新鄭精煤公司入洗構(gòu)造煤脫水試驗(yàn)研究

趙正俊 馮曉波 馮超輝

（1.鄭煤集團(tuán)新鄭精煤有限責(zé)任公司，河南省鄭州市，451184；2.中國礦業(yè)大學(xué)安全工程學(xué)院，江蘇省徐州市，221116）

新鄭精煤公司是一座設(shè)計(jì)入洗量為3.00 Mt／a的大型選煤廠，入洗原煤為鄭州礦區(qū)易碎構(gòu)造煤，煤泥量比重較大，可以達(dá)到70%左右，對(duì)細(xì)粒煤分選加工，尤其是后處理脫水技術(shù)要求較高。

目前選煤廠采用GPJ-120型加壓過濾機(jī)進(jìn)行浮選精煤的脫水處理，為了進(jìn)一步了解加壓過濾機(jī)處理構(gòu)造煤煤泥的過濾效果，并收集有關(guān)方面的工藝參數(shù)，做到科學(xué)有效地指導(dǎo)生產(chǎn)，為后續(xù)同類選煤廠的建設(shè)在工藝設(shè)計(jì)與加壓過濾機(jī)選型等方面提供可靠的依據(jù)，新鄭精煤公司對(duì)入洗構(gòu)造煤原生煤泥進(jìn)行了加壓過濾半工業(yè)性脫水試驗(yàn)。

1 試驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)煤樣

試驗(yàn)所用煤樣為裴溝煤礦原煤，需要進(jìn)行加工以分離出其中的煤泥進(jìn)行加壓過濾試驗(yàn)。首先采用10mm 手篩將原煤中的大塊煤分離，-10mm部分再用0.5 mm 手篩進(jìn)行篩分，篩下部分作為-0.5mm的原生煤泥。

開始篩分時(shí)由于原煤較濕采用濕法進(jìn)行篩分（煤樣在運(yùn)輸過程中被雨淋濕），在篩分過程中發(fā)現(xiàn)篩下物中大部分為-0.3mm 的原生煤泥，為了提高篩分效率，改為0.7 mm 的手篩進(jìn)行濕法篩分，篩下部分作為-0.5mm 的原生煤泥進(jìn)行試驗(yàn)。同時(shí)采用0.4mm 的手篩進(jìn)行濕法篩分，篩下部分作為-0.3mm 的原生煤泥進(jìn)行試驗(yàn)。原煤停放一段時(shí)間基本晾干后，采用了手篩進(jìn)行干法篩分。

-0.5mm 煤泥一種是干法篩分煤泥，未經(jīng)過水浸泡，其粒度組成見表1。另一種是濕法篩分的煤泥，經(jīng)過近一個(gè)月的長(zhǎng)時(shí)間的水中浸泡，其粒度組成見表2。

表1 未經(jīng)過水浸泡的-0.5mm原生煤泥粒度組成分析

表2 經(jīng)過水浸泡泥化后的-0.5mm原生煤泥粒度組成分析

對(duì)比表1和表2后可以看出，裴溝煤經(jīng)過水中長(zhǎng)時(shí)間浸泡后有一定程度的泥化現(xiàn)象，浸泡后細(xì)粒級(jí)組分增加，粒度為-325 網(wǎng)目的產(chǎn)率增加了2.09%。

-0.3mm 原生煤泥粒度組成見表3。

表3 -0.3mm 原生煤泥粒度組成分析

由表3可見，其粒度為-325網(wǎng)目的產(chǎn)率僅為39.72%，煤泥脫水試驗(yàn)時(shí)直接加清水調(diào)配成料漿進(jìn)行加壓過濾脫水試驗(yàn)，煤泥水料漿調(diào)配濃度為250～300g／L，試驗(yàn)按此濃度條件進(jìn)行。

1.2 脫水試驗(yàn)工藝流程

煤泥壓濾脫水工藝流程圖見圖1。

圖1 脫水試驗(yàn)工藝流程

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 -0.5 mm 加壓過濾試驗(yàn)

-0.5mm 粒級(jí)煤泥分為兩類，分別進(jìn)行了脫水試驗(yàn)。一種煤泥是濕法篩分的煤泥經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間在水中浸泡后，有一定程度的氧化和泥化，這部分煤泥水進(jìn)行了是否添加絮凝劑的對(duì)比試驗(yàn)，其試驗(yàn)結(jié)果見表4和表5；另一種煤泥是干法篩分煤泥，直接加清水調(diào)配成料漿進(jìn)行加壓過濾試驗(yàn)，其試驗(yàn)結(jié)果見表6。

從表4可以看出，該煤泥屬于易過濾物料，煤泥經(jīng)過近一個(gè)月水中的長(zhǎng)時(shí)間浸泡后，有一定的泥化現(xiàn)象。由于泥化的煤泥粘性增大，濾餅的透氣性較差，影響煤泥水的過濾，同時(shí)由于泥化作用，細(xì)粒級(jí)組成偏多，濾餅成餅時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，造成生產(chǎn)能力低和濾餅水分高。

從表5可以看出，在煤泥水中加入一定量的絮凝劑后，細(xì)粒級(jí)物料凝聚成較大顆粒，濾餅透氣性得到一定程度改善，可以明顯改善煤泥水的過濾效果，有效地提高加壓過濾機(jī)的生產(chǎn)能力，但同時(shí)濾餅由于凝聚的細(xì)粒級(jí)組分水分也有所增加，濾液固含量相比未加絮凝劑處理高出很多，分析是加入絮凝劑后濾餅粘度降低造成的，這是由于細(xì)粒級(jí)組分透過性較強(qiáng)造成了床層較松散以及透氣性較好。

同時(shí)對(duì)比過表6后還發(fā)現(xiàn)，煤泥經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間在水中浸泡后發(fā)生泥化，在加壓過濾時(shí)濾餅在進(jìn)入干燥區(qū)后產(chǎn)生龜裂現(xiàn)象，造成壓縮空氣從裂縫中泄漏，造成設(shè)備耗風(fēng)量增大，同時(shí)濾液的固含量增加；而沒有經(jīng)過水長(zhǎng)期浸泡發(fā)生泥化的煤泥水在加壓脫水處理時(shí)則不存在濾餅龜裂和漏風(fēng)的情況，但是存在生產(chǎn)處理量大和濾餅水分較低的現(xiàn)象，而且濾液固含量?jī)H為5g／L，低于經(jīng)過泥化的煤泥水處理的濾液固含量，說明煤泥水的泥化作用對(duì)加壓過濾機(jī)的使用和處理效果有一定影響。

表4 -0.5mm 原生煤泥在水中浸泡后未加入絮凝劑的加壓過濾試驗(yàn)結(jié)果

表5 -0.5mm 原生煤泥在水中浸泡后加入絮凝劑后的加壓過濾試驗(yàn)結(jié)果

表6 -0.5mm 原生煤泥加壓過濾試驗(yàn)結(jié)果

表7 -0.3mm 原生煤泥加壓過濾試驗(yàn)結(jié)果

2.2 -0.3 mm 加壓過濾試驗(yàn)

-0.3mm 原生煤泥加壓過濾試驗(yàn)結(jié)果見表7。

從表7中可以看出，-0.3mm 原生煤泥濾餅水分和-0.5 mm 相差不大，生產(chǎn)能力低于-0.5mm 原 生 煤 泥， 最 大 處 理 量 為568kg／m2·h，說明該粒級(jí)屬于易過濾物料。同時(shí)與-0.5mm 的原生煤泥加壓過濾試驗(yàn)結(jié)果相比較，煤泥的粒度組成對(duì)加壓過濾機(jī)的影響不是十分明顯。

2.3 煤泥濾餅粒度分析

加壓過濾試驗(yàn)完畢后分別對(duì)-0.5 mm 和-0.3mm原生煤泥加壓過濾所得濾餅進(jìn)行粒度分析，其組成分析見表8和表9所示。

從表8和表9中可以看出，-0.5mm 煤泥濾餅中粒級(jí)為+40網(wǎng)目的組成占比為1.3%，明顯高于-0.3mm 煤泥濾餅，其他各組成相差不大。在粒級(jí)為-325網(wǎng)目中，-0.5mm 占比為55.52%，高出-0.3mm 煤泥濾餅12.81%。

同時(shí)與表2和表3對(duì)比可知，粒級(jí)為-325網(wǎng)目的產(chǎn)率相比加壓過濾脫水處理之前都有一定程度的增加，其他各個(gè)粒級(jí)相比脫水處理之前都有一定程度的減少，分析是由于構(gòu)造煤易碎作用造成的，煤泥水經(jīng)過輸送設(shè)備和管道的強(qiáng)剪切破碎，使得粗粒級(jí)煤泥變細(xì)。

表9 -0.3mm 煤泥濾餅粒度組成分析

3 結(jié)論

（1）通過加壓過濾機(jī)對(duì)裴溝礦原生煤泥的脫水試驗(yàn)可以看出，加壓過濾機(jī)用于處理鄭州礦區(qū)構(gòu)造煤原生煤泥的固液分離是可行的，可以獲得較理想的固液分離效果。過濾壓力在0.2～0.3 MPa時(shí)，-0.5 mm 原生煤泥最高生產(chǎn)能力可達(dá)640kg／m2·h （干基），-0.3 mm 原生煤泥最高生產(chǎn)能力可達(dá)568kg／m2·h （干基），濾餅呈散狀排出，濾餅的水分一般小于17%，濾液固含量較低，小于10g／L，可滿足現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際生產(chǎn)要求。

（2）通過入料浸泡與否試驗(yàn)比較，發(fā)現(xiàn)泥化作用對(duì)加壓過濾處理煤泥水的粘度和透氣性有一定影響，說明煤泥水的泥化作用對(duì)加壓過濾機(jī)的使用和處理效果有一定影響。

（3）通過對(duì)-0.5mm 和-0.3mm 進(jìn)行加壓過濾試驗(yàn)可以看出，鄭州礦區(qū)易碎構(gòu)造煤煤泥的粒度組成對(duì)加壓過濾機(jī)的使用效果影響不是十分明顯。

（4）從各粒度級(jí)煤泥的粒度分析看，濾餅中粗顆粒的含量比入料中的粗顆粒含量有所降低，表明在輸送過程中，對(duì)煤泥顆粒有一定的再破碎作用，但不是十分嚴(yán)重。

［1］ 蔣淑玲.新鄭精煤公司入選構(gòu)造煤泥化試驗(yàn)研究［J］.中國煤炭，2012（11）

［2］ 劉雁鵬.選煤廠煤泥水絮凝沉降試驗(yàn)研究 ［J］.中國煤炭，2011（9）

［3］ 劉明，廖祥國，龐宇飛等.田莊選煤廠原煤泥化情況下的浮選實(shí)踐 ［J］.選煤技術(shù)，2009 （1）

［4］ 趙宏偉，張曉華，李乃玉等.加壓過濾機(jī)處理細(xì)顆粒煤的實(shí)踐與改造 ［J］.科技資訊，2012 （29）