搞好洗选工艺技术改造促进山西焦煤集团可持续发展.pdf

2 0 0 6年第 4期 煤炭加工与 综合利 用 C O A L P R O C E S S I N G＆C O M P R E H E N S I V E U T I L I Z A T I O N No ． 4，2 0 06 搞好洗选 工艺技术 改造 促进 山西焦煤集 团可持续发展 张学军 山西焦煤集团有 限责任公 司，山西 太原0 3 0 0 2 4 摘要山西焦煤集团公司不同煤层的煤炭质量差别大，原选煤工艺不适应煤质的不断变化，产品不能满 足市场需求；根据原煤煤质特点，调整选前或选后的配煤比例，并选用不同方案的重介质旋流器选煤工艺，同 时采用先进的大型、高效设备，对原有洗选工艺进行技术改造 ，取得了显著的经济效益和社会效益，为集团公 司的可持续发展奠定 了坚实的基础。 关键词选煤；技术改造；重介质旋流器；发展 中图分类号T D 9 4 文献标识码A 文章编号1 0 0 5 8 3 9 7 2 0 0 6 0 4 - 0 0 0 1 - 0 3 1 山西焦煤集团公司煤炭资源及生产概况 山西焦煤集团有限责任公司成立于 2 0 0 1 年 1 0月，是 经山西省人民政府批准、按照现代企业制度要求 、以西 山煤 电 集团有限责任公司、汾西矿业 集团有限 责任公司、霍州煤电 集团有限责任公司为主体组建 的国有独资公司，是 目前国内最大、煤种最全的炼焦基 地。并拥有华晋焦煤 集团有限责任公司 5 0 ％的股份。 公司主要开采山西、霍西 、 河东、沁水四大煤田的优质 炼焦煤 ， 井田面积 3 2 7 6 k m 2 ，保有储量 3 2 6亿 t ，其中炼 焦煤 2 6 5亿 t 。现有 2 8对生产矿井，设计生产能力 6 5 8 0 万 t ／ a ；2 3座选煤厂，入洗能力5 4 6 0万 t ／ a ；5座焦化厂， 焦炭生产能力 3 0 0万 t ／ a 。按照集团公司大力发展循环经 济，走煤一电一材料和煤一焦炭一化工产业链之路 的总 体规划，到 2 0 1 0年，原煤产量要达到 1 ． 2亿 t ，冶炼精煤 产量要达到 6 O O 0 万 t ，焦炭产量要达到 1 0 0 0万 t ，电力总 装机容量要达到 1 0 0 0万 k W。 集团公司煤炭资源蕴藏丰富，煤种齐全，品质优良。 主要煤种有气煤、1 ／ 3焦 煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦 煤、贫煤及少量的无烟 煤。其 中焦煤、肥煤具 有低灰 、 低硫 、低磷、粘结性好、结焦性强等特性 ，为世界稀缺 资源 ，用于炼焦时既能提高焦炭的冷、热强度，又能降 低炼焦成本 ，是理想的炼焦用煤 。本公司的主要产品有 炼焦精煤、高炉喷吹煤、优质动力煤、筛混煤和焦炭， 主要销往宝钢、鞍钢、首钢 、武钢、马钢、唐钢、济钢 等国内各大钢铁公司及电力燃料公司，部分产品出口到 日本、韩国、巴西、德国、法国、比利时等国家和地区。 产品质量稳定，售后服务完善，已与宝钢、鞍钢等多家 收稿日期 2 0 0 6 - 0 5 - 2 2 作者简介 张学军 1 9 6 2 一 ，男，安徽滁州人，2 0 0 1 年获中 国人民大学工 商管理 硕 士 ，山西 焦 煤集 团公 司选 煤 副总 工 程师 ， 高级工程师 ，电话 0 3 5 1 8 3 0 5 0 4 6 。 大型钢铁厂、电力燃料公司建立了长期合作关系。 2 洗选工艺技术改造前存在的问题 2 ． 1 煤炭质量 差别大 ，储 量不均 从表 1 可看出，上组煤层仅占总储量的 2 8 ． 1 ％，中、 下组煤层却占7 1 ． 9 ％ 多。而低硫 、可选性好的煤层主要 集中在上组煤层 ，其中2 煤层的储量仅占总储量的 1 2 ％； 低硫、可选性差的煤层 如 4 煤层 占总储量的 6 ． 5 9 ％； 中、下组煤层属高硫煤层，个别煤层 如 1 1 煤层 虽含硫 量低 ，但却属于极难选煤，占总储量的 1 0 ％。 值得注意的是，目前集团公司低硫 、可选性好的煤 产量占总产量的 8 0 ％，而一些低硫煤层 如 4 煤层、l l 煤层等 属于极难选煤 ，原有选煤工艺难以洗选 ，因此， 只能部分开采或弃采，这样就大大制约了下组高硫煤层 的开采，严重制约了集团的快速发展。 表 1 山西焦煤集 团煤炭储 量 2 ． 2 原有洗选工艺不适应煤质的变化 山西焦煤各选煤厂原选煤工艺大都采用跳汰一浮选 联合流程，该工艺分选精度差，效率低 ，精煤损失大 尤 其对于难选煤 、极难选煤 ，且生产过程中调整手段单 一 ，难以适应原煤煤种多、可选性范围变化大的特性。 2 ． 3 产品不能满足市场需求的 变化 随着我国加入世贸组织和社会的不断发展，用户对 产品质量要求越来越高，市场竞争也越来越激烈，原有 选煤工艺难以满足用户对产品灰分 、水分等质量指标的 要求，抵御市场风险能力差。且由于精煤产品水分高， 造成了大量无效运输，浪费了运力。 2 ． 4 设备可靠性低 ，选煤生产不稳定 选煤厂采用的设备处理量小 ，事故率高，自动化程 维普资讯 2 煤炭加工与综合利用 2 0 0 6年第4期 度低 ，缺乏对生产和产品的监控手段，操作和管理工作 量大。一方面，影响了生产的连续性与稳定性；另一方 面，也使得产品质量出现波动。 2 ． 5 入 洗比例较低 。产品附加值低 由于部分煤矿没有选煤厂，只能直销原煤 ，使得低 附加值产品销售量较大 ，产品结构不合理 ，对市场的应 变能力差， 且运输紧张。 3 选煤工艺技术改造方案 3 ． 1 选煤工艺的选择 3 ． 1 ． 1 煤质特点 表2和表 3分别列出了 2 煤层与 4 煤层原煤的浮沉 资料，从中可以看出 表 2 典型的 2 煤浮沉组成综合表 1 原煤可选性差异大。当2 煤层精煤灰分为 1 0 ％ 时 ，-t - O ． 1 邻近密度物含量较低，可选性较好 ， 而 4 煤层 当精煤灰分为 1 2 ％时，- t- O ． 1邻近密度物含量已达 4 0 ％ 多，属极难选煤 ，由此可见集团公司的原煤可选性差异 较大，没有先进的选煤工艺 ，很难选出合格的产品。 2 入洗原煤中末煤含量普遍较大。对于 一 5 0 ra m粒 级 ，随着粒度减小 ，灰分降低 ，说明煤炭易碎；而 一3 ra m 粒级含量占2 5 ％ ～3 5 ％，最高达到了 4 5 ％；一0 ． 5 m m粒 级含量占 1 5 ％ ～ 2 5 ％ ， 最高达 3 5 ％ ； 且随着粒度的减小， 灰分呈升高趋势，表明有一定的泥化现象。 3 ． 1 ． 2 根据煤质特点确定选煤工艺 针对上述问题，集团公司组织有关专家、工程技术 人员对各煤层原煤的煤质特征及可选性进行了大量深入 细致的研究，并考察调研了国内外先进的选煤技术、工 艺及设备。认为重介质旋流器选煤工艺具有处理量大、 分选精度高、对不 同原煤适应性强 、工艺简单 、易于实 现自动化等特点，完全能够适应集团公司多种原煤、可 选性范围变化大的特性 ；根据原煤煤质特征选择不同的 工艺流程 ，如无压不脱泥 或脱泥三产品重介质旋流 器 煤泥小直径旋流器 浮选工艺流程 ，有压脱泥三产 品重介质旋流器 浮选工艺流程 ，有压脱泥二产品重介 质旋流器 螺旋分选机 浮选工艺流程等 ；同时，采用 大量选煤新技术 、新设备，如动筛跳汰机、加压过滤机 、 大型脱水脱介香蕉筛、快速在线测灰仪等 ，对完善选煤 工艺、改善选煤生产、稳定产品质量起了重要作用。 1 在选择有压和无压给料方面 ，用无压三产品重介 质旋流器可以减少煤的进一步粉碎和次生煤泥量，而且 其重产物的排料 口与入料口距离较近 ，重产物在旋流器 内运行路线短，减轻了矸石的泥化程度。因此，对于部 分易碎且有泥化现象的原煤 ，选择无压三产品重介质旋 流器 煤泥小直径重介质旋流器的分选工艺。无压三产 品重介旋流器有效分选下限为 0 ． 5 ram，近年推广的煤泥 小直径重介质旋流器分选下限可达 0 ． 0 7 4 m m， 8 0 ％以上 0 ． 5 0 ． 1 2 5 ra m的煤泥进入煤泥重介质旋流器可得到有效 分选。因此，采用该工艺分选粗煤泥，既可降低粗粒精 煤的灰分和硫分，又减少了浮选入料量，有利于降低洗 选成本和提高浮选效率。 2 对于末煤含量较大的原煤 ，采用选前脱泥 无压 三产品重介质旋流器 煤泥重介质旋 流器的分选工艺。 脱泥筛筛孔为 0 ． 5 mm， 一 0 ． 5 ram的煤泥经处理后进入浮 维普资讯 2 0 0 6年第 4期 张学军搞好洗选工艺技术改造 ，促进 山西焦煤集团可持续发展 3 选系统 ，大幅度提高了主选作业的分选效率，同时脱介 效率得到提高，降低了介质的消耗。 3 对于末煤含量较大、可选性较好的原煤 ，在用户 对中煤产品质量要求比较严格的情况下 ，采用选前脱泥 有压二产品重介质旋流器 螺旋分选机工艺。脱泥筛 筛孔为 1 m m，1 m m左右的煤泥经处理后， 0 ． 1 5 mm的粗 粒煤泥进入螺旋分选机分选 ，一 0 ． 1 5 mm的细粒煤泥进入 浮选系统。此种工艺对产品质量调整灵活，介质消耗少、 加工费用低。 4 对于矸石含量较大且易泥化的原煤 ，采用动筛跳 汰排矸的方法，提前将大量矸石排出，减轻了由泥化现 象给生产系统带来的一系列影响。主系统采用无压三产 品重介质旋流器分选工艺，提高了分选精度和洗选效率。 5 对于动力煤选煤厂 ，由于要求产品灰分较炼焦煤 选煤厂高，采用动筛跳汰排矸 有压二产品重介质旋流 器工艺即可满足产品质量要求。对于原煤 中的末原煤， 根据产品质量要求 ，可全部入洗，也可部分入洗 ，实现 了无级调灰 ，加强了生产的灵活性和对市场的适应能力。 6 充分利用西山矿区贫瘦煤的煤质特点，选用无压 三产品重介质旋流器工艺开发了高炉喷吹煤新产品，提 高了产品附加值。 3 ． 2 关键设备 的选 用 在关键设备的选用方面 ，尽量采用大型、脱水效果 好、脱介效率高的进 口设备，力求 可靠、先进、高效、 操作管理方便 ，确保正常生产。 1 重介质旋流器分选系统除重介质旋流器外，脱介 筛成为关键设备。根据国内外的使用经验，选取国外先 进的香蕉筛及弧形筛 直线振动筛来脱介，该设备性能 可靠 、 使用寿命长、脱介效率高、处理量大。当煤泥含 量较大时，对于没有预先脱泥工艺的选煤厂，首选弧形 筛 直线振动筛进行脱介，效率较高。 2 进口磁选机磁场分布均匀，设备矿浆通过量大， 磁选效率高，适应于煤泥含量高的工作环境 ，磁选精矿 产率可达 9 9 ． 9 ％以上 ， 适合山西焦煤集团的煤质特点。 3 采用国外先进的精煤离心机和煤泥离心机进行脱 水，处理量大，效果好，解决了因煤泥粒度细而使产品 水分高的问题。 4 原浮选椅煤脱水系统使用圆盘真空过滤机，浮选精 煤水分较高，使得选煤厂总精煤水分也高，既影响产品质 量，又浪费运鞴 邑 力，不能适应生产和市场要求。为此，采 用近年来国内技术较为成熟的加压过滤机处理浮选精煤，使 其水分由原来的3 0 ％降至 1 8 ％，总精煤水分降低了3 ％。 3 ． 3 根据原煤性质选择配煤方案 针对高灰、高硫 、可选性差异极 大的原煤特性 ，选 煤厂既要满足产品煤质量要求，又要尽量节约低硫煤层 的开采量，增大中下组煤层中高硫、难选煤的入选比例。 集团公司采取了选前配煤与选后配煤相结合的方法 ，特 别是在选后配煤中，将低硫、可选性差的原煤分选密度 适当调高，精煤灰分也适当增加，从而提高其精煤产率， 降低低硫、可选性差的原煤开采量。而对高灰 、可选性 好的原煤，则将其分选密度适当调低，精煤灰分也适 当 降低，从而降低其精煤 产率，提高原煤开采量。通过对 不同特性原煤的选前和选后配煤 ，使高灰、可选性好的 ． 原煤开采量由原来的2 0 ％提高到 5 0 ％，而低硫 、可选性 好的原煤开采量由原来的 8 0 ％降到 5 0 ％。这样既保证了 产品质量，又提高了高硫、可选性差的原煤开采量 。 4 技术 改造方 案实施效果 4 ． 1 主要 经济技 术指 标 表4列出了改造前后，集团公司产品煤的主要经济 技术指标。从中可以看出技术改造是成功的，数量效 率大幅度提高，精煤损失降低，产率增加，产品水分得 到了进一步改善。 表 4主要经济技术指标对 比 4 ． 2经 济 效 益 1 工艺改造后分选效率大幅提高 ，精煤产率约增加 3 ％，按年入洗原煤 4 0 0 0万 t ，精煤产品 5 0 0元／ t 计算 ， 年增产值 6亿元。 2 调整产品结构 ，开发高炉喷吹用煤，提高了产品 的附加值。按年入洗原煤 3 0 0万 t ，高炉喷吹煤市场价 4 8 0元／ t ，原煤 2 8 0 f v ／ t ，喷吹精煤产率 6 5 ％，原煤加工 费2 0元／ t 计算，年增效益 3 6 0 0万元。 3 总精煤水分降低 3 ％，年节约运量 7 0万 t ，运费 按 7 0元／ t 计算 ，年节约运费 4 9 0 0万元。 综上所述，洗选 工艺技术改造后，企业经济效益提 高了 6 ． 8 5亿元。 4 ． 3社 会 效益 山西焦煤集团及时对原有选煤工艺进行了大规模的 技术改造，采用了目前国内外先进的煤炭洗选加工技术， 并引进了国内外先进的选煤设备。在生产过程中提高了 中下组煤层原煤的入选比例，实现了产品升级换代，延 长了矿井服 务年限，提高了企业抵御市场风险的能 力， 具有显著的社会效益。 5结束语 山西焦煤集团公司作为 目前国内最大、品种最全的 炼焦煤生产企业 ，通过科技创新 ，完善了煤炭洗选工艺， 使得重介质分选比例达到 9 0 ％以上 ，有效解决了制约企 业发展的瓶颈 ，大幅度提高了企业的经济效益，同时优 化了宝贵炼焦煤资源的开采和利用 ，为集团公司的可持 续发展奠定了坚实的基础。 维普资讯