加壓過濾機處理浮選尾煤的應(yīng)用效果與效益分析
范各莊礦業(yè)公司選煤廠是我國第一座從前聯(lián)邦德國引進(jìn)成套設(shè)備的選煤廠，1984年5月12日正式投產(chǎn)，總投資17832萬元，年處理量400萬t(小時入洗量960t)，成為當(dāng)時全國最大、自動化程度最高的一座大型現(xiàn)代化選煤廠。
原浮選尾煤處理系統(tǒng)是采用S4-1型沉降離心機脫水，因系統(tǒng)處理能力不足，事故率高，且產(chǎn)品水分過高(37%左右)。不得不將大量煤泥水排至廠外煤泥沉淀池進(jìn)行自然沉淀，有時黑水外溢造成污染農(nóng)田或大量煤泥損失。同時尾煤、末中煤發(fā)熱量偏高，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理，造成經(jīng)濟(jì)效益低下。雖經(jīng)部分改造，采用煤泥沉淀池-壓濾機聯(lián)合工藝，仍不能真正實現(xiàn)“煤泥廠內(nèi)回收、洗水閉路循環(huán)”的目的。
目前國內(nèi)外采取浮選尾煤處理工藝大致有四類處理工藝，即壓濾機處理工藝；沉降過濾離心機-壓濾機聯(lián)合工藝；煤泥離心機-壓濾機聯(lián)合工藝；加壓過濾機處理工藝。壓濾機是傳統(tǒng)處理浮選尾煤工藝，適應(yīng)性強，但單臺處理能力小，產(chǎn)品水分較高，濾餅呈塊狀，無法摻入到洗末煤中。沉降過濾離心機-壓濾機和煤泥離心機-壓濾機的聯(lián)合工藝，都存在產(chǎn)品水分高、系統(tǒng)復(fù)雜、浮選尾煤無法摻入到洗末煤中的缺點。
1浮選尾煤處理系統(tǒng)方案選擇
綜合分析我廠浮選尾煤有如下優(yōu)勢:粒度較粗(-200網(wǎng)目含量在30%以下)，矸石不易泥化，且煤質(zhì)較硬(為肥煤)。經(jīng)過前期的工藝技術(shù)研究和實驗，我們認(rèn)為加壓過濾機是浮選精煤、原生煤泥脫水和對固體物料回收的有效方法，自動化程度高，處理能力大，系統(tǒng)簡單，產(chǎn)品水分低(低于20%)，物料呈散狀，利于摻入末煤中，這樣依據(jù)摻入量的多少，可形成不同的產(chǎn)品，實現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整。因此，在浮選尾煤處理系統(tǒng)技術(shù)改造中，我們確定采取加壓過濾機處理浮選尾煤工藝。
2浮選尾煤處理系統(tǒng)工藝技術(shù)改造
根據(jù)集團(tuán)公司建設(shè)一流煤炭洗選加工基地的總體規(guī)劃，公司選煤廠浮選尾煤處理系統(tǒng)的工藝改造，于2003年4月4日完成了進(jìn)口設(shè)備的招標(biāo)工作，總投資1900萬元人民幣，安裝1臺奧地利安德里茲公司HBF-S120/10加壓過濾機。當(dāng)年5月27日破土動工，經(jīng)過對系統(tǒng)調(diào)試，加壓過濾機處理浮選尾煤系統(tǒng)于2005年5月份調(diào)試并投入生產(chǎn)。
3加壓過濾機的運行效果
3.1處理能力
公司選煤廠浮選系統(tǒng)，由于近年來煤質(zhì)變差，為極難選，浮選尾煤灰分較高，達(dá)45%左右，浮選尾煤量約75～100t/h。通過試運行，加壓過濾機處理浮選尾煤，處理量達(dá)到30～45t/h。
3.2產(chǎn)品水分
加壓過濾機處理浮選尾煤，產(chǎn)品水分17%以下，最低達(dá)到14%；
3.3產(chǎn)品走向
經(jīng)濃縮機濃縮后的浮選尾煤，應(yīng)用加壓過濾機脫水后，摻入到原系統(tǒng)的末中煤；設(shè)置了尾煤脫水產(chǎn)品運輸專線，也可以單獨作為一個產(chǎn)品儲運銷售。
3.4效益分析
(1)按末中煤300元/t，尾煤160元/t，考慮運行成本，凈利潤100元/t，小時處理能力35t，年運行時間346天，每天工作8h，年運行時間為346*8=2768h，則投入一年增加純利潤為:
Y=100元/t*35t/h*2768h=9688000(元)=968.8(萬元)
(2)同時減輕煤泥沉淀池壓力，減少污水排放，利于環(huán)境保護(hù)。
(3)加壓過濾機濾液返回到中尾煤濃縮機，實現(xiàn)洗水閉路循環(huán)，節(jié)約生產(chǎn)清水約70m3/h，投入一年內(nèi)約節(jié)約清水200000m3。
3.5存在問題
(1)入料量不易控制，入料量大時，時常有跑溢流現(xiàn)象，上料管路易堵。
(2)入料濃度不易控制，入料濃度大時容易造成壓車，處理時間長，每次大約需2h。
(3)入料濃度小時，加壓過濾機的濾餅過薄，處理量小，反吹風(fēng)效果差，濾餅水分偏高。
(4)計算機全自動化控制操作及報警畫面全英文或德文，對操作員工及維修技術(shù)人員素質(zhì)要求高。
4采用的工藝流程、技術(shù)路線和技術(shù)水平
4.1工藝流程(見圖1)
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4.2技術(shù)路線
(1)確定加壓過濾機處理浮選尾煤的產(chǎn)品水分。
(2)確定加壓過濾機處理浮選尾煤的處理量。
(3)確定加壓過濾機處理浮選尾煤的工作風(fēng)壓及最佳工況點。
(4)確定最終末中煤產(chǎn)品質(zhì)量是否達(dá)到用戶要求。
4.3加壓過濾機處理浮選尾煤的技術(shù)數(shù)據(jù)
脫水產(chǎn)品水分Mt%Mt=13.6%～16.7%
脫水產(chǎn)品產(chǎn)量QtQ=29.5～47.5t
最佳工況點工作風(fēng)壓PMPaP=0.35～0.50MPa
最終末中煤產(chǎn)品質(zhì)量Qtkcal/kgQt=4000～4400kcal/kg
以上技術(shù)數(shù)據(jù)說明浮選尾礦脫水后摻入末中煤，最終末中煤產(chǎn)品質(zhì)量符合用戶要求。
4.4達(dá)到的技術(shù)水平
通過應(yīng)用加壓過濾機處理浮選尾煤的實踐證明，產(chǎn)品水分達(dá)到7%以下，實現(xiàn)了產(chǎn)品摻入末中煤。根據(jù)工業(yè)性實驗結(jié)果，確定加壓過濾機處理浮選尾煤的效果良好。技術(shù)水平達(dá)到國際領(lǐng)先。
5投資風(fēng)險分析
5.1投資回收周期
系統(tǒng)投資1900萬元，如果按現(xiàn)在設(shè)備一年的運行情況，投資回收周期為1900/968.8=1.96年。
5.2預(yù)期效益
(1)由于末中煤產(chǎn)率的提高，每年可以多產(chǎn)末中煤Q=35t/h*2768h=9.69萬t。
(2)年增加純銷售收入S=(300元/t-160元/t)*9.69萬t=1356萬元。
(3)年增加純利潤Y=968.8(萬元)。
(4)減少污水排放，利于環(huán)境保護(hù)。
(5)實現(xiàn)洗水閉路循環(huán)，年節(jié)約清水約20萬m3。
5.3風(fēng)險評價
經(jīng)系統(tǒng)的實踐檢驗，經(jīng)濟(jì)效益顯著，但仍然存在工藝復(fù)雜技術(shù)要求高影響開機率的系列問題。首先抓好進(jìn)口配件的供應(yīng)，合理儲備；另外加強培訓(xùn)提高員工的技術(shù)素質(zhì)。通過科學(xué)的手段提高開機率，那么投資風(fēng)險很小，幾乎為零。
6推廣應(yīng)用前景
浮選尾煤的回收、脫水，在國際選煤界仍處于不斷研究創(chuàng)新階段，范各莊礦業(yè)公司選煤廠的煤質(zhì)屬于難選或極難選煤，是典型的難選煤選煤廠。由于其處理能力大，設(shè)備先進(jìn)，研究應(yīng)用加壓過濾機處理浮選尾煤，達(dá)到國際先進(jìn)的技術(shù)水平，在全國乃至國際上都具有代表性和示范效應(yīng)，具有廣泛的推廣應(yīng)用前景。
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