Đang tải... (xem toàn văn)
Căn cứ trên ưu, nhược điểm của thiết bị xoáy lốc huyền phù 3 sản phẩm cấp liệu trọng lực, bài báo đề xuất điều chỉnh công nghệ sàng tuyển cho Trung tâm chế biến và kho than tập trung vùng Hòn Gai giai đoạn 2 nhằm đổi mới thiết bị công nghệ, đáp ứng nhu cầu cơ giới hóa, tự động hóa tiến tới xu hướng phát triển công nghiệp thời kỳ 4.0. Mời các bạn tham khảo!
THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT ĐIỀU CHỈNH CÔNG NGHỆ SÀNG TUYỂN CHO TRUNG TÂM CHẾ BIẾN VÀ KHO THAN TẬP TRUNG VÙNG HÒN GAI GIAI ĐOẠN ThS Nguyễn Hữu Nhân, ThS Đỗ Nguyên Đán Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Vinacomin Biên tập: ThS Hồng Minh Hùng Tóm tắt: Căn ưu, nhược điểm thiết bị xoáy lốc huyền phù sản phẩm cấp liệu trọng lực, báo đề xuất điều chỉnh công nghệ sàng tuyển cho Trung tâm chế biến kho than tập trung vùng Hòn Gai giai đoạn nhằm đổi thiết bị cơng nghệ, đáp ứng nhu cầu giới hóa, tự động hóa tiến tới xu hướng phát triển cơng nghiệp thời kỳ 4.0 Đặt vấn đề Trung tâm chế biến kho than tập trung vùng Hòn Gai (TTCB&KTTT) cơng trình trọng điểm ngành Than nhằm thay cho nhà máy tuyển than Nam Cầu Trắng Cơng trình có nhiệm vụ chế biến than vùng Hịn Gai cho mỏ Hà Lầm, Suối Lại, Bình Minh, kho than trung chuyển để sản xuất cung cấp than cho hộ tiêu thụ vùng: Nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh I II, nhiệt điện Thăng Long, xi măng Thăng Long, xi măng Hạ Long số hộ tiêu thụ khác Dự án TTCB&KTTT phê duyệt theo định số 626/QĐ-HĐTV ngày 17/4/2018 Công suất Nhà máy 5,0 triệu tấn/năm phân chia làm giai đoạn: - Giai đoạn 1, công suất nhà máy 2,5 triệu tấn/năm với công nghệ sàng tách than cám khô kết hợp nghiền than cục, than don xô thành than cám cấp nhiệt điện - Giai đoạn 2, công suất Nhà máy 5,0 triệu tấn/năm với công nghệ sàng tách than cám khô kết hợp nghiền than cục; than don xô tuyển nâng cao chất lượng máy lắng, xoáy lốc huyền phù sản phẩm; thu hồi, tái sinh manhêtít hệ thống tuyển từ; xử lý bùn nước xốy lốc đặc, xốy lốc phân cấp, bể cô đặc, máy lọc ép Cho đến nay, giai đoạn Nhà máy thi công xong đưa vào sử dụng Theo kết luận Tổng giám đốc Tập đồn CN than khống sản Việt Nam cần khẩn trương triển khai giai đoạn TTCB&KTTT đáp ứng yêu cầu tỉnh Quảng Ninh Tuy nhiên, để lựa chọn công nghệ phù hợp cho TTCB&KTTT vùng Hòn Gai giai đoạn đáp ứng tiêu chí đầu tư thấp, hiệu kinh tế, mơi trường, Viện KHCN Mỏ nghiên cứu đề xuất công nghệ sàng tuyển than sau: Trên giới có nhiều cơng nghệ tuyển để nâng cao chất lượng than, cơng nghệ tuyển xoáy lốc huyền phù sản phẩm ưu tiên, áp dụng phổ biến nhà máy tuyển than Trung Quốc, Nam Phi, Ucraina Cơng nghệ tuyển xốy lốc huyền phù sản phẩm có ưu điểm bật so với tuyển máy lắng xoáy lốc huyền phù sản phẩm: (i) Phù hợp kể với than có tính khả tuyển khó tuyển, cần dùng tỷ trọng huyền phù thu sản phẩm: than có chất lượng cao, trung gian đá thải có độ tro cao, (ii) Sơ đồ tuyển đơn giản, thiết bị, chiếm khơng gian, chi phí đầu tư chi phí sản xuất nhỏ, (iii) Hiệu tuyển cao, tỷ lệ than vỡ vụn thấp Để đổi thiết bị công nghệ đáp ứng nhu cầu giới hóa, tự động hóa lĩnh vực sàng tuyển than Việt Nam tiến tới xu hướng phát triển công nghiệp thời kỳ 4.0, việc nghiên cứu đề xuất điều chỉnh công nghệ sàng tuyển cho TTCB&KTTT giai đoạn cần thiết Khái quát công nghệ sàng tuyển TTCB & KTTT giai đoạn theo dự án duyệt Công nghệ sàng tuyển than TTCB&KTTT giai đoạn thể hình Lưu trình cơng nghệ bao gồm khâu sau: - Khâu chuẩn bị: Than nguyên khai từ mỏ Hà Lầm, Suối Lại, Bình Minh vận chuyển băng tải vào bun ke có lắp ghi tĩnh lưới 200 mm, qua sàng phân loại lưới 50 mm thu sản phẩm: cấp hạt +50 mm KHCNM SỐ 2/2019 * TUYỂN, CHẾ BIẾN THAN- KHỐNG SẢN 29 THƠNG TIN KHOA HỌC CƠNG NGHỆ MỎ nhặt tay loại bỏ đá sau đập xuống -35 mm, cấp hạt -50 mm sàng cấp vào khâu sàng thứ cấp có lắp lưới 15 mm Cấp hạt -15 mm băng tải vận chuyển lên kho than mặt +55 pha trộn để tiêu thụ Một phần cấp hạt 15-50 mm sau sàng thứ cấp gộp với cấp -35mm sau đập nhặt tay đưa vào máy đập xuống -15mm gộp tiếp vào sản phẩm -15 mm sau sàng thứ cấp đưa lên kho than MB+55 Một phần cấp hạt 15-50 mm băng tải vận chuyển lên MB +55 để tuyển máy lắng - Khâu tuyển nhặt tay: Than cấp hạt +50 sau sàng phân loại đưa vào băng tải để nhặt tay phân làm hai loại: đá đưa vào bunke vận chuyển đổ thải, than cục cấp vào máy đập xuống cỡ hạt -35 mm - Khâu tuyển máy lắng: Cấp hạt 15-50 mm băng tải vận chuyển lên mặt +55 để tuyển máy lắng sản phẩm thu than sạch, trung gian đá thải Sản phẩm than Than nguyên khai Kho TNK Sàng ghi tĩnh khe 200mm Sàng rung lưới 50 mm -50 +50 Sàng đa mặt dốc lưới 15 mm Nhặt tay Đập-15 15-50 0-15 Đập-35 Đá thải Tuyển máy lắng SP Đá TS TG Sàng cong tĩnh khe 1mm Sàng rung lưới 15mm Bùn Sàng rung lưới & 6mm Đập-15 Đá thải Cám TG 1-6 Cám khô 4, 5, Tuyn XLHP SP TS TG Sàng cong khe mm XL cô đặc Sàng khử nước Ly tâm Bể cô đặc Sàng rửa Than TG Sàng rửa Đập Tuyển từ Nước TH Tuyển từ vét C¸m Manhetit Bùn Lọc ép - Nước TH Sàng rung φ 18 Sàng rung φ Than bïn Cám Cám Than 1-50 Đập-18 Cục Hình Sơ đồ cơng nghệ TTCB&KTTT giai đoạn theo dự án duyệt 30 KHCNM SỐ 2/2019 * TUYỂN, CHẾ BIẾN THAN- KHỐNG SẢN + THƠNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ sau tuyển đưa qua sàng phân loại thành cấp hạt để tách thu than cám 2, cấp hạt 6-50 1-50 mm tiếp tục tuyển khâu xoáy lốc huyền phù sản phẩm Sản phẩm trung gian đưa vào sàng tách cám lưới 15 mm thu cám trung gian cấp hạt +15 mm đập xuống -15 mm đưa pha trộn để tiêu thụ Sản phẩm đá thải sau tuyển băng tải đưa vào bun ke để đổ thải - Khâu tuyển xoáy lốc huyền phù sản phẩm: Cấp hạt 6-50 mm cần thiết cấp hạt 1-6 mm tiếp tục tuyển khâu xoáy lốc huyền phù sản phẩm Qua xoáy lốc thu sản phẩm: than trung gian róc huyền phù sau qua sàng rửa, máy đập xuống -15mm để pha trộn tiêu thụ; than róc huyền phù qua tiếp sàng rửa, sau vào sàng rung lưới 18 mm, cấp hạt +18 mm đập sau gộp với cấp hạt -18 mm để đưa vào sàng rung lưới mm để phân loại than cục than cám - Khâu xử lý bùn nước: + Huyền phù loãng sàng rửa khâu tuyển xoáy lốc đưa vào máy tuyển từ tuyển từ vét để thu hồi manhêtít cấp lại thùng huyền phù tiêu chuẩn, bùn thải đưa xốy lốc đặc + Bùn than từ sàng rửa khâu tuyển máy lắng, sàng rửa khâu tuyển xoáy lốc, bùn thải tuyển từ đưa vào xử lý xốy lốc đặc, sàng khử nước, máy ly tâm, bể đặc, máy lọc ép Chi phí xây dựng, chi phí thiết bị cho TTCB&KTTT giai đoạn khoảng 656 tỷ đồng Tiêu hao điện 4,6 kW/tấn than nguyên khai Như vậy, với công nghệ sàng tuyển cho TTCB&KTTT giai đoạn nhặt tay sơ tuyển loại bỏ đá, tuyển máy lắng kết hợp với xoáy lốc huyền phù sản phẩm, viết đưa số đánh sau: Ưu điểm: Đây phương pháp tuyển truyền thống áp dụng rộng rãi phổ biến Nhà máy tuyển Nam Cầu Trắng, Cửa Ông; Nhược điểm: (i) Sơ đồ tuyển phức tạp sử dụng 02 công đoạn tuyển, nhiều thiết bị, (ii) Chi phí đầu tư cao, nhà xưởng chiếm nhiều diện tích, chi phí điện cao, chi phí vận hành cao, chi phí sửa chữa bảo dưỡng cao, (iii) Độ tro đá thải sau tuyển đạt từ 79-80 % nên chưa tận thu tối đa tài nguyên Đề xuất điều chỉnh công nghệ TTCB&KTTT giai đoạn 3.1 Phương án công nghệ Hiện nay, nhu cầu tiêu thụ than cục 4, cục 5, than cám chất lượng cao có xu hướng tăng cao, Tập đồn TKV có thị mỏ than, nhà máy tuyển than vùng Quảng Ninh tăng cường sản xuất chủng loại cục 4, cục 5, cám chất lượng cao Để đáp ứng nhu cầu sản xuất than cục, đặc biệt than cục 4, cục than cám chất lượng cao, đồng thời khắc phục tồn cần thiết phải đổi công nghệ, ứng dụng công nghệ tuyển tiên tiến, đại cho đơn vị sàng tuyển, chế biến than Trên giới để thay công đoạn tuyển triển khai áp dụng công nghệ tuyển xốy lốc huyền phù sản phẩm, cơng nghệ ưu tiên, áp dụng phổ biến nhà máy tuyển than Trung Quốc, Nam Phi, Ucraina Ưu điểm công nghệ nêu mục Một số thông số kết tuyển thiết bị xoáy lốc huyền phù sản phẩm nhà máy tuyển Trung Quốc thể bảng Hơn năm 2017, Viện KHCN Mỏ Vinacomin thử nghiệm tuyển thử mẫu than cám mỏ Hà Lầm, mỏ Nam Mẫu thiết bị xoáy lốc huyền phù sản phẩm cấp liệu trọng lực với đường kính 200/140 mm, kết thể bảng Từ bảng cho thấy, tuyển than cám thiết bị xoáy lốc huyền phù sản phẩm cấp liệu trọng lực tuyển than thu sản phẩm: than có độ tro nhỏ 12%, trung gian có độ tro từ 30%÷40%, đá thải có độ tro lớn 80% Hiệu suất tuyển cao, độ lệch đường cong phân phối tỷ trọng thấp tỷ trọng cao có giá trị thấp Ep= 0,04 tương đương với thiết bị công nghiệp nhà máy tuyển Trung Quốc Với sở trên, Viện KHCN Mỏ-Vinacomin đề xuất điều chỉnh công nghệ TTCB&KTTT giai đoạn thay cơng nghệ tuyển máy lắng kết hợp với xốy lốc huyền phù sản phẩm xoáy lốc huyền phù sản phẩm cấp liệu trọng lực (Gravity-Fed Three-Product Heavy Medium Cyclone) Sơ đồ đề xuất điều chỉnh công nghệ KHCNM SỐ 2/2019 * TUYỂN, CHẾ BIẾN THAN- KHỐNG SẢN 31 THƠNG TIN KHOA HỌC CƠNG NGHỆ MỎ Bảng Một số thông số kết tuyển nhà máy tuyển Trung Quốc Nhà máy tuyển Đường kính xốy lốc (mm) Cỡ hạt cấp liệu, mm Shanxi Wenfeng TH cấp tỷ trọng lân cận, % 1100/780 0-80 Linhuan 1200/850 Guizhou Laowuji 1300/920 TT Than vào Than Trung Gian Đá TH than sạch, % 6,55 15,77 6,37 35,23 80,27 0-95 14,3 36,03 9,79 37,79 0-80 38,26 35,22 9,54 24,47 Độ tro, % Tỷ trọng phân tuyển Ep GĐ GĐ GĐ GĐ 82,04 1,53 1,96 0,022 0,048 85,17 61,79 1,54 1,86 0,020 0,040 80,09 56,65 1,43 1,69 0,025 0,045 Bảng Kết tuyển than cám thiết bị xoáy lốc huyền phù sản phẩm Mẫu than - mm mỏ than Hà Lầm Thu hoạch Độ tro (%) (%) TT Tên sản phẩm Than 55,84 Trung gian Đá thải Cộng 23,49 20,67 100,00 Mẫu than - 15 mm mỏ than Hà Lầm Thu hoạch (%) Độ tro (%) Thu hoạch (%) Độ tro (%) 10,63 39,12 12,20 69,50 9,10 39,50 82,37 32,24 28,30 32,58 100,00 38,73 84,77 43,35 14,58 15,92 100,00 44,52 80,50 25,63 TTCB&KTTT giai đoạn thể hình Lưu trình cơng nghệ bao gồm khâu sau: - Khâu chuẩn bị: Than nguyên khai từ mỏ Hà Lầm, Suối Lại, Bình Minh vận chuyển băng tải vào bun ke có lắp ghi tĩnh lưới 200 mm, qua sàng phân loại lưới 50 mm thu sản phẩm: cấp hạt +50 mm đập xuống -50 mm, trường hợp than chất lượng tốt cần pha trộn cấp hạt -50 mm sau đập đập tiếp xuống -15 mm; cấp hạt -50 mm cấp vào khâu sàng thứ cấp lưới 10(8) mm Cấp hạt -10(8) mm băng tải vận chuyển lên kho than mặt +55 pha trộn để tiêu thụ Cấp hạt 10(8)-50 mm sau sàng thứ cấp gộp với cấp hạt -50mm sau đập đưa lên MB +55 để tuyển, trường hợp cần than cám để pha trộn phần cấp hạt 10(8)-50 mm đập xuống -15 mm - Khâu tuyển xoáy lốc huyền phù sản phẩm: Cấp hạt 10(8)-50 mm tuyển xoáy lốc huyền phù sản phẩm cấp liệu trọng lực thu sản phẩm: (i) Sản phẩm đá róc huyền phù, đưa vào sàng rửa sau đưa vào bun ke để đổ thải, (ii) Sản phẩm trung gian róc huyền phù, đưa vào sàng rửa, sau đưa vào sàng tách cám lưới 15 mm thu 32 Mẫu than - 15 mm mỏ than Nam Mẫu than cám cấp hạt +15 mm đập xuống -15 mm để pha trộn tiêu thụ, (iii) Sản phẩm than róc huyền phù qua tiếp sàng rửa, sau vào sàng rung lưới 18&35 mm để phân thành than cục 3, cục 4, trường hợp cần than cục đập xuống -18 mm sau gộp với với cấp hạt -18 mm sàng để đưa vào sàng rung lưới mm để phân loại than cục than cám - Khâu xử lý bùn nước: + Huyền phù loãng sàng rửa khâu tuyển xốy lốc đưa vào máy tuyển từ tuyển từ vét để thu hồi manhêtít cấp lại thùng huyền phù tiêu chuẩn, bùn thải đưa xốy lốc đặc + Bùn than từ sàng rửa, bùn thải tuyển từ đưa vào xử lý xoáy lốc cô đặc, sàng khử nước, máy ly tâm, bể cô đặc, máy lọc ép Khi đưa áp dụng công nghệ xoáy lốc huyền phù sản phẩm TTCB&KTTT, dự kiến chi phí xây dựng, thiết bị giai đoạn khoảng 500 tỷ đồng giảm khoảng 156 tỷ đồng Tiêu hao điện 3,2-3,5 kW/tấn than nguyên khai giảm 1,0÷1,3 kW/tấn than ngun khai Số lượng cơng nhân vận hành khoảng 300 người giảm 82 người so với phương án duyệt KHCNM SỐ 2/2019 * TUYỂN, CHẾ BIẾN THAN- KHỐNG SẢN THƠNG TIN KHOA HỌC CƠNG NGHỆ MỎ Than nguyên khai Kho TNK Sàng ghi tĩnh khe 200mm Sàng rung lưới 50 mm -80 +50 Đập-50 Sàng đa mặt dốc lưới 10(8) mm Đập-15 10-50 0-10 Đá thải Cám khô 4, 5, Sàng rửa φ mm - + Tuyển XLHP3SPKA Sàng rửa ĐT Đá thải - Sàng rửa than Sàng rửa TG Sàng rung φ15mm Tuyển từ + Đập-15 Tuyển từ vét Xốy lốc cô đặc Sàng rung φ 18&35 -18 Sàng khử nước Bể cô đặc Đập-18 Ly tâm Lọc ép - Than bùn Nước TH Cám 2,3 Sàng rung φ6 Cám 18-35 +35 + Cục Cục Cục Hình Sơ đồ đề xuất điều chỉnh cơng nghệ TTCB&KTTT giai đoạn 3.2 Phân tích đánh giá ưu nhược điểm phương án công nghệ duyệt phương án đề xuất thay đổi Các ưu nhược điểm tiêu kinh tế kỹ thuật công nghệ sàng tuyển than theo dự án phê duyệt phương án đề xuất thay đổi phân tích đánh giá thể bảng KHCNM SỐ 2/2019 * TUYỂN, CHẾ BIẾN THAN- KHỐNG SẢN 33 THƠNG TIN KHOA HỌC CƠNG NGHỆ MỎ Bảng Phân tích đánh giá ưu nhược điểm công nghệ TT Các tiêu Giai đoạn theo đề xuất điều chỉnh (Cơng nghệ xốy lốc HP3SP KA) - Cơng nghệ tuyển áp dụng phổ biến Trung Quốc, Nam Phi… - Sơ đồ công nghệ tuyển đơn giản: bao gồm khâu (chuẩn bị, tuyển xoáy lốc sản phẩm, xử lý bùn nước) - Chi phí đầu tư thấp, thiết bị, nhà xưởng có quy mơ nhỏ, chiếm diện tích… - Chi phí điện thấp - Chi phí vận hành thấp, nhân lực vận hành - Hiệu tuyển cao, độ tro đá thải cao đạt 80 %, tỷ lệ than vỡ vụn thấp Phân điểm, điểm Số lượng thiết bị Khoảng 90 thiết bị khu nhà tuyển Khoảng 55 thiết bị khu nhà tuyển Tổng mức đầu tư Chi phí xây dựng, thiết bị khoảng 656 tỷ đồng - Tiêu hao điện khoảng 4,5 kWh/tấn TNK - Biên chế lao động: 382 người - Chi phí vận hành cao Chi phí xây dựng, thiết bị khoảng 500 tỷ đồng tích ưu nhược Giai đoạn theo dự án duyệt (Công nghệ máy lắng + XLHP2SP) - Công nghệ tuyển áp dụng NMT Nam Cầu Trắng, Cửa Ông - Sơ đồ công nghệ tuyển phức tạp: bao gồm khâu (chuẩn bị, nhặt tay, tuyển máy lắng, tuyển xoáy lốc sản phẩm, xử lý bùn nước) - Chi phí đầu tư cao, nhiều thiết bị, nhà xưởng có quy mơ lớn, chiếm nhiều diện tích… - Chi phí điện cao - Chi phí vận hành cao, nhiều nhân lực vận hành - Hiệu tuyển chưa cao, độ tro đá thải chưa cao (đạt khoảng 79÷80 %), tỷ lệ than vỡ vụn cao Chi phí vận hành Kết luận Công nghệ tuyển than theo dự án duyệt máy lắng kết hợp xoáy lốc huyền phù sản phẩm cho thấy dây chuyền thiết bị phức tạp, số lượng thiết bị nhiều phí đầu tư, chi phí vận hành cao phương án đề xuất điều chỉnh Vì vậy, Viện KHCN Mỏ-Vinacomin kiến nghị TKV xem xét cho áp dụng công nghệ xoáy lốc huyền phù sản phẩm cấp liệu trọng lực thay cho cơng nghệ máy lắng xốy lốc huyền phù sản phẩm Trung tâm chế - Tiêu hao điện khoảng 3,2-3,5 kWh/tấn TNK - Biên chế lao động: 300 người - Chi phí vận hành thấp biến kho than tập trung vùng Hòn Gai Tài liệu tham khảo: [1] Báo cáo nghiên cứu khả thi dự án đầu tư xây dựng Trung tâm chế biến kho than tập trung vùng Hòn Gai, Công ty Cổ phần tư vấn đầu tư mỏ công nghiệp, 2018 [2] Đỗ Nguyên Đán nnk, Báo cáo tổng kết đề tài “Nghiên cứu công nghệ tuyển than don xô vùng Quảng Ninh thiết bị tuyển xoáy lốc huyền phù sản phẩm”, Viện KHCN MỏVinacomin, 2017 Study on and the proposal for adjusting the coal screening and preparing technology, applied to the coal processing center and the coal warehouse belonging to HonGai region in the 2nd phase MSc Nguyen Hưu Nhan, MSc Do Nguyen Dan Institute of Mining Science and Technology – Vinacomin Summary: Based on the advantages and disadvantages of the three product medium cyclone with using gravity feed, the paper proposes a measuare for adjusting the coal screening and preparing technology, applied to the coal processing center and the coal warehouse belonging to HonGai region in the 2nd phase, to innovate the equipment and technology for meeting the mechanization and automation demand and towards the trend of industry 4.0 34 KHCNM SỐ 2/2019 * TUYỂN, CHẾ BIẾN THAN- KHOÁNG SẢN ... phí vận hành thấp biến kho than tập trung vùng Hòn Gai Tài liệu tham khảo: [1] Báo cáo nghiên cứu khả thi dự án đầu tư xây dựng Trung tâm chế biến kho than tập trung vùng Hịn Gai, Cơng ty Cổ phần... Sơ đồ đề xuất điều chỉnh công nghệ KHCNM SỐ 2/ 2019 * TUYỂN, CHẾ BIẾN THAN- KHỐNG SẢN 31 THƠNG TIN KHOA HỌC CƠNG NGHỆ MỎ Bảng Một số thơng số kết tuyển nhà máy tuyển Trung Quốc Nhà máy tuyển Đường... KHCNM SỐ 2/ 2019 * TUYỂN, CHẾ BIẾN THAN- KHO? ?NG SẢN 33 THÔNG TIN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MỎ Bảng Phân tích đánh giá ưu nhược điểm công nghệ TT Các tiêu Giai đoạn theo đề xuất điều chỉnh (Cơng nghệ xốy