上榆泉选煤厂重介分选性能评价_周建国.pdf

第42卷第02期2023年02月煤炭技术Coal TechnologyVol.42 No.02Feb.2023doi:10.13301/ki.ct.2023.02.0600引言上榆泉选煤厂位于山西省忻州市河曲县巡镇镇阳面村，设计处理能力为8.0 Mt/a，服务于上榆泉煤矿，所生产的精煤全部供河曲发电公司供电使用。根据现场分选工艺，原煤经弛张筛筛分后得到50 mm、506 mm及6 mm共3种粒级，其中50 mm粒级部分结合人工除杂与光电分选技术，分选效率优良；6 mm粒级部分为末煤，直接进入产品仓；506 mm部分则由两产品重介旋流器进行分选。为了对506 mm部分原煤分选环节进行可靠和全面的评价，在原煤性质分析的基础上，本文对现场使用的2台重介旋流器（编号分别为307和308）工艺性能进行分析，确保选煤设备工艺性能符合国家标准，并根据存在的问题进行改进，以达到提质增效的效果，也可为同类型选煤厂合理建设与设备优化提供一定参考。1原煤煤质1.1原煤筛分试验按照相关规定对煤样进行采取，索引国标GB/T 4772008煤炭筛分试验方法，通过大筛分试验对原煤粒度组成进行分析，试验结果如表1所示。表1原煤粒度组成分析由表1可知，对于原煤粒度组成，各粒级占比较均匀，单粒级而言5025mm部分占比最高，为18.66%。50 mm与500 mm分别占比24.53%和75.47%，其中506 mm粒度级占48.02%，而0.5 mm以下煤泥部分含量为6.61%。此外，原煤的灰分随着粒度的增加而呈现上升趋势，最高为10050 mm粒级的54.33%，表明大块含矸较多，最低为30.5 mm的35.87%，表明煤质相对较脆且矸石不易泥化。上榆泉选煤厂重介分选性能评价周建国1，宋万军1，蒋涵元1，白龙1，白颖楚2（1.国家能源集团 上榆泉煤矿，山西 忻州036500；2.中国矿业大学 化工学院，江苏 徐州221008）摘要：针对上榆泉选煤厂现有工艺，在原煤性质分析的基础上，分析了重介旋流器的工作性能。研究结果表明上榆泉选煤厂原煤各粒级含量较均匀，且灰分随粒度的增加而呈现上升趋势，主导密度级为中高密度级，导致其原煤灰分较高；2台重介旋流器可能偏差为0.04左右，数量效率均超过90%，且精煤中不含高密度级，矸石中不含低密度级，其分选效果良好。关键词：选煤厂；煤质分析；重介旋流器；可选性；性能评价中图分类号：TD94文献标志码：A文章编号：1008 8725（2023）02 246 04Performance Evaluation of Dense-medium Separation Technique inShangyuquan Coal Preparation PlantZHOU Jianguo1，SONG Wanjun1，JIANG Hanyuan1，BAI Long1，BAI Yingchu2（1.Shangyuquan Coal Mine of State Energy Guoshen Group,Xinzhou 036500,China；2.School of Chemical Engineeringand Technology,China University of Mining and Technology,Xuzhou 221008,China）Abstract:In view of the existing technology in Shangyuquan coal preparation plant,the performance oftwo dense medium cyclones were analyzed based on the analysis of raw coal properties.The resultsshow that the content of each size fraction in raw coal is uniform,and the ash content increases withthe increase of particle size.The dominant density level is the medium-and high-density grade,whichexplains the reason of high ash content of raw coal.The possible deviation values of the two heavymedium cyclones are about 0.04,and there are no high-density materials in cleaned coal and no low-density materials in gangue,indicating that the separation performance is good.Key words:coal preparation plant；coal quality analysis；dense-medium separation；selectivity；performance evaluation粒级/mm1001005050合计502525131366330.50.50500合计原煤总计占全样11.6012.9324.5318.6615.3514.008.7312.126.6175.47100.00筛上累计11.6024.5324.5343.1958.5572.5581.2793.39100.00灰分Ad/%49.8654.3352.2152.3547.6343.3938.7435.8736.0544.0846.08产率/%246第42卷第02期Vol.42 No.02上榆泉选煤厂重介分选性能评价周建国，等1.2原煤浮沉试验浮沉试验是评定原煤可选性的必要手段，对于预测、优化重选效果具有重要意义。索引国标GB/T4782008煤炭浮沉试验方法，原煤浮沉试验结果如表2所示。表20.5 mm原煤浮沉结果分析由表2可知，原煤0.5 mm粒级浮沉组成均呈现“一头大”的分布规律，即+0.5 mm粒级中的主导密度级为2.00 g/cm3，占本级含量超过40%，且灰分接近80%；含量最低的密度级为1.30 g/cm3，占本级含量不足5%。这与弛张筛入料筛分试验结果相符，并揭示了原煤灰分较高的原因原煤中的主导密度级为高密度级，大多为无机矿物质，贡献了绝大部分灰分份额。1.3原煤506 mm可选性分析上榆泉选煤厂中重介旋流器的分选粒级为506 mm，为了评价入料原煤的可选性，此处按照506 mm粒级原煤的浮沉资料作为可选性曲线的绘制数据。绘制所需的相关数据如表3所示，原煤506 mm粒级可选性曲线如图1所示，主要包括灰分特性（）曲线、浮物（）曲线、沉物（）曲线、密度（）曲线以及0.1（）曲线。表3506 mm原煤浮沉试验综合报告根据重介旋流器的分选密度范围1.601.70 g/cm3，确定中值1.65 g/cm3为理论分选密度，由此根据0.1曲线求得0.1含量为15.87%。由于此时理论分选密度小于1.70 g/cm-3，故应以扣除沉矸（2.00 g/cm-3）为100%计算0.1含量，故原煤506 mm粒级的0.1含量可由下式计算得出：15.87100-41.12100%=26.95%图1原煤506 mm粒级可选性曲线图综上所述，当理论分选密度为1.65 g/cm3时，0.1含量为26.95%，根据国标GB/T 164172011煤炭可选性评定方法中列出的煤炭可选性等级划分表，处于20.1%30.0%，故原煤506 mm粒级的可选性等级属于“较难选”。2重介旋流器工艺性能检测分析对重介旋流器的精煤产品与尾煤产品进行分析，并根据试验结果对重介旋流器工艺性能进行评价，索引国标GB/T 4782008煤炭浮沉试验方法、国标GB/T 164172011煤炭可选性评定方法、国标GB/T 157152014煤用重选设备工艺性能评定方法。上榆泉选煤厂共有2台重介旋流器，编号分别为307和308，为了评定其工艺性能，需按照以下步骤：对重介旋流器的入料及产品进行采样，经浮沉试验、灰分测试后记录并计算各密度级产物在本级中的占比及对应的灰分，填入相关表中，作为曲线绘制的基本数据。分配曲线各数据点的横坐标为各密度级的平均密度，纵坐标为各密度级物料在重产品中的分配率；错配物曲线包括损失曲线、污染曲线以及这2条曲线叠加而成的总错配物曲线，其中损失曲线横坐标为密度，纵坐标为重产品中对应各密度的占计算入料的浮物累计产率；污染曲线与损失曲线采用同一横坐标，其纵坐标为轻产品中对应于各密度的占计算入料的沉物累计产率；损失曲线与污染曲线的交点对应等误密度，总错误曲线的最低点对应分配密度；可选性曲线主要由重介旋流器计算入料的可选性为基本数据绘制而得，主要包括灰分特性（）曲线、浮物（）曲线、沉物（）曲线、密度（）曲线以及0.1（）曲线。通过曲线读取分配率为75%、50%和25%分别对应的密度值、错配物含量、邻近密度物含量等，密度级/gcm-31.301.301.401.401.501.501.601.601.801.802.002.00小计煤泥合计占本级产率/%3.2010.5611.6611.9614.028.3340.27100.002.46100.00占全样产率/%2.9149.61810.62110.89712.7687.59236.68691.0962.29693.392灰分/%7.2010.2817.3024.3033.7749.8478.4546.7245.7446.70密度级/gcm-31.301.301.401.401.501.501.601.601.801.802.002.00小计煤泥合计产率/%2.9310.2711.9210.0813.819.8741.12100.001.12100.00灰分/%8.2610.3217.6622.9834.4250.3179.3548.0743.3048.02产率2.9313.2025.1235.2049.0158.88100.00灰分8.269.8613.5616.2621.3826.2348.07产率100.0097.0786.8074.8864.8050.9941.12灰分48.0749.2753.8859.6565.3573.7379.35沉物累计/%浮物累计/%密度/gcm-3200灰分/%浮物产率/%020406080100406080100100806040200沉物产率/%曲线曲线曲线曲线曲线2.01.81.61.41.2247第42卷第02期上榆泉选煤厂重介分选性能评价周建国，等Vol.42 No.02用于计算可能偏差（E值）、数量效率、灰分误差及邻近密度物含量等，并作为评定重介旋流器工艺性能的指标。具体计算过程参照国标 GB/T 157152014煤用重选设备工艺性能评定方法。2.1307重介旋流器307重介旋流器入料和产品的密度分析结果如表4所示。由表4可知，307重介旋流器的精煤的主导 密 度 级 包 括1.301.40 g/cm3、1.401.50 g/cm3、1.501.60 g/cm3与1.601.80 g/cm3等4个密度级，含量均超过20%，最高为1.401.50 g/cm3密度级的26.44%，对应灰分为17.31%；含量最低的密度级为1.30 g/cm3密度级的4.20%，对应灰分为5.79%。通过计算，可得出307重介旋流器计算入料的可选性并由此绘制出分配曲线、错配物曲线与可选性曲线，如图2、图3所示。表4307重介旋流器入料和产品的密度分析密度/gcm-3（a）307重介旋流器分配曲线密度/gcm-3（b）307重介旋流器错配物曲线图2307重介旋流器的分配曲线与错配物曲线图由分配曲线可知，重产品分配率为75%、50%和25%对应的密度值分别为1.823、1.779、1.739 g/cm3，由此可