1、配煤入洗與精煤回收率的提高之間的關系研究與應用達成單位：四川廣旺能源發(fā)展（公司）有限責任公司唐家河煤礦洗煤廠主研人員：任邵偉陳永聯岳雄嚴立新趙陽二0一四年七月目錄第一章綜述.31.1重介選煤.31.2洗煤現狀.31.3項目實行的意義.3第二章方案提出.52.1配煤.52.2配煤工藝.62.3配合煤質量指標及其原理.62.4唐家河煤礦原煤現狀.72.5方案的確定.8第三章方案實行.93.1方案實行的可行性.93.2項目研究內容及其思路.123.3唐礦原煤性質.123.4384原煤性質.163.5目標函數的擬訂.19拘束性函數.19目標函數.203.6配煤入洗.20配煤方案一.20配煤方案二.24

2、第1頁共39頁配煤方案三.28配煤方案分析.313.7產品指標計算分析.313.8浮選指標.35第四章經濟效益.364.1經濟效益.36回收率.36折合經濟效益.37第2頁共39頁第一章綜述1.1重介選煤重介選煤就是依據礦粒間因為密度的差異，因此在密度大于水的運動介質中所受重力、流體動力和其他機械力的不一樣，從而實現按密度分選礦粒群的過程。依照是阿基米德原理。重介洗煤生產工藝是一種先進的選煤工藝，但假如使用控制不妥就難以發(fā)揮其應有的效能。當選原料煤的控制是該生產工藝的要點要素，經過生產實踐過程的探究和總結，找到一個優(yōu)化的原煤控制指標范圍。使之適應本廠生產工藝，使重介生產工藝系統的效能獲取充發(fā)散

3、揮，回收更多的精煤和商品煤，提高公司的經濟效益。重介選煤工藝自己適應能力的限制，當系統對應的當選原煤質量高出合理區(qū)間時，系統的均衡將被打亂，各項生產指標將出現顛簸。1.2洗煤現狀跟著煤炭市場需求的多極化，加上最近幾年來國內煤炭供需矛盾加深，國際煤炭行業(yè)不景氣，簡單與單調的傳統方式原煤直接入洗就顯得很難適應選煤生產和用戶需要，也沒法保證所產精煤的競爭力。1.3項目實行的意義為了滿足客戶需要，為了洗煤廠順利生產、保證產質量量，為了合理利用煤炭資源，將不一樣煤質的原煤配合當選成為唐礦洗煤廠生計第3頁共39頁和發(fā)展的必定之路。該技術研究成功后，一方面標記著唐家河煤礦洗選技術，又上一個新臺階，同時也是實

4、現打造唐礦精煤品牌最有力、最靠譜、最科學的保證；另一方面保證了正常生產，實現高效高產作業(yè)，減少生產影響將會帶來很好的經濟效益和社會效益。經過配煤比率調整后，總結經驗，保證產質量量，提高精煤回收率。第4頁共39頁第二章方案提出依照配煤的定義、配合煤質量指標、唐礦洗煤廠來煤煤質等確定本項目實行方案。本方案由現場指出。2.1配煤廣義的配煤是指依據用戶對煤質的要求，將若干單種煤依照必定的比率摻混后的配合煤，使之在性能上揚長避短。固然配煤的性質是由各單種煤疊加而成的，但其綜合性能獲取了優(yōu)化，已與原各樣煤的性質有所差異。所以，它已成了認為加工而成的新“煤種”。其基本源理是利用不一樣煤種各自成分、物理和化學

5、性質的差異，互相配合互補優(yōu)弊端，使最后配出的混淆煤在數、質量指標上達到最正確狀態(tài)，以滿足實質生產和客戶的要求。狹義的配煤是指在滿足用戶需求的條件下為了使所洗商品煤的數質量獲取最優(yōu)配合的原煤洗選方式，以煤化學、煤質檢測及計算機等學科為基礎，以市場為目標，以經濟效益為指標，經過必定的加工工第5頁共39頁藝，達到煤質互補，調整產品構造，滿足用戶，實現節(jié)煤和減少污染物排放為目的。擁有很大的靈巧性。煉焦煤選煤廠的配煤方式基本可分為原煤配煤當選和精煤配煤入選兩種。2.2配煤工藝配煤工藝流程的選擇和擬訂應就地取材，一般應恪守以下原則：一是靈巧多變，便于調整產品構造，滿足用戶需求；二是投資省，成本低，便于運作

6、，經濟效益明顯。2.3配合煤質量指標及其原理配合煤的質量指標有水分、細度、灰分、硫分、煤化度、粘結性、膨脹壓力。配煤原理是成立在結焦原理基礎上的,迄今為止結焦原理可大概概括為三類。第一類是以煙煤大分子構造及其熱解過程中因為膠質狀塑性體的形成,使固體煤粒粘結的塑性成焦原理,依據這個原理不一樣煙煤因為膠質體的性質和數目的不一樣,以致粘結性的強弱,并隨氣體析出數目和速度的差異,獲取不一樣質量的焦炭。第二類是鑒于煤粒之間的粘結是在其接觸表面長進行,煤粒有活性與非活性之分的看法,于是以活性組分為主的煤粒,互相間的粘結呈流動聯合型,固化后不再存在粒子的原形;而以非活性組分為主的煤粒第6頁共39頁間的粘結則

7、呈接觸聯合型,固化后保存粒子的輪廓,不一樣的聯合種類決定最后形成的焦炭質量,此所謂表面聯合成焦原理。第三類是以60年月以來發(fā)展起來的中間相成焦原理,該原理認為煙煤在熱解過程中產生的各向同性膠質體中,隨熱解進行會形成由較大的片狀分子擺列而成的聚合液晶,它是一種新的各向異性流動相態(tài),稱為中間相,成焦過程就是這類中間相在各向同性膠質體基體中的長大，融并和固化的過程,不一樣煙煤表現為不一樣的中間相發(fā)展深度,使最后形成不一樣質量和不一樣光學組織的焦炭。對應上述三種結焦原理,派生出相應的三種配煤原理,即焦質層重疊原理,交換性原理和共炭化原理。2.4唐家河煤礦原煤現狀唐家河煤礦是年頭已久的老礦，因為長年的開

8、采以致井下煤炭儲量愈來愈少、煤質愈來愈差，加上最近幾年采納綜采綜掘技術，現階段所采毛煤均為高灰毛煤，且細粒級和大塊矸石含量好多。唐礦所產原煤灰分達到55%以上，-0.2mm粒級含量在15%以上。最好的原煤當屬31843平面所采原煤，其原煤灰分約為26%，-0.2mm粒級含量在16%左右。原煤其他煉焦指標以下：唐礦煤揮發(fā)分Vdaf為23.33%；膠質層最大厚度Y為17mm；，黏結性指數約為80；第7頁共39頁焦炭抗碎強度M40為75.5；焦炭耐磨強度M10為12；粉焦率為9.7。2.5方案的確定第一唐礦洗煤廠經過為期三年多的重介洗煤生產，對唐家河原煤質量以及精煤回收率以及外購煤質量與精煤回收率有

9、所認識，在現場操作上和洗煤技術及理論指導上累積了必定的經驗，具備了必定的解決精煤回收率較低所帶來的問題的能力。其次，由原煤煉焦指標能夠看出唐礦煤煤種屬于主焦煤，是煉焦的基礎煤。因為配煤入洗原煤均來自同一礦井，其原煤主要的構造、巖石構成、物理化學性質及其工藝性質變化不大。所以在擬訂本廠配煤拘束性函數時只考慮精煤灰分與產率即可。最后，關于我廠的洗煤工藝流程及其設施來講，配煤當選不需要進行大的改造，配煤入洗對比洗后配煤更簡單實現。第8頁共39頁第三章方案實行3.1方案實行的可行性經過對兩種配合入洗原煤的浮沉數據分析、計算來獲取方案能否可行的結論。此中，目標灰分以11%計。唐礦煤與384原煤的浮沉數據

10、分別如表3-1、3-2所示：表3-1唐礦煤浮沉表密度級重量產率灰分第9頁共39頁Kg/L（g）(%)(%)-1.30141.304.193.07311.909.248.11143.304.2516.84119.503.5431.53171.105.0743.15386.1011.4452.782.001552.2045.9984.12去泥小計83.7259.27煤泥55016.2837.37帶泥小計100.0055.713-2384原煤浮沉表密度級重量產率灰分Kg/L（g）(%)(%)-1.3015.208.034.56202.3030.1011.06221.1013.0418.56128.6

11、06.5228.29282.908.5338.14第10頁共39頁607.305.6952.502.001290.7011.7074.64去泥小計83.6127.43煤泥160.916.3916.62帶泥小計100.0025.66從表3-1和3-2能夠看出唐礦煤-1.3Kg/L和1.3-1.4Kg/L密度級的灰分特別低，而384原煤1.3-1.4Kg/L密度級的灰分較高。假如獨自入洗將以致384原煤1.3-1.4Kg/L密度級的煤不可以完整上調，為了達到更高的精煤回收率，只好經過配煤入洗來將兩種原煤在目標灰分內相應密度級的原煤盡可能地回收?；曳旨捌浠厥章实谋容^（按-1.5Kg/L密度級計）以下

12、：4.199.244.2517.68%唐礦：4.193.079.248.114.2516.84A17.689.0131843平面：A綜合：8.0330.1013.0451.17%8.034.5630.3011.0613.0418.5651.1711.9517.689.0151.1711.9511.20A17.6851.17實踐生產表示假如兩種原煤獨自入洗，因為唐礦煤內在灰分較低且中間物0.1含量很高，在生產中不易控制；384原煤內在灰分較高但分布較均勻，卻不可以完整回收。以上計算表示能夠經過配煤入洗來互補兩者的優(yōu)缺，但密度級不可以完整回收，但能夠經過控制分選密度來控制。所以，配煤入洗在唐礦洗煤

13、廠是擁有很強的可行性。第11頁共39頁3.2項目研究內容及其思路項目研究內容：配煤入洗與精煤回收率的提高之間的關系。需解決的要點技術問題：唐家河原煤與384配煤入洗比率的研究。項目研究思路：（1）依據原煤浮沉資料畫進出洗原煤可選性曲線；（2）選出切合本廠配煤的配煤目標函數；（3）確定本廠所需的煤炭技術指標；（4）經濟效益的考慮。3.3唐礦原煤性質1）數據辦理原煤浮沉數據經辦理以后浮沉表見表3-33-3唐礦原煤浮沉表50-0.5mm密度Kg/L占本級占全樣/%灰分-1.35.004.193.07第12頁共39頁11.049.248.115.084.2516.844.233.5431.536.06

14、5.0743.1513.6611.4452.782.0054.9345.9984.12合計100.0083.7259.27第13頁共39頁2）唐礦浮沉試驗綜合表見表3-4：表3-4唐礦浮沉試驗綜合表累計分選密度灰分曲線沉物曲線密度曲線0.1浮物沉物密度Kg/L產率(%)灰分(%)灰分灰分密度產率產率灰分產率灰分灰分產率(%)含量(%)產率(%)(%)級(%)(%)(%)(%)(%)密度(%)(%)12345678910111213141516-1.305.003.075.003.07100.0059.271.3016.042.503.070.0059.271.3095.0083.9611.04

15、8.1116.046.5495.0062.231.4016.1110.528.115.0062.231.4083.9683.895.0816.8421.129.0183.9669.351.509.3018.5816.8416.0469.351.5078.8890.704.2331.5325.3512.7778.8872.731.6010.2823.2331.5321.1272.731.6074.6589.726.0643.1531.4018.6374.6575.061.8019.7228.3743.1525.3575.061.8068.6080.2813.6652.7845.0728.9868

16、.6077.882.0038.2352.7831.4077.882.0054.93100.002.0054.9384.12100.0059.2754.9384.1272.5384.1245.0784.12合計100.0059.27第14頁共39頁3）唐礦原煤可選性曲線唐礦原煤可選性曲線見圖3-1：圖3-1由圖3-1分析得：當目標灰分為11%時：22.70%第15頁共39頁3.4384原煤性質1）數據辦理原煤浮沉數據經辦理以后浮沉表見表3-5：3-5384原煤浮沉表50-0.5mm密度Kg/L占本級占全樣/%灰分-1.39.608.034.5636.0030.1011.0615.6013.041

17、8.567.806.5228.2910.208.5338.146.815.6952.502.0013.9911.7074.64合計100.0083.6127.43第16頁共39頁2）384浮沉試驗綜合表見表3-6：表3-6384浮沉試驗綜合表累計分選密度灰分曲線沉物曲線密度曲線0.1浮物沉物密度Kg/L產率(%)灰分(%)密度灰分產率灰分灰分產率(%)灰分(%)產率(%)灰分(%)產率(%)產率(%)密度含量(%)級(%)(%)(%)(%)12345678910111213141516-1.39.604.569.604.56100.0027.431.345.604.804.560.0027.4

18、31.390.4054.4036.0011.0645.609.6990.4029.861.451.6027.6011.069.6029.861.454.4048.4015.6018.5661.2011.9554.4042.301.523.3953.4018.5645.6042.301.538.8076.617.8028.2969.0013.8038.8051.841.618.0065.1028.2961.2051.841.631.0082.0010.2038.1479.2016.9331.0057.771.817.0174.1038.1469.0057.771.820.8082.996.815

19、2.5086.0119.7520.8067.40282.6052.579.2067.40213.99100.002.0013.9974.64100.0027.4313.9974.6493.0074.6486.0174.64合計100.0027.43第17頁共39頁3）唐礦原煤可選性曲線唐礦原煤可選性曲線見圖3-2：圖3-2由圖3-2分析得：當目標灰分為11%時：51.40%第18頁共39頁3.5目標函數的擬訂拘束性函數拘束函數亦稱議論函數,指在數學規(guī)劃中,要求在必定條件下求極小化或許極大化的函數,即實質優(yōu)化問題所追求目標的數學描繪。具體有以下幾個拘束函數:（1）灰分配煤入洗以后所獲取的灰分一定

20、小于本廠所需的目標灰分，即：AXAXA11122211%1122（1）XXA1、A2-唐礦煤、384煤精煤灰分，%；X1、X2-唐礦煤、384煤所占比率，%；1、2-唐礦煤、384煤精煤產率，%。配比在配煤目標函數及實質生產中，配比之和一定為100%。X1+X2=100%(2)(3)線性拘束條件函數因為唐家河煤礦31843平面所產原煤較少，每個月礦所采原煤約45005000t原煤。所以每個月的配煤量之和不可以超出月總產量。第19頁共39頁0X215（3）目標函數目標函數是在拘束區(qū)間內獲得最正確成就的衡量函數。max=1+2(4)3.6配煤入洗因為遇到線性拘束條件函數（3）的限制，所以384原煤

21、的配比只好限制在15%以下。配煤方案一方案一履行1：2為85:15的配比。（1）混煤一浮沉表見表3-7：第20頁共39頁密度/Kg/L-1.32.00表3-7混一浮沉表唐礦（85%）384（15%）綜合占本級占全樣占本級占全樣占本級占全樣灰分/%灰分/%灰分/%/%/%/%/%/%/%5.004.253.079.601.444.565.695.693.4511.049.388.1136.005.4011.0614.7814.789.195.084.3116.8415.602.3418.566.656.6517.444.233.5931.537.801.1728.294.764.7630.736

22、.065.1543.1510.201.5338.146.686.6842.0013.6611.6152.786.811.0252.5012.6412.6452.7654.9346.6984.1213.992.1074.6448.7948.7983.71合計100.0085.0059.27100.0015.0027.43100.00100.0054.50第21頁共39頁2）混一浮沉試驗綜合表見表3-8：表3-8混一浮沉試驗綜合表累計分選密度灰分曲線沉物曲線密度曲線0.1浮物沉物密度Kg/L產率(%)灰分(%)產率(%)灰分(%)產率(%)灰分(%)密度產率(%)產率(%)灰分(%)產率灰分密度灰

23、分含量(%)級(%)(%)(%)12345678910111213141516-1.35.693.455.693.45100.0054.501.320.482.853.450.0054.501.394.3179.5214.789.1920.487.5994.3157.581.421.4413.099.195.6957.581.479.5278.566.6517.4427.1310.0179.5266.571.511.4223.8017.4420.4866.571.572.8788.584.7630.7331.8913.1072.8771.061.611.4429.5130.7327.1371.

24、061.668.1188.566.6842.0038.5718.1168.1173.881.819.3135.2342.0031.8973.881.861.4380.6912.6452.7651.2126.6661.4377.34244.8952.7638.5777.34248.79100.002.0048.7983.71100.0054.5048.7983.7175.6083.7151.2183.71合計100.0054.50第22頁共39頁3）混一原煤可選性曲線混一原煤可選性曲線見圖3-3：圖3-3由圖3-2分析得：當目標灰分為11%時：28.11%第23頁共39頁配煤方案二方案二履行1：

25、2為90:10的配比。（1）混煤二浮沉表見表3-9：表3-9混二浮沉表唐礦（90%）384（10%）綜合密度/Kg/L-1.3占本級占全樣占本級占全樣占本級占全樣灰分/%灰分/%灰分/%/%/%/%/%/%/%5.004.503.079.600.964.565.465.463.3311.049.938.1136.003.6011.0613.5313.538.895.084.5716.8415.601.5618.566.136.1317.284.233.8131.537.800.7828.294.594.5930.986.065.4543.1510.201.0238.146.476.4742.3

26、613.6612.3052.786.810.6852.5012.9812.9852.77第24頁共39頁2.0054.9349.4484.1213.991.4074.6450.8450.8483.86合計100.0090.0059.27100.0010.0027.43100.00100.0056.09第25頁共39頁2）混二浮沉試驗綜合表見表3-10：表3-10混二浮沉試驗綜合表累計分選密度灰分曲線沉物曲線密度曲線0.1浮物沉物密度Kg/L產率(%)灰分(%)產率(%)灰分(%)產率(%)灰分(%)密度產率(%)產率(%)灰分(%)產率灰分密度灰分含量(%)級(%)(%)(%)12345678

27、910111213141516-1.35.463.335.463.33100.0056.091.319.002.733.330.0056.091.394.5481.0013.538.8919.007.2994.5459.141.419.6612.238.895.4659.141.481.0080.346.1317.2825.139.7381.0067.531.510.7122.0617.2819.0067.531.574.8789.294.5930.9829.7113.0174.8771.641.611.0627.4230.9825.1371.641.670.2988.946.4742.363

28、6.1818.2670.2974.301.819.4532.9542.3629.7174.301.863.8280.5512.9852.7749.1627.3763.8277.54242.6752.7736.1877.54250.84100.002.0050.8483.86100.0056.0950.8483.8674.5883.8649.1683.86合計100.0056.09第26頁共39頁3）混二原煤可選性曲線混二原煤可選性曲線見圖3-4：圖3-4由圖3-4分析得：當目標灰分為11%時：26.27%第27頁共39頁配煤方案三方案三履行1：2為95:5的配比。（1）混煤三浮沉表見表3-11

29、：表3-11混三浮沉表唐礦（95%）384（5%）綜合密度Kg/L占本級占全樣占本級占全占本級占全樣灰分/%灰分/%灰分/%/%/%/%樣/%/%/%-1.35.004.753.079.600.484.565.235.233.2111.0410.488.1136.001.8011.0612.2812.288.545.084.8216.8415.600.7818.565.605.6017.084.234.0231.537.800.3928.294.414.4131.246.065.7543.1510.200.5138.146.266.2642.7413.6612.9852.786.810.345

30、2.5013.3213.3252.772.0054.9352.1984.1213.990.7074.6452.8952.8983.99第28頁共39頁合計100.0095.0059.27100.005.0027.43100.00100.0057.68第29頁共39頁2）混三浮沉試驗綜合表見表3-12：表3-12混三浮沉試驗綜合表累計分選密度灰分曲線沉物曲線密度曲線0.1浮物沉物密度Kg/L產率(%)灰分(%)產率(%)灰分(%)產率(%)灰分(%)密度產率(%)產率(%)灰分(%)產率灰分灰分含量(%)密度級(%)(%)(%)12345678910111213141516-1.35.233.2

31、15.233.21100.0057.681.317.522.623.210.0057.681.394.7782.4812.288.5417.526.9594.7760.691.417.8911.388.545.2360.691.482.4882.115.6017.0823.129.4082.4868.461.510.0120.3217.0817.5268.461.576.8889.994.4131.2427.5312.9076.8872.201.610.6725.3331.2423.1272.201.672.4789.336.2642.7433.7918.4372.4774.691.819.5

32、830.6642.7427.5374.691.866.2180.4213.3252.7747.1128.1466.2177.71240.4552.7733.7977.71252.89100.002.0052.8983.99100.0057.6852.8983.9973.5683.9947.1183.99合計100.0057.68第30頁共39頁3）混三原煤可選性曲線混三原煤可選性曲線見圖3-5：3-5由圖3-5分析得：當目標灰分為11%時：24.89%配煤方案分析由圖3-3、3-4、3-5可知，在滿足目標灰分的狀況下，方案一精煤回收率最高；由圖3-1、3-2可知，兩種原煤的煤質差異較大；由3-

33、1、3-3可知，配煤當選所獲取的精煤回收率遠高于唐礦煤獨自入洗。綜合分析認為，配煤比率選擇1：2為85:15。3.7產品指標計算分析第31頁共39頁（1）唐礦產品指標計算見表3-13：表3-13唐礦煤產品指標計算密度級/g*cm-3入料精煤第二段入料中煤矸石/%A/%/%A/%/%A/%/%A/%/%A/%-1.305.003.071.005.003.070.003.071.000.003.070.003.0711.048.111.0011.048.110.008.111.000.008.110.008.115.0816.840.964.8716.840.2116.841.000.2116.8

34、40.0016.844.2331.530.421.7931.532.4431.531.002.4431.530.0031.536.0643.150.000.0143.156.0543.150.915.5143.150.5443.1513.6652.780.000.0052.7813.6652.780.091.2152.7812.4652.782.0054.9384.120.000.0084.1254.9384.120.000.1984.1254.7484.12合計100.0059.2722.7010.7377.3073.539.5641.6467.7378.03第32頁共39頁（2）384煤產

35、品指標計算見表3-14：表3-14384產品指標計算密度級/g*cm-3入料精煤第二段入料中煤矸石/%A/%/%A/%/%A/%/%A/%/%A/%-1.309.604.561.009.604.560.004.561.000.004.560.004.5636.0011.060.9634.6911.061.3111.061.001.3111.060.0011.0615.6018.560.456.9618.568.6418.561.008.6418.560.0018.567.8028.290.020.1528.297.6528.291.007.6428.290.0028.2910.2038.140.000.0038.1410.2038.140.919.3038.140.9038.146.8152.500.000.0052.506.8152.500.090.6052.506.2052.502.0013.9974.640.000.0074.6413.9974.640.000.0574.6413.9574.64合計1