新庄选煤厂于1994年3月开工建设，1995年5月建成投产。建设初期设计能力为60万t/a，实际处理能力为90万t/a，采用跳汰分选工艺。经1999、2002、2005、2008年四次改造，目前新庄选煤厂年入选能力达到240万t，实际年处理能力达300万t，现采用原煤预先分级脱泥+块煤浅槽重介分选+末煤无压三产品重介质旋流器分选+粗煤泥TBS分选+细煤泥浮选+尾煤压滤联合生产工艺。
新庄选煤厂入选原煤主要为二2、三2煤，均属低水、低灰、特低挥发分、特低硫、特低磷、高发热量、极易选的三号无烟煤。由于新庄矿开采时间较长，二2煤已经开采80%，目前主采三2煤。
新庄选煤厂中煤由重介中煤和TBS尾矿两部分组成，中煤灰分为42%左右，发热量约为16.64 MJ/kg，直接供电厂作为动力煤使用。该厂入选原煤中三2煤比例为70%左右，中煤产量约占原煤的18%，其中重介中煤约占原煤的8%。目前新庄原煤年产量为160万t，重介中煤量约为12.8万t，重介中煤粒级为1～13 mm，灰分在30%～35%之间，灰分较低，发热量偏高，若不采取有效措施，会导致部分精煤流失。
为提高精煤产量，该厂对重介中煤进行了破碎研究，以探索重介中煤破碎再选方案，从重介中煤中最大程度地回收精煤，提高经济效益。
一、试验结果
新庄选煤厂重介中煤经破碎至不同粒度上限(6、1、0.5、0.25 mm)，通过重介中煤筛分浮沉试验，提高的理论精煤产率见表1。
表1 破碎粒度上限不同时提高的理论精煤产率 %
由表1可以看出：重介中煤解离越充分，精煤产率越高。
二、破碎机的选择及确定
（一）重介中煤破碎机的选择
通过对重介中煤破碎再选进行试验分析，可以看出，重介中煤破碎粒度越细，解离程度越高，理论精煤产率越高。为确保破碎设备符合生产实际，2020年9月，新庄选煤厂分别对立式强力复合破碎机、复合式破碎机、球磨机等破碎设备进行了考察。
（1）立式强力复合破碎机
1100型立式强力复合破碎机如图1所示。处理能力为10～40 t/h，电机功率为75 kW，日常运行电耗偏高。破碎机内部分三级破碎，每层4个锤头，共计12个锤头，锤头固定在转子上，设备稳定性较好，维护量较小，使用寿命达到1a以上。设备购置费用约30万元/台，费用较高;且破碎后出料偏粗，最大粒度＜10 mm，＜1 mm粒级占50%，破碎粒度不能满足生产需求。
图1 1100型立式强力复合破碎机
（2）复合式破碎机
1000型复合式破碎机如图2所示。该机处理能力为10～30t/h，电机功率为55 kW，日常电耗相对较低。破碎机内部分四级破碎，每层可装6个活动锤头，共计24个锤头，更换一个活动锤头约200元，全部更换约4 800元，运行成本较低。该机＜1 mm粒级成品率在80%以上，破碎粒度基本符合生产需求。购置一台1000型复合式破碎机约10万元，由于锤头为活动锤头，与立式强力复合破碎机相比，锤头磨损相对较大，使用寿命在3个月以上。
图2 1000型复合式破碎机
（3）球磨机
MQY－2445型球磨机如图9所示。该机出料粒度范围为0.3～0.074 mm，破碎粒度最优，但是由于MQY－2445型球磨机尺寸较大，设备高度达到4.5 m，超过厂房单层高度，不能正常安装，且质量达到69 t，若选用该机需要单独建设厂房，基建费用投资较大。单独建设厂房后还需将重介中煤运输到MQY－2445型球磨机进行破碎，设备流程复杂，难度较大。购置该球磨机费用约为120万元，设备购置费用较高;此外，MQY－2445型球磨机电机功率为320 kW，功率较高，运行成本较大。
图3 MQY－2445型球磨机
其他破碎机(高效细碎机、制砂机等)对水分要求较高，不符合中煤破碎的实际情况，在此不作考虑。综合考虑破碎的粒度要求以及现场实际情况，认为采用1000型复合式破碎机比较符合生产要求。
（二）方案确定
经分析对比，最终确定将重介中煤破碎解离至1 mm以下，采用TBS+浮选的联合再选生产工艺。改造前后工艺原则流程如图4、图5所示。
图4 改造前生产工艺原则流程
图5 改造后生产工艺原则流程
新庄选煤厂中煤筛型号为SLG3061W，重介中煤占中煤比例约30%，TBS尾矿约占70%，为实现重介中煤单独破碎，在中煤筛中间加一道高150 mm聚氨酯橡胶隔板，将中煤筛面分为两部分，2/5筛面为重介中煤，3/5筛面为TBS尾矿。在厂房三楼新安装一台1000型复合式破碎机，重介中煤通过破碎机破碎后，进入块煤磁尾桶，块煤磁尾桶物料通过泵进入2301、2302脱泥筛进行脱泥分级，再经单体旋流器分级后，分别进入粗煤泥系统和浮选系统进行分选，实现重介中煤破碎再选的方案。改造前后设备流程如图6、7所示。
图6 改造前设备流程
图7 改造后设备流程
新庄选煤厂通过对重介中煤破碎再选进行研究探索，最终确定选择1000型复合式破碎机将重介中煤破碎解离至1 mm以下，再通过TBS和浮选进行再选的工艺改造方案。2021年2月新庄选煤厂重介中煤破碎再选工艺完成改造，改造后每年可多回收精煤1.93万t，年创效益为949万元，为企业创造良好的经济效益。新庄选煤厂重介中煤破碎再选改造可为其他选煤厂尤其是稀缺煤种选煤厂提高精煤、产率提供良好的借鉴。
引用格式：王发,赵江涛.新庄选煤厂重介中煤破碎再选研究与工艺改造实践[J].选煤技术,2021(04):48-58.
