[发明专利]矸石易泥化的动力煤洗选加工方法

说明书

技术领域

本发明属于动力煤选煤领域，特别涉及一种矸石易泥化的动力煤洗选加工方法。

背景技术

选煤工艺所涉及的泥化包括两部分，一是煤的泥化，二是矸石的泥化。

煤的泥化现场包括两方面的含义：一是指原煤在洗选条件下在粉碎的情况和产生次生煤泥的特征：二是煤和煤中矸石在洗选条件下的内化特征--再粉碎情况。产生泥化的原因一般分为物理原因和化学原因，其中物理原因是主要的。煤和矸石在水浸的情况下，由于物理运动和碰撞的原因，使煤和矸石颗粒产生裂缝或者将原来小的裂缝扩大，从而使颗粒变小；或颗粒本事裂隙比较发达，或煤和矸石本身就比较软，经过机械运动，煤粒相互碰撞二次产生裂隙现象，但这种现场并不改变煤的成分。产生煤的泥化现场的化学原因是指煤或矸石颗粒水浸之后，煤中某些物质溶于水，或呈离子状态，或引起了某些化学作用使颗粒变小，但是没有发现煤泥水或煤的表面化学性质发生明显变化，一般不予考虑。

矸石的泥化：原煤除了含有一些伴生矿物（如黄铁矿等）外，在开采过程中还混入了部分围岩碎块，这些围岩碎矿是组成矸石的主要物质，其成分有石灰石、炭质页岩和泥岩等，其中泥岩质地松软，容易吸水，主要成分是粘土矿物，遇水膨胀，容易形成极细的胶体颗粒而不易沉降。因此，矸石中泥岩的比例决定了矸石的泥化程度，特别是长焰煤和褐煤的选煤过程中，除了微粉煤进入洗水中形成煤泥水外，两个煤种的矸石有20%左右的量遇水泥化于煤泥水中。这种极细颗粒的煤泥，在水中以胶体形式存在，尽管长期静置也不能沉淀，煤泥水始终处于浑浊的状态。

本发明针对的是矸石易泥化，但煤不易泥化或泥化现象轻微的原煤。原煤中矸石泥化对选煤的影响主要有以下几个方面：a影响重介质系统操作；b恶化浮选效果；c影响浮选精煤脱水作业；d加重了煤泥水处理系统的负担；e末煤不入洗，压滤煤泥掺入末煤污染了末煤质量；f容易堵塞溜槽和各类存储仓。

目前常用的矸石易泥化的动力煤洗选加工方法为重介浅槽分选和复合式干法分选两种工艺。

复合式干法选煤技术，在分选原理、入料粒度、分选效果等方面均突破了传统风选的模式，是我国独有的干法选煤技术。复合式干法选煤技术主要特点：a该技术不用水的特点，首先解决了易泥化煤的分选加工问题，特别是对干旱、水资源缺乏和冬季寒冷地区的煤炭开发和加工利用开辟了新途径。相比其他工艺，省去了选煤厂煤泥水处理工艺，节约了水资源。b该技术环境污染严重，分选过程会产生大量的粉尘，粉尘飞扬给周围环境造成严重污染，很难通过环保审批。c复合式干法选煤分选精度低，可能偏差Ep=0.23，远低于常规重力重力选煤的分选效果，精煤质量改善程度有限。山东龙口梁家煤矿煤种为褐煤，采用了复合式干法选煤技术，其精煤与原煤相比较，灰分降低近3%，发热量提高仅150cal/g左右。

重介浅槽分选是专用于处理块煤的高效分选工艺，近年广泛应用于各类动力煤选煤厂块煤分选作业。浅槽的分选原理是利用煤和矸石密度的不同在相对静止（非脉动水流）的重介悬浮液中自然分层。由于浅槽分选机的分选长度一般只有1.6~1.8m，煤和矸石在悬浮液中的停留时间很短，大约是普通跳汰机的1/5~1/8，是动筛跳汰机的1/2~1/3，同时煤和矸石在浅槽内的运动十分平稳，可以认为是相对静态分选，煤和矸石在悬浮液中很少相互挤压摩擦，因此可以最大限度的提高设备的分选精度，减轻分选过程中矸石的泥化量。浅槽分选机的主要特点是：a分选上限高、分选粒度宽（200~13mm），能有效减少大块矸石及煤的破碎率，降低能耗，对降低最终产品水分有利；b设备通过能力大，对原煤入选量及粒度组成波动适应性强，能及时排除大量矸石，可大大简化工艺环节，减少厂房体积；c有效分选时间短，次生煤泥量低，最大程度地减轻矸石泥化程度；d自动化程度高，悬浮液密度可自动调节，分选精度高。

综上所述，重介浅槽分选作为易泥化煤的主洗工艺是可行的，但传统的重介浅槽分选工艺还是陷入了“选煤厂开工之时既是改造之日”的尴尬，主要存在以下弊端：a由于重介浅槽排矸工艺对入料粒度的限下率有要求，传统的筛分工艺均采用13mm干法筛分并增加3mm（或2mm）长筛面的湿法脱泥，该工艺的优点是入料限下率有保证，但湿法脱泥使部分末煤浸水，增加了矸石的泥化时间，也增加了煤泥水的处理负担；b忽略了矸石泥化后对选煤设备的影响，选用了不恰当的煤泥回收设备，例如筛网沉降离心机、加压过滤机等，由于矸石泥化严重，细颗粒中粘土比例比较大，筛网沉降离心机的筛网和加压过滤机的滤膜很容易被糊死，造成设备无法正常使用；c煤泥水处理设备的选型偏小，由于选煤厂设计中的设备选型以规范为主，而规范不可能适合千差万别的煤层赋存状况和煤质、矸石的性质；d药剂的选择与添加量不当。