邯鄲選煤廠煤泥水深度澄清生產(chǎn)試驗(yàn)研究

郝巧霞

(冀中能源峰峰集團(tuán)邯鄲洗選廠,河北 邯鄲056000)

隸屬于冀中能源峰峰集團(tuán)的邯鄲選煤廠屬于中央型煉焦煤選煤廠,投產(chǎn)于1959年12月,是我國(guó)自行設(shè)計(jì)并施工的第一座選煤廠。工藝流程由最初的跳汰主再洗＋濃縮浮選流程,經(jīng)兩次改造后變成現(xiàn)有的脫泥無(wú)壓＋粗煤泥分選＋分級(jí)浮選流程。

1 煤泥水系統(tǒng)存在的問(wèn)題及分析

1.1 存在的問(wèn)題

邯鄲選煤廠現(xiàn)有3個(gè)直徑為30m的濃縮池(701,702,703),每個(gè)濃縮池的沉淀面積約707m2,總進(jìn)水量約1800m3/h,其中701入料主要為沉降離心機(jī)溢流、高頻篩篩下水及部分快開(kāi)壓濾機(jī)濾液,約500m3/h;702入料主要為中矸旋流器溢流及部分浮選機(jī)尾礦,約700m3/h;703入料為浮選柱尾礦及部分浮選機(jī)尾礦,約600m3/h,(每個(gè)濃縮池的入料量會(huì)因各閘門的調(diào)整而有所變化、沉降離心機(jī)溢流、高頻篩篩下水也可進(jìn)入703),702濃縮池溢流水極少出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象,701、703濃縮池溢流水較易出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象。

1.2 問(wèn)題分析

濃度高、粒度細(xì)、粘土礦物含量高、顆粒表面電負(fù)性強(qiáng)、水質(zhì)硬度偏低等這幾方面因素是導(dǎo)致煤泥水難沉降性的原因。要達(dá)到較好的固液分離效果,就必須結(jié)合煤泥水的特點(diǎn),采取有效的措施,減弱導(dǎo)致煤泥水難沉降因素的影響,從而有效地實(shí)現(xiàn)煤泥水的澄清。

煤泥粒度組成是影響煤泥水沉降效果的重要因素,煤泥粒度越小,沉降速度越慢,受干擾就越大,穩(wěn)定分散能力越強(qiáng),沉降澄清難度越大。對(duì)于煤泥水中的顆粒來(lái)說(shuō),大于0.075mm的煤泥顆粒在重力和藥劑的作用下易于沉降,而小于0.075mm的微細(xì)煤泥處理難度較大,特別是當(dāng)煤泥水中小于0.045mm粒級(jí)微細(xì)顆粒含量高時(shí),容易導(dǎo)致高灰細(xì)泥在煤泥水系統(tǒng)的惡性循環(huán),使循環(huán)水固體物含量增大。所以煤泥的粒度組成,尤其是微細(xì)粒級(jí)的含量,對(duì)煤泥水的處理有著決定性意義。

為了解濃縮池各入料的煤泥水特性,分別取沉降離心機(jī)離心液、高頻篩篩下水水樣(1＃),浮選機(jī)尾煤(2＃),浮選柱尾煤(3＃),檢測(cè)濃度并分別進(jìn)行粒度分析,結(jié)果如表1,表2所示。

表1 三組水樣的濃度分析結(jié)果

表2 三組水樣的粒度分析結(jié)果

由表1數(shù)據(jù)可知,沉降離心機(jī)離心液濃度較高,浮選機(jī)、浮選柱尾煤濃度相近。由于浮選尾煤灰分都在60%以上,沉降離心機(jī)離心液以及高頻篩篩下水灰分也在以上,結(jié)合表2數(shù)據(jù)(三組煤泥水－0.074mm含量均高于76%)可以得出,該煤泥水屬于典型的高灰、微細(xì)粒含量高,難以沉降、澄清的煤泥水。

2 沉降試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)條件

試驗(yàn)用藥劑:絮凝劑(PAM)(1‰),有機(jī)高分子凝聚劑(6.25%)。

試驗(yàn)儀器:500m L量筒,500m L燒杯各若干。

2.2 三組水樣不同濃度下沉降試驗(yàn)效果對(duì)比

煤泥水濃度是煤泥水性質(zhì)的重要表征,濃度的變化直接決定了系統(tǒng)中煤泥量的大小。當(dāng)煤泥水濃度增大時(shí)其性質(zhì)也發(fā)生一系列變化,諸如:系統(tǒng)中細(xì)煤泥的絕對(duì)含量增加,煤泥水動(dòng)力粘度增大,顆粒相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度減小,水中離子含量發(fā)生變化,濃縮機(jī)沉降面積不足,藥劑制度紊亂,藥劑不能充分分散等。因此,煤泥水濃度是煤泥水的重要特征參數(shù),也作為控制系統(tǒng)中的一個(gè)重要檢測(cè)指標(biāo)。

分別取1＃水樣及1＃稀釋到1/2濃度的水樣,添加絮凝劑及凝聚劑后,兩組水樣幾乎不沉降。將1＃水樣濃度分別稀釋到原濃度的1/3、1/5倍,與2＃、3＃水樣進(jìn)行沉降效果的對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

表3 三組水樣不同濃度絮凝沉降試驗(yàn)

由表3中數(shù)據(jù)可知,1＃水樣稀釋到7.5%的時(shí)候添加藥劑沉降才有效果,且稀釋的濃度越小,沉降效果越好,而2＃、3＃水樣因其本身濃度較低,其沉降速度也較快。

2.3 藥劑用量的探討試驗(yàn)

絮凝劑用量與分散顆?？偙缺砻娣e成正比,所以煤泥粒度變小和濃度增加產(chǎn)生的影響相同,不僅絮凝劑用量增加,絮團(tuán)結(jié)構(gòu)也不如粗粒形成的絮團(tuán)致密。

絮凝劑使用量不宜過(guò)大,因?yàn)檫^(guò)量的絮凝劑會(huì)將顆粒包裹住,不利于與其他顆粒作用,使絮凝作用削弱,一般顆粒表面被絮凝劑半飽和覆蓋時(shí),絮凝效果最佳。

取稀釋到1/3濃度的水樣,進(jìn)行不同藥劑添加量的煤泥水沉降試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

表4 稀釋到1/3濃度的1＃水樣絮凝沉降試驗(yàn)結(jié)果

由表4中數(shù)據(jù)可知,隨著絮凝劑與凝聚劑加量的增多,沉降速度逐漸變快,沉降效果逐漸變好,但當(dāng)藥劑添加過(guò)量后(絮凝劑4ml＋凝聚劑2ml),沉降效果反而變差。

3 結(jié)論

(1)該選煤廠濃縮池的三組入料高灰細(xì)泥含量高,煤泥水難沉降。

(2)絮凝劑添加過(guò)量反而會(huì)降低沉降速度,且影響尾煤處理車間的正常生產(chǎn)(煤泥太黏,會(huì)延長(zhǎng)入料時(shí)間且增加卸料難度)。

(3)煤泥水濃度是影響沉降效果的最重要因素,只有當(dāng)煤泥水濃度小于7.5%時(shí),添加絮凝劑才有效果,水處理才能滿足生產(chǎn)需求。

(4)凝聚劑對(duì)煤泥水中固體顆粒的沉降速度影響不大,但直接影響上清液的清晰度,且對(duì)浮選機(jī)尾礦的處理有重要作用。

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