CN103920582B - 一种适用于细粒煤分级的闭路分级工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明所述公开的一种适用于细粒煤分级的闭路分级工艺是针对水力分级旋流器溢流产品和底流产品的特点，提出了一种细粒煤闭路分级工艺，即对传统的细粒煤水力分级旋流器工艺进行改进，使其适合水力分级旋流器产品的特点，特别是适合细粒物料（<1mm）含量特别高的选煤厂对其细粒煤分级工艺的技术改造。
Description
技术领域
本发明涉及一种细粒煤分级的工艺方法，具体说是涉及一种适用于细粒煤分级的闭路分级工艺。
背景技术
中国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，2012年全国煤炭产量36.6亿吨，由煤炭利用所引起的环境问题也越来越突出，诸如雾霾、PM2.5以及可吸入颗粒物等词汇经常见诸于报端，空气中悬浮颗粒物的增加与燃煤电厂以及钢铁、水泥等燃煤行业产生的烟尘和气体有莫大的关联，这已引起我国政府和人民的高度重视以及周边国家的关切。为了有效利用煤炭资源、减少燃煤对环境的污染，必须推行洁净煤技术。洁净煤技术的源头就是煤炭洗选，通过煤炭洗选可以除去原煤中的矸石，能够脱除50%~80%的无机硫和大部分的灰分。2013年9月国务院发布了《大气污染防治行动计划》，其中明确规定，到2017全国地级及以上城市可吸入颗粒物浓度比2012年下降10%以上，优良天数逐年提高，原煤入洗率达到70%较2012年的56%提高了14个百分点。
细粒煤（<1mm）的高效分级是细粒煤能否成功分选的基础，目前选煤厂普遍应用的细粒煤分级设备是水力分级旋流器组，通过使用水力分级旋流器组对细粒煤进行分级，水力分级旋流器组的溢流进入到浮选设备中浮选，水力分级旋流器组的底流进入到粗煤泥分选设备中进行精煤的回收，该工艺的设备连接图如下图1所示。
专利公开号为CN101502818A的一种粗煤泥水力分级分选一体化装置及分选系统，该一体化装置提出将水力分级旋流器和上升流分选机进行有机组合，缩短了选煤工艺流程、降低了选煤厂建设投资和运行费用。
郑煤集团赵家寨选煤厂是一座设计能力为3.0Mt/a的大型矿井型炼焦煤选煤厂，该厂采用“50～0.75mm粒级无压三产品重介旋流器分选+0.75～0.25mm粒级TBS干扰床分选机分选+0.25～0mm粒级浮选”三段式选煤设计工艺，其中原煤脱泥筛筛孔为φ0.75mm，筛下的细粒煤经过水力分级旋流器分级后分别进入粗煤泥分级设备TBS和浮选设备中，调试运行的过程中，发现TBS的溢流灰分高，底流灰分低。针对这一问题，该厂将原有水力分级旋流器更换成直径为450mm的旋流分级筛，提高了旋流分级筛的分级性能和分级效率，减少了底流中细煤泥含量，以此来确保粗煤泥分级设备TBS的分选效果。
神火集团泉店选煤厂是一座设计生产能力为1.8Mt/a的矿井型炼焦煤选煤厂，采用“三产品重介旋流+粗煤泥TBS分选+煤泥浮选”三段式煤炭分选流程，其中原煤脱泥筛筛下的细粒煤经过水力分级旋流器分级后分别进入粗煤泥分级设备TBS和浮选设备中，随着矿井开采深度的增加，入选原煤煤质变差，细粒煤含量的增加，造成了水力分级旋流器的底流夹细、分级效率降低等问题，即当分级粒度为0.20mm时，底流中-0.25mm产率占到了41.57%、灰分为31.59%，而这一部分底流进入到粗煤泥TBS分选机中进行分选时，是无法进行有效分选的。这就导致了TBS分选的溢流精煤灰分的提高，为了达到要求的精煤灰分，势必要降低分选密度，从而导致精煤损失，精煤产率的降低。针对这一问题，提出了采用美国的德瑞克高频振动细筛作为粗煤泥分选设备的把关设备，即将图2中原工艺的高频筛换为德瑞克高频振动细筛，在不降低分选密度的前提下，通过德瑞克高频振动细筛对<0.125mm的高灰细泥进行降灰脱水，以此来确保TBS分选机的精煤产率和质量。
以上所述的细粒煤分级工艺中，随着原煤中细粒（<1mm）含量的增加，常规的工艺流程中水力分级旋流器组分级效率只有60%~70%，这就造成了水力分级旋流器中底流夹细、溢流跑粗，错配物含量的增加，而不论是来自现场的数据或科学研究均表明，TBS粗煤泥分选机对<0.25mm的细粒煤分选效果较差，浮选机对>0.25mm的细粒煤无分选效果，>0.25mm的颗粒将会进入底流，造成“跑粗”现象；专利公开号为：CN101502818A的发明专利，提出将分级旋流器和上升流分选机进行有机结合，简化分选工艺；郑煤集团赵家寨选煤厂通过采用旋流分级筛来替换水力分级旋流器来进行高效分级，以此来保证TBS分选机的高效分选；神火集团的泉店选煤厂通过将脱水设备中的高频筛更换成美国的德瑞克高频振动细筛，以此来作为粗煤泥分选机TBS高效分选的把关设备。
目前在得到普遍使用的细粒煤分级分选工艺中，存在以下特点：①用水力分级旋流器进行分级，粒度大的底流产品进入到粗煤泥分选机器中去，粒度小的溢流产品进入到浮选系统中去；②水力分级旋流器对细粒煤的分级，并不是严格按照粒度进行的分级，势必导致高灰细泥部分进入到底流，进而进入到TBS分选机中。TBS分选机分选下限为0.25mm，分选上限为2-3mm，因此<0.25mm高灰细泥在TBS中无分选效果，入料中高灰细泥部分随上升水流进入到TBS溢流中，污染了精煤，甚至造成末精煤产品质量不符合要求；③水力分级旋流器对细粒煤的分级，并不是严格按照粒度进行的分级，部分粒度粗的进入到溢流，进而进入到浮选机。浮选机的分选上限为0.25mm，因此>0.25mm的颗粒在浮选机中无分选效果，进入到了浮选机的尾矿中，即“跑粗”现象，这都造成了精煤产率的降低；④以旋流分级筛替代水力分级旋流器组的技术改进，虽然可以使得分级效率得以提高，但是旋流分级筛仍然是以离心力分级和筛分分级的组合设备，离心力分级仍然不能严格按照粒度进行的分级，这就不能保证后续作业的高效分选；⑤以美国德瑞克高频振动细筛为代表的粗煤泥分选把关设备，能够高效脱除高灰细泥来确保产品的灰分，但是由于其为原装进口设备，存在着资金投入巨大，设备维修不便等问题。
发明内容
本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供的一种可提高分选设备分选效率、减少错配物含量和降低投资成本的细粒煤闭路分级工艺。
本发明针对水力分级旋流器溢流产品和底流产品的特点，提出了一种细粒煤闭路分级工艺，即对传统的细粒煤水力分级旋流器工艺进行改进，使其适合水力分级旋流器产品的特点，特别是适合细粒物料（<1mm）含量特别高的选煤厂对其细粒煤分级工艺的技术改造。
本发明的适用于细粒煤分级的闭路分级工艺步骤如下：
a.入选原煤经过原煤脱泥筛后，筛上的块煤进入到主选系统进行分选；筛下的细粒煤进入到水力分级旋流器组进行分级，分级后得到溢流和底流两种产品；
b.对来自步骤a中的溢流产品，送入到深锥型干扰沉降分级机中进行再次分级，分级后得到溢流和底流两种产品，其中得到的溢流送入浮选机进行浮选，浮选后得到浮选精煤和浮选尾煤；其中得到的底流产品去粗煤泥分选机中进行分选，分选后得到的精煤和尾煤产品；
c.对来自步骤a中的底流产品，送入到另一深锥型干扰沉降分级机中进行再次分级，分级后得到溢流和底流两种产品，其中得到的溢流去浮选机进行浮选，浮选后得到浮选精煤和浮选尾煤；其中得到的底流产品送入粗煤泥分选机中进行分选，分选后得到的精煤和尾煤产品；
d.对来自步骤b和c中的浮选精煤和精煤经过脱水处理送入到精煤仓，对来自步骤b和c中的浮选尾煤和尾煤经过浓缩—压滤（这一步浓缩—压滤属于尾煤处理的常规操作）成为煤泥送入到尾煤仓。
在上述工艺步骤描述中，未描述的补水、浮选加药以及脱泥筛添加喷水等工艺步骤都是该分级系统的常规技术，在此不再赘述。
本发明所述的适用于细粒煤分级的闭路分级工艺中的“闭路分级”这一概念，借鉴了矿物分选技术的“闭路破碎”和“闭路磨矿”等词汇，即细粒煤进入到水力分级旋流器进行分级后，得到的溢流和底流产品再进入到深锥型干扰沉降分级机中，进行再次分级，而不是进入到下一道分选作业中，以此来确保进入分选设备中的粒度，达到精确分级的目的。
本发明的有益结果如下：
1.通过水力分级旋流器组和深锥型干扰沉降分级机的闭路分级，确保了进入到浮选机和粗煤泥分选机中的颗粒粒度，不会出现“底流夹细、溢流跑粗”，达到了精确分级的目的；
2.该深锥型干扰沉降分级机属于嵌入式的设备，可以嵌入到选煤厂原有的工艺系统当中，不需要大的改造，确保了原煤分选系统的整体稳定性；
3.通过水力分级旋流器组和深锥型干扰沉降分级机的闭路分级，确保了浮选精煤产品的质量和粗煤泥分选机分选得到的精煤产品的质量，提高了选煤厂整体的经济效益；
4.深锥型干扰沉降分级机在该闭路分级工艺中属于把关设备，当进入到水力分级旋流器组中的入料量有大的波动导致水力分级旋流器组的分级效率降低时，可以保证分级系统的稳定性；
5.深锥型干扰沉降分级机的成本，相比较旋流分级筛以及德瑞克高频振动细筛而言较低，故该闭路分级工艺系统适合细粒煤（<1mm）较高的选煤厂进行细粒煤分级系统的工艺改造。
附图说明
图1是选煤厂常用的细粒煤分级工艺设备连接示意图。
图2是泉店选煤厂改造前的细粒煤分级工艺流程图。
图3是选煤厂用的破碎工艺：（a）选煤厂的破碎系统分为开路破碎系统，（b）闭路破碎系统。
图4是金属矿选厂使用的磨矿工艺：（a）磨矿工艺分为闭路磨矿工艺流程，（b）开路磨矿工艺流程。
图5是本发明的整套工艺流程图。
图6是本发明工艺涉及到的一种适用于细粒煤分级的闭路分级工艺的设备连接示意图。
具体实施方式
本发明以下将结合实施例（附图）对本发明做进一步的详述：
如图5、6所示，本发明的一种适用于细粒煤分级的闭路分级工艺是针对水力分级旋流器溢流产品和底流产品的特点，提出了一种细粒煤闭路分级工艺，即对传统的细粒煤水力分级旋流器工艺进行改进，使其适合水力分级旋流器产品的特点，特别是适合细粒物料（<1mm）含量特别高的选煤厂对其细粒煤分级工艺的技术改造。
本发明所述的一种适用于细粒煤分级的闭路分级工艺，其中的“闭路分级”这一概念，借鉴了矿物分选技术的“闭路破碎”和“闭路磨矿”等词汇，即细粒煤进入到水力分级旋流器进行分级后，得到的溢流和底流产品再进入到深锥型干扰沉降分级机中，进行再次分级，而不是进入到下一道分选作业中，以此来确保进入分选设备中的粒度，防止出现“底流夹细、溢流跑粗”，以此来达到精确分级的目的。
本发明的工艺步骤如下：
a.入选原煤1经过原煤脱泥筛（筛孔尺寸φ=0.75mm或φ=1.0mm）后，筛上的块煤2进入到主选系统进行分选；筛下的细粒煤3进入到水力分级旋流器组进行分级，分级后得到溢流5和底流4两种产品；
b.对来自步骤a中的溢流产品5，进入到深锥型干扰沉降分级机中进行再次分级，分级后得到溢流8和底流9两种产品，其中得到的溢流8去浮选机进行浮选，浮选后得到浮选精煤13和浮选尾煤12；其中得到的底流产品9去粗煤泥分选机中进行分选，分选后得到的精煤11和尾煤10产品；
c.对来自步骤a中的底流产品4，进入到另一深锥型干扰沉降分级机中进行再次分级，分级后得到溢流7和底流6两种产品，其中得到的溢流7去浮选机进行浮选，浮选后得到浮选精煤13和浮选尾煤12；其中得到的底流产品6去粗煤泥分选机中进行分选，分选后得到的精煤11和尾煤10产品；
d.对来自步骤b和c中的浮选精煤13和精煤11经过脱水处理送入到精煤仓，对来自步骤b和c中的浮选尾煤12和尾煤10经过浓缩—压滤（这一步浓缩—压滤属于尾煤处理的常规操作）成为煤泥送入到尾煤仓。
在上述工艺步骤描述中，未描述的补水、浮选加药以及脱泥筛添加喷水等工艺步骤都是该分级系统的常规技术，在此不再赘述。
本发明中提到的“闭路破碎”和“闭路磨矿”等词汇的描述，如下文所述：
在《选矿学》一书的论述中，选煤厂的破碎系统分为开路破碎系统a和闭路破碎系统b，如下图3所示。所谓闭路即为破碎产物不直接进入下一道生产环节，通过检查筛分确保破碎产品粒度均小于规定粒度。
金属矿选厂使用的磨矿工艺流程中，磨矿工艺分为闭路磨矿工艺流程a和开路磨矿工艺流程b，如下图4所示。所谓闭路即为球磨机和分级机工艺的联合，球磨机的产品不直接进入下一作业环节，而是进入分级机中，分级机的溢流进入下一作业环节，返砂进入球磨机中再磨。
Claims (1)
1.一种适用于细粒煤分级的闭路分级工艺，其特征在于：所述工艺的步骤如下：
a.入选原煤经过原煤脱泥筛后，筛上的块煤进入到主选系统进行分选；筛下的细粒煤进入到水力分级旋流器组进行分级，分级后得到溢流和底流两种产品；
b.对来自步骤a中的溢流产品，送入到深锥型干扰沉降分级机中进行再次分级，分级后得到溢流和底流两种产品，其中得到的溢流送入浮选机进行浮选，浮选后得到浮选精煤和浮选尾煤；其中得到的底流产品送入粗煤泥分选机中进行分选，分选后得到的精煤和尾煤产品；
c.对来自步骤a中的底流产品，送入到另一深锥型干扰沉降分级机中进行再次分级，分级后得到溢流和底流两种产品，其中得到的溢流送入浮选机进行浮选，浮选后得到浮选精煤和浮选尾煤；其中得到的底流产品送入粗煤泥分选机中进行分选，分选后得到的精煤和尾煤产品；
d.对来自步骤b和c中的浮选精煤和精煤经过脱水处理送入到精煤仓，对来自步骤b和c中的浮选尾煤和尾煤经过浓缩—压滤成为煤泥送入到尾煤仓。
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