统不堪重负，严重影响制约着选煤厂生产的发展。
针对这种情况，为适应形势变化，合理开发和利用宝贵的焦肥煤资源，该选煤厂从2016年对跳汰分选系统和煤泥浮选系统两大系统进行了大规模技术改造，改造后选煤厂生产效率大幅提升，经济效益显著增强，增加了企业的市场竞争活力，为该厂未来发展打下坚实的基础。
2原料煤性质分析
天海运营一厂选煤厂入选原煤来自蒲县潞安煤矿。入选原煤资料见表1和表2所示。
通过对选煤厂入洗原煤资料的综合分析可知：入洗原料煤灰分为30.57%，属于中灰分煤。从粒度组成来看，0.5-100mm各粒度级分布较为均匀，各粒度级灰分分布呈现递减趋势；原生煤泥（-0.5mm）含量为19.56%，灰分为30.50%，煤泥含量相对较高。分选时，+50mm由于含矸量较大，直接筛分作为产品出售。
从密度组成来看：入洗原煤的主导密度级为<1.50 Kg/L和+1.8 Kg/L密度级，中间密度级产率不高，原煤相对易选；<1.50 Kg/L密度级产率为55.00%，灰分为9.65%，<1.40 Kg/L密度级产率为39.30%，灰分仅为7.51%，表明低密度物基元灰分较低，预计可生产出低灰精煤的可能。+1.80Kg/L含量为37.00%，灰分为66.41%。±0.1Kg/L含量表明，当分选切割密度为1.5Kg/L时，扣除高密度（+2.0 Kg/L）后分选密度±0.1含量为28.89%，属中等易选煤。
2原分选过程存在问题
天海运营一厂选煤厂系统生产时，主要存在以下问题：
（1）跳汰机入料不能充分润湿，容易产生干煤浮团，不利于分选；随着细粒煤含量的增加，跳汰机分选效率逐渐降低，使生产无法连续进行。
（2）跳汰机分选工艺不完善、分选效果差。原有工艺分选精度低，造成大量的精煤损失在中煤和矸石中。据生产数据统计，一段分选过程0-2mm粒级矸石选出率仅为30%左右，2-16mm、16-25mm和25-50mm矸石含煤率分别为1%、10%和15%左右；二段分选过程中煤含精率0-2mm、2-25mm和25-50mm矸石含煤率分别为15%、3.50%和18%；三段分选过程0-50mm单一产品含精煤率为11%；精煤含矸率较高，一般含量在2.6%。
（3）智能控制分选效率低，不利于生产管理。跳汰三代机型自动化程度较低，总风分配不均匀，需要增加作业人员，设备故障率高，生产效率低等问题突出，已不再适应现代的高效生产；浓缩机煤泥存储量无法显示，工人劳动强度大，效率低，给后续作业带来较大困难。
（4）浮选效率低和尾煤压滤效率低。浮选尾煤灰分在55%左右，里面还含有大量的精煤；分选后，压滤机110min循环一次，效率很低，处理煤泥含量增加后，压滤过程造成大量的能量消耗，严重制约着选煤厂处理量。
3 技术改造内容
经过详细分析，多方调研与论证，天海运营一厂选煤厂决定进行如下技术改造内容：
3.1 入洗原煤运输系统的技术改造
（1）降低入洗原煤粒度。考虑到入洗原煤粒度为0-50mm，入洗粒度范围较宽，为了减少粒度对跳汰分选机分选结果的影响，将入洗原煤粒度上限由50mm降到30mm，同时将50mm原煤筛板更换为30mm，用于控制入洗原煤粒度，解决了粒度对分选效果的影响。
（2）开发和使用混合布料机。在跳汰机入料端布置混合布料机。如图1所示。混合布料装置搅拌结构呈叶轮间断螺旋分布，由电机带动旋转、从而对入洗原煤和水介质搅拌，保证了原料煤完全润湿，提高了分选效果。该装置拆卸灵活，安装方便，效率高，大大减少了干煤浮团的发生，保证了产品质量。
3.2 跳汰分选系统的技术改造
针对跳汰分选机自动控制效率低、分选效果差的问题，经过技术论证，从以下两个方面进行技术改造。
（1）提高智能控制效率，提高自动化控制水平。将跳汰三代机型更换为杨氏跳汰五代机型，并在跳汰机控制界面增加总风量调整触扭和一段、二段、三段总风分配触扭，实现对总风量和分配风量的自动控制，减少了操作人员，减轻了工人劳动强度，实现了高效管理；优化跳汰机控制界面，使得界面更加简单明了，易于操作；对二段和三段浮标位置进行调整和几何修订，实现真正的二段和三段分选。
（2）自主开发和利用不锈钢复合式永久床层。不锈钢复合式永久床层分为上下两层，上层由一层不锈钢筛条组成，下层为不锈钢组成的冲孔筛，上下两层间距为100mm，在跳汰分选过程中构成虚拟床层，从而减薄静态床层高度，生产实践证明，技术改造前后，分选静态床层厚度由450~650mm减薄至300~400mm，大大的提高分选效果和分选效率。
（3）安装转载小皮带。考虑到技术改造前跳汰机三段分选出的单一产品含精煤率为11%，含量较高，在跳汰机三段排料端增加一条转载皮带，将排料重新返回跳汰机入料端，回洗，减少了精煤损失率，增加了企业的经济效益。
3.3 浮选-浓缩-压滤系统的技术改造
浮选系统、浓缩系统和压滤系统主要是处理煤泥，技术改造时，将三个系统联合，整体考虑技术改造，主要的技术改造如下：
（1）浮选过程技术改造主要在于加入不同的浮选药剂和调整剂等。①浮选循环水介质，加入脱水剂，保证净水洗煤；②浮选水介质中加入电解质，保证水体的电解质在4.5mms以上；③浮选水介质中加入调整剂，保证浮选时矿浆的pH值在6.5-8.5之间；④在浮选药剂中加入一定量的C4-C8烃类油和丁4醇类油，适当减小泡沫粘度；⑤浮选药剂中配入一定量的消泡剂，适当增加泡沫产品泡沫破破裂速度；⑥加入絮凝降解剂，降解絮凝剂残留物，降低水体粘度，增加水体电离度
（2）浓缩机技术改造。由于浓缩机煤泥存储量无法显示，增加了工人人数和劳动强度，技术改造时，在浓缩机安装了驱动电流表控制台，通过仪表显示浓缩机煤泥存储量，提高了选煤厂自动化控制水平。
（3）尾煤压滤技术改造。技术改造前，压滤机一次循环需要110min，严重制约选煤厂的处理量，技术改造主要从以下3个方面入手。①压滤过程中，加入PAM和阳离子絮凝剂，加速尾煤脱水过程；②采用机械密封式压滤泵，密封可靠，使用寿命长，摩擦功率消耗减少，适用范围广。③在浓缩池底尾煤入料口加设口径为20mm的清水，对已经沉降的煤泥进行稀释，并保证清水的有压供给。
4技术改造效果
经过全面的系统改造，天海运营一厂选煤厂无论是生产能力还是产品质量均有显著的提高。技术改造前后主要技术经济指标对比如表3所示。
注：（30mm）表示为技术改造后原煤粒度上限
（1）通过跳汰分选系统改造，精煤产品含矸率由技术改造前的2.6%降低到0.6%，降幅高达77%；矸石和中煤中含精率大幅度降低，尤其对于+2mm粒煤和块煤，矸石和中煤中几乎不含有精煤；对于0-2mm的一段分选矸石选出率提高了55%，二段中煤精率降低了11.5%；
（2）煤泥筛对0-2mm筛分效果，灰分由14.5%~18.5%降到10.5%~12.5%范围，灰分降幅达到进三分之一；
（3）浮选效率和尾煤压滤效率大幅度的提高，尾煤灰分由技术改造前的平均55%提高到75%，使得尾煤中几乎不含有精煤；尾煤压滤实践由110min缩短至25min，大大的提高了选煤厂分选效率，彻底解决了由于压滤时间而限制选煤厂处理量的问题。
