大強煤礦煤泥水處理過程研究與實踐

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摘 要：大強礦選煤廠始建于2013年，2014年投產(chǎn)，在實際生產(chǎn)中，隨著入洗量的增加，煤泥水處理系統(tǒng)出現(xiàn)黑水、不絮凝，直至影響生產(chǎn)等問題，通過對大強礦選煤廠煤泥水處理系統(tǒng)工藝進行分析，對煤泥水處理所用藥劑進行現(xiàn)場試驗，結(jié)合大隆礦選煤廠煤泥水處理經(jīng)驗，對工藝細小環(huán)節(jié)進行改進，對藥劑進行選擇并調(diào)整加藥方式和加藥量，強化生產(chǎn)過程組織管理，最終使生產(chǎn)正常進行，洗煤循環(huán)水濃度達到30mg/l以下。

關(guān)鍵詞：濃縮；壓濾；煤泥水；聚丙烯酰胺；脫水劑

1 概述

大強礦選煤廠始建于2013年初，2014年元月開始試生產(chǎn)，屬于礦井型選煤廠，設計生產(chǎn)能力為3.00Mt/a。

1.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

（1）生產(chǎn)煉焦配煤：精煤，洗中塊，洗粒煤，洗末煤，煤泥，矸石。（2）生產(chǎn)動力煤（全部入洗時）：洗中塊，洗粒煤，洗末煤，煤泥，矸石。（3）生產(chǎn)動力煤（<13mm不入洗時）：洗中塊，洗粒煤，洗末煤，末煤，煤泥，矸石。

1.2 主要工藝

大強礦選煤廠洗選系統(tǒng)采用獨立的雙系統(tǒng)重介分選工藝，整個工藝系統(tǒng)可分為：原煤準備、原煤脫泥、50～1.0mm級三產(chǎn)品重介旋流器分選、1.0～0.25mm級粗煤泥干擾床分選和0.25～0mm級細煤泥壓濾機回收等五大部分。此工藝可以靈活實現(xiàn)洗選動力煤和煉焦煤兩種工藝過程。

1.3 生產(chǎn)過程

自2014年元月試生產(chǎn)以來，隨著產(chǎn)量的逐漸加大，各環(huán)節(jié)運行都很正常，只有在煤泥水處理環(huán)節(jié)幾次出現(xiàn)輕度黑水等現(xiàn)象，直至2014年5月7日，入洗量達到設計能力的75%開始，濃縮溢流水出現(xiàn)黑水，細煤泥在濃縮池中沉淀緩慢，最終使煤泥在濃縮機內(nèi)不絮凝沉淀，已經(jīng)影響到正常洗煤生產(chǎn)。

2 煤泥水處理系統(tǒng)工藝現(xiàn)狀

大強礦煤泥水處理系統(tǒng)分濃縮、壓濾組成。濃縮車間設置2臺直徑為35m中心傳動的濃縮機，兩臺濃縮機可并聯(lián)，也可串聯(lián)。其中1臺濃縮機為上、下兩層，上層為濃縮池，下層為事故池。設事故轉(zhuǎn)排泵，實現(xiàn)快速轉(zhuǎn)排。濃縮機底流經(jīng)底流泵打入板框壓濾機入料桶，再由入料泵給入5臺板框壓濾機脫水回收。濃縮機溢流作為循環(huán)水使用。板框壓濾機出產(chǎn)的煤泥供烘干車間烘干成粉煤。在濃縮環(huán)節(jié)加入絮凝劑和凝聚劑兩種藥劑，在壓濾環(huán)節(jié)加入絮凝劑（聚丙烯酰胺）一種藥劑。其工藝系統(tǒng)流程見圖1。

圖1 大強礦煤泥水處理系統(tǒng)

3 原因分析

3.1 藥劑試驗

由于大強礦煤矸石泥化現(xiàn)象嚴重，原生煤泥含量大，在實際生產(chǎn)過程中，煤泥水濃縮和壓濾過程中加絮凝劑（聚丙烯酰胺）和凝聚劑兩種藥劑，自2014年5月7日，濃縮池溢流出現(xiàn)黑水以來，多個藥劑生產(chǎn)廠家先后在濃縮池中加入多種藥劑對煤泥水進行沉降處理，直至5月11日16時，濃縮池煤泥水已經(jīng)不能絮凝，洗煤生產(chǎn)無法進行。5月11日21時大隆礦技術(shù)人員先后對各廠家藥劑按照鐵煤集團各礦煤泥水處理藥劑使用配比濃度和經(jīng)驗，分別進行實驗室實驗。

（1）在煤泥水中單獨加入不同廠家和不同分子量的絮凝劑（聚丙烯酰胺）進行對比試驗，實驗結(jié)果見表1。

表1

從表1中得出，煤泥水沉降效果最好的是C廠生產(chǎn)的聚丙烯酰胺，其相對應的藥劑溶解時間也最短。

（2）在煤泥水中單獨加入不同的凝聚劑進行對比試驗，實驗結(jié)果見表2。

表2

從表2可以得出，E廠生產(chǎn)的脫水劑，其煤泥沉降效果優(yōu)于D廠生產(chǎn)的聚合氯化鋁。

（3）在煤泥水中先加入凝聚劑，25s后加入不同的絮凝劑進行對比試驗，實驗結(jié)果見表3、表4。

表3

從表3可以得出，在同時使用聚合氯化鋁作為凝聚劑時，C廠生產(chǎn)的聚丙烯酰胺優(yōu)于其他廠生產(chǎn)的聚丙烯酰胺。

從表4可以得出，在同時使用脫水劑作為凝聚劑時，C廠生產(chǎn)的聚丙烯酰胺絮凝效果最好。結(jié)合表3和表4可以得出，脫水劑和聚丙烯酰胺配合使用，煤泥沉降效果最佳。

3.2 工藝分析

（1）大強礦選煤廠藥劑配制用水來自消防水，在生產(chǎn)中，消防水還供車間消塵、沖洗地面，其水壓和水量滿足不了藥劑配制所需水量和壓力。（2）濃縮池兩種藥劑加藥點之間距離短且每個點離入池口較近，致使兩種藥劑與煤泥水融合間隔較短，藥劑與煤泥水反映時間較少，導致絮凝效果差。

4 改進

4.1 藥劑選擇

通過藥劑實驗室試驗得出，大強礦煤泥水加藥必須是兩種藥劑即凝聚劑和絮凝劑，分別是E廠生產(chǎn)的脫水劑和C廠生產(chǎn)的分子量為1200單位的陰離子聚丙烯酰胺。

4.2 工藝環(huán)節(jié)改進

（1）在藥劑配制水管上加一臺管道加壓泵，用以增加水壓和水量，再從其他水源點引入足量的水源，供藥劑制備。（2）經(jīng)計算，將脫水計加藥點向后移至距濃縮機入料口45米處，聚丙烯酰胺加藥點移至距濃縮機入料口15米處。確保藥劑與煤泥水有充分的反應時間。

4.3 處理過程

按照上述選擇的藥劑和改進的工藝，于5月12日0時開始向濃縮池注水加藥，12日上午10時，濃縮池出現(xiàn)0.5米清水層，12時開始試生產(chǎn)，于14日全量生產(chǎn)。

5 結(jié)束語

（1）大強煤礦二次衍生煤泥較細（0.045mm以下），故濃縮環(huán)節(jié)必須加兩種藥劑，沉降速度才能滿足生產(chǎn)需求；壓濾環(huán)節(jié)也必須添加聚丙烯酰胺，才能減少每臺壓濾機的壓濾時間。（2）加強生產(chǎn)過程管理，選擇適合的藥劑（E廠“鐵嶺市化通工業(yè)水處理劑廠”生產(chǎn)的脫水劑和C廠“撫順市龍鳳化工廠”生產(chǎn)的聚丙烯酰胺配合使用）才能達到最佳效果。（3）最終濃縮池溢流水濁度穩(wěn)定在30mg/l以下，完全滿足重介洗煤用水，遠優(yōu)于行業(yè)標準要求。