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“跳汰+浮选”选煤工艺在九矿选煤厂的应用

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摘要: 文章以九矿选煤厂选煤工艺为例,深入探讨“跳汰+浮选选煤工艺的特点、适用范围,并重点阐述该工艺的工作流程,为全厂选煤质量提供有价值的参考信息。

Abstract: Taking the coal preparation process in the ninth mine coal preparation plant as an example, the article discussed the characteristics and application scope of "jigging+flotation" coal preparation process, and stated the workflow of the technology, and provided valuable reference for coal preparation quality in the whole plant.

关键词: 选煤厂;选煤工艺;“跳汰+浮选”

Key words: coal preparation plant;coal preparation technique;"jigging+flotation"

中图分类号:TD94 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)28-0055-02

1 国内外选煤工艺现状发展趋势

国家保护、产业升级将对煤炭质量提出更高的要求,环境保护已成为我国的一项基本国策。发展和推广洁净煤技术是保证我国能源安全和可持续发展的战略选择。随着各个行业对煤炭产品质量的进一步提高,全社会环境意识的进一步增强,发展以煤炭洗选加工、煤炭转化、煤的洁净燃烧为标志的洁净煤技术成为煤炭行业的必然选择。

在我国,选煤厂常用的选煤工艺大致分为两种,一种是跳汰选煤工艺,另一种是跳汰——浮选——重介相结合的选煤工艺。炼焦煤选煤厂的选煤工艺较复杂,原煤入选粒度范围在50~0mm。煤厂通常采用重介浮选工艺筛选难选煤或极难选煤,采用跳汰—浮选工艺筛选中等可选煤或易选煤;动力煤选煤厂的选煤工艺较为简单。原煤入选粒度上、下限分别为100(300)mm和25(13或6)mm。

2 “跳汰+浮选”选煤工艺在选煤厂的应用

2.1 跳汰选煤特点:①工艺流程单一,设备操作和维护简便,筛选能力大;②选煤精度无煤型限制,无论是难选煤,还是易选煤、中等可选煤,选煤精度均符合要求。这项优点决定了跳汰分选始终是国内煤厂最主要的选煤方式,影响范围广;③可根据原煤特性或用户产品质量要求灵活设计,具备分级跳汰、混合跳汰等形式,可实现跳汰主选、跳汰主—再选、跳汰主选—重介再选等多种工艺流程。④SKT跳汰机入料粒度范围宽,拥有先进的机械性能、优秀的处理能力和较高的分选精度,而且整机大部分操作已实现了自动化,设备运行稳定可靠。具体来说,它具有以下优点:1)工艺流程简单——原煤通过SKT跳汰机后,能够一次性被分选矸石、中煤和精煤,可满足原煤分级入选、混合入选等多项选煤要求;2)设备具备系列化、大型化——SKT跳汰机有4~35m2共计二十余种规格,可满足各种厂型选用;3)分选精度高——SKT跳汰机技术指标优越:处理能力为10~20t/m2·h,不完善度I≤0.16,数量效率≥90%;4)建厂投资及加工成本低——可比传统重介选工艺节省费用20%以上。

2.2 工艺分析:九矿选煤厂主要设备均为国内、外较先进的选煤设备。其中:跳汰机选用的是天地科技股份公司唐山分公司生产的型号为SKT-12跳汰机,通过先进的电控气动风阀的进、排风使洗水产生脉动,实现按密度进行三产品(精煤、中煤、矸石)的分选;煤泥水的分级选用的是澳大利亚生产的MINCO380分级旋流器,其特点是构造简单,维修量少,处理量大,没有运动部件,分离过程快。精煤脱水设备主要为SCHENCK(AUSTRALIA)COMPANY(申克澳大利亚公司)生产的SCC-1500离心机和SLG3048W三通道振动筛。此两种设备噪音小,脱水效果好,维修量小,维护方便。浮选精煤脱水设备为山东煤矿莱芜机械厂制造的GPJ60型加压过滤机,其特点是全自动化操作,处理能力大,产品水分20%以下。煤泥水浓缩系统选用的申克天津分公司生产的直径16m的高效浓缩机。

2.2.1 跳汰分选系统 2000吨的原煤缓冲仓下安装有4台变频给料机,每台以150t/h的能力稳定地将原煤给入皮带,通过皮带直接送入1台12m2跳汰机(SKT-12)进行洗选。跳汰机的溢流经固定筛泄水后进入一台3.0m*4.8m直线三通道脱水筛(其中中部600mm宽筛面用来作为精煤泥回收),脱水后的-50mm精煤进入一台scc1500离心机再次脱水后进入精煤产品皮带,转运到1500吨精煤仓。

跳汰机的矸石(中煤)经斗式提升机脱水后,矸石直接入矸石仓,中煤通过皮带运至铁路煤仓或南煤场。

在主厂房设有低压鼓风机和两台高压压风机,为跳汰机提供低压、高压用风,同时也为加压过滤机供高压风。

2.2.2 浮选系统及加压过滤机系统 三通道脱水筛-0.5mm筛下水进入脱泥筛下的煤泥水桶,并经1台分级旋流器入料泵给入2台Φ380mm的分级旋流器,分级旋流器的溢流自流入矿浆预处理器,经加药搅拌后自流入一台12m3的浮选机中,浮选精煤进入浮选精矿桶,然后由1台泵送入60m2加压过滤机进行脱水,脱水后的精煤进入精煤产品皮带后转运至1500吨的精煤仓。加压过滤机的滤液进入滤液桶,然后由一台泵给入高效浓缩机。浮选尾矿自流入高效浓缩机中。分级旋流器底流进入直线振动筛,脱除细泥后直接进入精煤离心机,精煤部分筛下水和精煤离心机离心液一起自流至扫地泵坑。

2.2.3 煤泥水浓缩系统 浮选尾矿、压滤机滤液、加压过滤机的滤液进入一台直径16米的高效浓缩机入料缓冲池,并经比液位表面低的浓缩机入料管稳定切线给入入料井。在浓缩机入料管和中心入料池所设的絮凝剂加药点共三个,自动加药装置将絮凝剂掺入料池,用以沉淀进入浓缩机的煤泥水。浓缩机的溢流进入外侧设有水泵的循环水池,为生产系统供应补加水和喷水。浓缩机下方设一台能够将浓缩煤泥水给入压滤系统的底流泵。浓缩机正下方有一重叠式布设的事故池。如浓缩机需要排空,可打开下方的放料阀使煤泥水流入事故池,待清除故障后可通过事故池中的返回水泵把煤泥水抽回浓缩机。

2.2.4 煤泥压滤系统 煤泥水经浓缩底流通过泵给入压滤机入料搅拌桶,再经压滤机入料泵给入1台150m2压滤机中进行压滤。压滤机滤饼进入位于压滤机下方的一条宽1400mm的皮带,压滤机滤液自流入滤液桶,经泵转到浓缩机入料缓冲池。

2.2.5 扫地水系统 原煤分选系统、煤泥浓缩和压滤系统可实现自动操控,PLC控制系统可以实时对桶位、分级旋流器的压力进行监控。厂房内扫地水、各类桶的溢流等均能自动流入扫地泵坑,通过扫地泵送至弧形筛,筛上产品直接掺入煤泥,筛下水返回到浮选机。

2.2.6 电气及自动化工艺控制系统 选煤厂工程电气系统(E.I&C)实现自动控制,由一个开放的实时多任务计算机监控系统、MCC和变频调速器、现场仪表/传感器以及其他电器设备组成。MCC设在主厂房旁,为主厂房跳汰系统、浓缩系统及皮带运输机等用电设备等提供动力。变频调速器用于加压过滤机入料泵等的变频调速。这些变频调速器可以被全厂控制系统控制。全厂动力电源采用低压380V控制及照明系统采用低压380/220V。

全厂装机容量1716kw,变压器选用两台1250KVA的S11型全密封变压器。MCC低压配电屏设备选用固定分隔式低压配电柜屏,该配电屏柜体采用模数化结构,美观大方。全厂无高压电动机,低压段单母线分列运行,向各用电设备及配电点采用放射式供电。

2.2.7 计算机监控系统组成 九矿选煤厂系统控制范围除了涉及主要的跳汰系统、浮选系统和浓缩加压过滤系统外,还包括共同参与控制的皮带和振动给煤机。计算机监控系统提供全厂范围的实时监控,主控室监控系统使用美国GE公司IFIX软件组态构成系统监控软件平台,实现全厂的系统监控和生产的统筹管理,该级采用ETHERNET协议进行通讯。现场控制单元是由美国GE公司的90-30系列PLC装置组成,完成全厂生产流程的实时过程控制。其它如加压过滤机、跳汰机、压滤机、絮凝剂自动加药系统实行单机自动控制,但主控室可以监控。

①设备集中控制功能。设备的集中控制涵盖了程序或单机启停、集中连锁、事故闭锁、就地解锁和预警等控制内容。设备运行模式包括单机就地控制、单机集中控制和顺序控制三种。1)顺序控制:全厂设备统一由计算机基于启、停车顺序和联锁控制实施自动监控;2)单机集中控制:操作者手动启停机操作设备;3)单机就地控制:采用该模式进行设备维护。以顺序控制器、负责人集中控制模式进行控制时,控制系统为设备提供联锁保护。

②调节控制功能。计算机监控系统与手动监控相比控制效果更加稳定。本系统主要由以下功能:1)桶位自动控制:控制方式:通过压力变送器对桶底部压力施测,转换成桶位信号PLC的PID控制模块,与已设的液位值作对比,将二者的差值转换成电信号传输至桶上部的加水阀信号接收端,对各桶位实施控制。控制分手动和自动,可随时切换。2)单机设备自动控制:跳汰机、加压边滤机、压滤机、自动加药机各配套有独立的PLC控制柜,形成单机自动化系统。3)生产管理功能。生产管理功能包括动态阅览选煤厂主要设备及相关的设备运行状态,自动记录报表数据,统计分析关键的技术参数,自动绘制其变化趋势及历史曲线,同时编制并打印工艺参数表,全程实现动态管理。

计算机监控系统对设备运行时间进行自动记录,将其显示在操作员站上。系统自动计算各称重传感器的数据、系统利用率、产量等有关生产数据,全厂每班运行时间和截至目前本年度的生产时间可以通过这些数据计算得出。各瞬时值将以图形方式显示并记录在班报表中,班累计值在交接时可被打印输出。

各种工况数据以组画面、趋势图、流程图及报警画面等形式在操作员站上显示作。计算机监控系统支持全面的报警监测及管理工具,出现异常状况时,可为操作员失误提供及时的正确的报警提示。每一个点都可被分配以一个报警优先级并被组态以声音报警。

3 实施结果

选煤厂主要设备均为国内、外较先进的选煤设备,工艺流程先进合理,洗选效率高,产品结构灵活,投资省,见效快。选用先进、可靠、高效设备,降低能耗,提高精煤回收率。对需要调整的工艺设备,利用变频器进行适时调控,既满足工艺调控需要,又能根据需要调整电机输出功率,起到了节能的作用。耗能电耗6.4度/t,低于同类选煤厂8度/t水平,水耗0.1m3/t,低于同类选煤0.15m3/t水平。

参考文献:

[1]吴大为.浮游选煤技术[M].中国矿业大学出版社.

[2]吴式瑜,岳胜云.选煤基本知识[M].煤炭工业出版社.

[3]王世民,赵选选.浮选工[M].煤炭工业出版社.