改善濃縮工藝提高煤泥水處理效果

【摘要】本文介紹了煤泥水的性質(zhì)，煤泥水處理的工藝流程。通過(guò)對(duì)曉南礦選煤廠煤泥水處理工藝的分析與研究，論證通過(guò)改善濃縮工藝來(lái)提高煤泥水處理效果的可行性。

【關(guān)鍵詞】煤泥水；濃縮；壓濾

隨著采煤機(jī)械化程度的不斷提高，集團(tuán)公司各礦選煤廠入選原煤中<0.5mm級(jí)細(xì)粒煤的含量也逐年增多，給煤泥水處理及煤泥脫水回收增加了難度。煤泥水處理的完善程度、管理水平及效果好壞對(duì)其他環(huán)節(jié)產(chǎn)生很大影響，甚至決定全廠的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、技術(shù)效果和社會(huì)效益。

濃縮壓濾是煤泥水處理的主要工藝，煤泥水的濃度又影響著壓濾機(jī)的處理效果，因此通過(guò)改善濃縮工藝來(lái)提高煤泥水處理效果十分重要，本文以曉南礦選煤廠煤泥水工藝的改造為例進(jìn)行闡述，以期對(duì)集團(tuán)公司各礦選煤廠有所借鑒。

一、煤泥水的性質(zhì)

煤泥水中因含有煤泥顆粒，導(dǎo)致其性質(zhì)與純水不同，煤泥水的特性突出表現(xiàn)在兩個(gè)方面：1、煤泥水的比重與純水不同，2、煤泥水的粘度變化。

曉南礦煤種屬長(zhǎng)焰煤，長(zhǎng)焰煤是一種變質(zhì)程度低的煙煤。長(zhǎng)焰煤煤泥水呈弱堿性帶有一定的負(fù)電荷。煤泥的礦物質(zhì)成分主要是SiO2和Al2O3，這些物質(zhì)在其表面形成較強(qiáng)負(fù)電荷的膠體顆粒，由于膠粒帶電顆粒將極性水分子吸引到它周圍形成一層“水化膜”，“水化膜”能阻止膠粒間相互接觸。使煤泥水形成穩(wěn)定的膠體分散系難于發(fā)生自然沉降。這樣就會(huì)造成濃縮過(guò)程產(chǎn)生的溢流固體含量過(guò)多，底流濃縮物水分含量過(guò)大，勢(shì)必會(huì)影響分選效果和煤泥的壓濾效果。

二、煤泥水處理系統(tǒng)

選煤廠完善的煤泥水系統(tǒng)通常包括煤泥分選—尾礦濃縮，缺少其中任何環(huán)節(jié)，都不能構(gòu)成完善的系統(tǒng)，其中煤泥水處理系統(tǒng)的濃縮—壓濾過(guò)程尤為重要。

曉南礦選煤廠煤泥水進(jìn)入24米耙式濃縮機(jī)，24米耙式濃縮機(jī)底流由渣漿泵運(yùn)送至壓濾車間煤泥罐，再由入料泵將煤泥罐內(nèi)的煤泥輸送至快速隔膜壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾處理。濾液作為循環(huán)水，濾餅進(jìn)入干燥車間烘干后成為粉煤落地。24米耙式濃縮機(jī)溢流進(jìn)入18米耙式濃縮機(jī)進(jìn)行二次濃縮，18米耙式濃縮機(jī)底流進(jìn)壓濾車間，溢流作為循環(huán)水。

三、煤泥水處理效果的影響

煤泥水中所含顆粒的粒度分布對(duì)煤泥水處理效果有較大的影響。煤泥水中顆粒粒度越小，沉淀速度越慢，煤泥水處理的難度就越大。相反，煤泥水中顆粒粒度越大，沉淀速度就越快，煤泥水處理的難度就越小。原煤煤質(zhì)的不同，煤泥水的性質(zhì)有很大的差別，主要表現(xiàn)為：煤化程度較高的原煤所含灰分較低，因而其煤泥水的懸浮物濃度較小。煤化程度較低的原煤所含灰分較高，其煤泥水的懸浮物濃度較大。并且由于煤化程度高的原煤硬度相對(duì)較高，不易在煤炭洗選加工過(guò)程中破碎，而煤化程度低的原煤硬度相對(duì)較低，容易在煤炭洗選加工過(guò)程中破碎。

同時(shí)壓濾機(jī)的入料濃度對(duì)煤泥水的處理也有著很大的影響，其灰分、粒度組成、濃度都會(huì)對(duì)壓濾機(jī)的過(guò)濾效果有著明顯的作用。在入料階段，礦漿濃度高，其中的固體顆物含量就高，相比于較低的礦漿濃度，濾餅形成速度加快。當(dāng)入料濃度低時(shí)，細(xì)小顆粒極易直接進(jìn)入濾布孔眼中，穿過(guò)、堵塞或覆蓋在上面，使過(guò)濾介質(zhì)孔眼很快被堵塞，隨著料漿濃度的提高，將會(huì)有更多的顆粒接近或到達(dá)過(guò)濾介質(zhì)的孔眼。由于相互干擾，絕大部分顆粒不能進(jìn)入孔眼而在其上成拱架橋，可使濾孔在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不被嚴(yán)重堵塞。壓濾過(guò)程的進(jìn)行，在過(guò)濾介質(zhì)表面形成的濾餅沿入料方向由外向內(nèi)平均粒度逐漸增大，濾餅阻力逐漸減小，使濾餅內(nèi)側(cè)的脫水受到影響，這種效應(yīng)隨著入料濃度的減小逐漸增強(qiáng)。所以，入料濃度越低，濾餅水分越高。

四、煤泥水處理系統(tǒng)工藝流程改造

礦井原煤煤質(zhì)下降以及原煤入洗比率的提高是選煤廠煤泥水處理系統(tǒng)需要改造的兩大原因（見(jiàn)表）。

曉南礦選煤廠改造前是將選煤廠煤泥水處理系統(tǒng)工藝流程為24米耙式濃縮機(jī)的溢流和底流都進(jìn)入18米耙式濃縮機(jī)，18米耙式濃縮機(jī)的溢流作為循環(huán)水，底流進(jìn)壓濾車間煤泥罐，作為壓濾機(jī)的入料煤泥水。此系統(tǒng)的特點(diǎn)是壓濾機(jī)司機(jī)要料方式為一種方式，即從18米耙式濃縮機(jī)要料。24米耙式濃縮機(jī)排溢流管與18米耙式濃縮機(jī)排底流管都是單獨(dú)的煤泥水管路，24米耙式濃縮機(jī)排溢流時(shí)不影響壓濾機(jī)的入料工作，所以可以做到長(zhǎng)時(shí)間排溢流。此種工藝將18米耙式濃縮機(jī)與24米耙式濃縮機(jī)串聯(lián)使用，起到24米耙式濃縮機(jī)底流的二次濃縮以及緩沖作用。但在煤泥水處理量上作用不明顯，同時(shí)18米耙式濃縮機(jī)溢流濃度不好控制。

改造后選煤廠煤泥水處理系統(tǒng)工藝流程為24米耙式濃縮機(jī)的底流直接進(jìn)入煤泥罐，溢流進(jìn)入18米耙式濃縮機(jī)，18米耙式濃縮機(jī)的溢流作為循環(huán)水底流進(jìn)壓濾車間煤泥罐，作為壓濾機(jī)的入料煤泥水。此系統(tǒng)的特點(diǎn)是壓濾機(jī)司機(jī)要料方式為兩種方式，一種是24米耙式濃縮機(jī)要料，另一種是從18米耙式濃縮機(jī)要料。此種工藝將18米耙式濃縮機(jī)作為24米耙式濃縮機(jī)溢流的二次濃縮設(shè)備，避免了24米耙式濃縮機(jī)溢流與底流的再次混合，使18米耙式濃縮機(jī)溢流濃度得到了很好的控制，從而保證了洗煤循環(huán)水的質(zhì)量。

五、結(jié)論

煤泥水處理是選煤廠生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，是降低洗水濃度、實(shí)現(xiàn)洗水閉路循環(huán)的關(guān)鍵，它不僅關(guān)系到選煤廠的正常生產(chǎn)和發(fā)展，而且有利于選煤廠節(jié)水、煤炭資源回收，生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。通過(guò)改善濃縮工藝，優(yōu)化壓濾機(jī)的入料性質(zhì)，不但提高了壓濾機(jī)的處理效果，而且通過(guò)降低循環(huán)水濃度保證了選煤廠的正常生產(chǎn)。曉南礦選煤廠煤泥水工藝流程的改造十分成功，證明改善濃縮工藝、提高煤泥水處理效果具有理論和技術(shù)上的可行性，對(duì)其他礦選煤廠也具有一定借鑒意義。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 謝廣元. 選礦學(xué)[M]. 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社， 2001.

[2] 張明旭. 選煤廠煤泥水處理[M]. 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社， 2005.

【作者簡(jiǎn)介】

張濤（1981—），男，遼寧丹東人，本科學(xué)歷，遼北技師學(xué)院教師。