TCS粗煤泥分选机在官地矿选煤厂的应用

高 康

(西山煤电(集团)有限责任公司 官地矿选煤厂，山西 太原 030053)

官地矿选煤厂生产能力为3.0 Mt/a，采用无压三产品重介质旋流器分选、浮选联合工艺，设置原煤准备、重介质分选、脱介脱水、介质净化回收、浮选、煤泥分级浓缩回收、产品运输装仓等生产工艺环节。在实际生产过程中，由于采用传统的粗煤泥分选机，导致1～0.3 mm粒级粗煤泥分选效果变差，部分粗精煤流失严重，影响企业的经济效益。经过技术论证和经济效益分析比较，在洗选车间增加一套TCS粗煤泥分选机，并对应改造重介系统。设备投入使用后取得良好效果，设备自动化程度高，人工操作减少[1]；入料配给系统结构简单，故障率低，后期维护量降低；分选密度可调控，最低可达1.4 kg/L；分选能力是传统水力分级设备的2倍。

1 增加TCS粗煤泥分选机的必要性

官地矿选煤厂原有洗选生产工艺为不脱泥有压给料两产品重介质旋流器分选+浮选联合工艺，煤泥经水力分级旋流器分级后，溢流浮选。缺少对1～0.3 mm粒级粗煤泥进行分选的设备和工艺流程，导致粒度较大的精煤只能经过高频筛进行脱水处理后混入中煤内，致使部分精煤流失严重。同时，高频筛在生产过程中磨损严重，筛孔被扩大，使经过筛选后的部分精煤掺入精煤磁选尾矿中，增加了精煤的流失量。采用原有的螺旋分选机进行粗煤泥分选，脱泥效率低，同时影响精煤质量[2]。随着官地矿采掘深度和开采难度的不断增加，以及生产中机械化程度的增加，致使开采的原煤内煤泥含量增加，煤中灰分高，加大原煤可选性的难度。官地矿选煤厂只是对1～0.3 mm粒级粗煤泥进行简单地分级回收。在回收的粗煤泥中若混入精煤，则会增加精煤的灰分；如若混入中煤，又导致资源的浪费，降低企业的经济效益。为了满足市场需求和适应煤质变化，提高精煤洗选效率，必须对原有的精煤洗选生产工艺和设备进行技术改造升级。TCS粗煤泥分选机的应用有效解决了官地矿选煤厂洗选过程中精煤严重流失的问题。

2 TCS粗煤泥分选机

2.1 结构组成和工作原理

TCS粗煤泥分选机主要由驱动和干扰装置、入料筒、分选筒、密度计、顶水喷嘴和底流箱等构成(图1)。

图1 TCS粗煤泥分选机结构示意图

TCS粗煤泥分选机是根据不同物料在上升水流与智能干扰器作用下的干扰沉降速度差异，实现物料的智能分选的生产设备。TCS粗煤泥分选机生产流程为：物料经中心入料桶进入分选槽，与上升水流混合，形成“干扰床层”，低于分选密度的物料(精煤)向上运动，高于分选密度的物料(尾矿)向下运动并通过机械干扰装置进行二次干扰。精煤随分选槽顶部溢流排出，尾矿通过尾矿排料箱由排料泵排出。

2.2 技术特点

TCS粗煤泥分选机具有以下技术特点：

(1)TCS粗煤泥分选机生产过程智能化、数字化，可从0.5～0.125 mm粒级原煤内分选出低灰精煤和高灰矸石。

(2)处理能力大，分选效率高，分选密度在1.4～1.9 cm3/g之间可调控，分选密度稳定且分选精度高。

(3)对入料煤质变化的适应性强，设置有动力干扰沉降，有助于减少错配；设计结构简单，安全易操作，故障率低，后期维护成本少。

(4)TCS粗煤泥分选机能够降低重介和浮选系统的入料量，使用循环水为分选介质，无需加重质和化学药剂，有效降低生产运营成本，精煤洗选率提升3%左右。

(5)特有的切线入料方式保证分选床的稳定，分离效率高；增加的下喷式入水口，可预防入水口被堵塞；先进的PID控制系统可结合实际自动调控加水流量，全程数字监控，能够减少人工操作[3-4]。

2.3 主要技术参数

TCS粗煤泥分选机的主要技术参数如下：

入料粒级/mm

0.5～0.125

入料浓度/(g·L-1)

≥300

顶水流量/(m3·h-1)

120

处理能力/(t·h-1)

130

容积/m3

18.01

分选室直径/mm

3 000

尺寸/(mm×mm×mm)

3 963×3 670×4 580

3 TCS粗煤泥分选机工艺流程

对现有的分选设备和工艺进行技改前，精煤水力分级旋流器底流由高频振动筛直接脱水后混入中煤内，致使精煤流失。在加装TCS粗煤泥分选机后，精煤水力分级旋流器底流直接经粗煤泥分选机进行分选，高频弧形振动筛将粗精矿脱泥后与浮选精矿直接由加压过滤机进行脱水[5]，原有高频振动筛将粗精煤进行脱水后混入中煤。技改后将粗精煤和浮选精矿混合后直接由加压过滤机进行脱水，改善单独将浮选精矿过滤脱水时效果差的现象，同时节约了粗精煤过滤脱水设备的投入。TCS粗煤泥分选机生产原则流程如图2所示。

图2 TCS粗煤泥分选机生产原则流程

4 分选效果

TCS粗煤泥分选机在官地矿选煤厂安装调试后，在实际生产中对精矿和尾矿灰分进行实时动态监测，监测结果见表1。

表1 TCS精矿和尾矿产品化验结果Table 1 Analytical data of TCS separator's clean coal and tailing products %

由表1可看出，TCS粗煤泥分选机洗选量大、效率高，密度稳定且分选精度高，TCS尾矿灰分>60%。因1.5～1.0 mm粒级Ep≤0.085 g/cm3、1.0～0.5 mm粒级Ep≤0.08 g/cm3、0.5～0.2 mm粒级Ep≤0.06 g/cm3，故尾矿灰分稳定，分选精度高。官地矿使用TCS粗煤泥分选机后，减少精煤流失量，增加精煤产量0.5 Mt/a，按精煤价格380元/t计算，官地矿选煤厂每年可增加经济效益190余万元。

5 结语

针对洗选过程中粗精煤严重流失的问题，官地矿选煤厂进行技术改造，加装TCS粗煤泥分选机对原有分选系统进行技术改造，单机洗选量较以往提升2倍，可分选1.5～0.125 mm粒级范围内的精煤，减少了重介质系统和浮选系统的入料量；分选介质采用循环水，无需重介质和化学药剂，降低浮选药剂的使用量；运营生产成本低，并可使精煤产率提高约3%，并有效改善浮选精矿单独过滤脱水效果差的现象。在实际使用中，由于TCS粗煤泥分选机对入料精度和顶水压力有严格的技术标准，必须保证足够的顶水压力和流量，加强溢流脱泥。