我國選煤廠煤泥水處理技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展方向

楊延軍

（晉煤集團(tuán)寺河礦選煤廠，山西 晉城 048205）

現(xiàn)如今，煤炭分選的工藝和方法基本上選用的介質(zhì)為水或水的混合物，常見的主要有以下三種介質(zhì)：重介選、跳汰選、浮選。一般而言，入選1t煤需要4m3左右的水。近年來，隨著采煤機(jī)械化程度的提高，原煤中的煤粉含量越來越高，煤泥水量越來越多。據(jù)調(diào)查，入選千噸的選煤廠，煤泥水產(chǎn)生的速度約為1000m3/h。煤泥水處理的工作主要有以下兩點(diǎn)：（1）通過固液分離技術(shù)，將煤泥水中的細(xì)粒產(chǎn)品與水分離開來，并將水變?yōu)檠h(huán)水，從而實(shí)現(xiàn)洗水閉路循環(huán)的目的；（2）排放煤泥水時(shí)，必須保證排放水符合環(huán)境保護(hù)的要求，不能對環(huán)境造成污染。

1 煤泥水處理技術(shù)現(xiàn)狀

1.1 煤泥水處理工藝

1.1.1 單段濃縮、單段回收流程

常用的煤泥水處理工藝是在濃縮機(jī)的作用下，煤泥水經(jīng)過濃縮后，分選出來的水作為循環(huán)水使用，而煤泥的回收則通過壓濾機(jī)或過濾機(jī)實(shí)現(xiàn)。對于該工藝，若煤泥產(chǎn)生量基本不變且泥化程度不嚴(yán)重，則極易達(dá)到清水循環(huán)目的。但煤炭性質(zhì)不穩(wěn)定等因素的存在使得煤泥水沒有實(shí)現(xiàn)較好的沉降效果。

1.1.2 兩段濃縮、兩段回收流程

這種處理流程雖然可分級回收煤泥，但需要較長的沉降時(shí)間，且由于煤泥量大造成回收能力有限，進(jìn)而導(dǎo)致煤泥水難沉降問題，若只是改進(jìn)工藝，仍不能有效處理這一問題。

1.2 煤泥水處理設(shè)備

1.2.1 煤泥水分選設(shè)備

（1）靜態(tài)旋流微泡浮選柱

目前我國選煤廠常用的煤泥浮選設(shè)備主要有以下兩種：①機(jī)械攪拌式浮選機(jī)；②旋流微泡浮選柱(床)。后者屬于新型設(shè)備，主要有以下幾方面優(yōu)勢：①選擇性好，分選出的精煤具有較高的質(zhì)量；②適應(yīng)性強(qiáng)，即它對煤種、粒度、濃度、可浮性等的要求不高；③電耗低；④運(yùn)行可靠；⑤設(shè)備大型化與系列化；⑥簡潔高效的配套工藝系統(tǒng)。

（2）干擾床分選機(jī)

干擾床分選機(jī)主要利用以下兩個(gè)原理：①干擾沉降原理；②流體力學(xué)二次流原理。由于物料密度不同，通過上升擾動(dòng)水流的作用，實(shí)現(xiàn)輕重物料的分離，即實(shí)現(xiàn)了煤與矸石的分離。

（3）螺旋分選機(jī)

螺旋分選機(jī)在國內(nèi)外得到了廣泛應(yīng)用，這得益于其以下幾方面優(yōu)點(diǎn)：①具有較高的分選精度和較低的分選下限，并表現(xiàn)出較強(qiáng)的靈活性；②不需要較大的場地，且處理能力較強(qiáng)；③不需要藥劑和介質(zhì)，入料時(shí)也不用給定一定的壓力；④易于操作，安全性能好，不需要經(jīng)常維修。

1.2.2 煤泥脫水設(shè)備

在進(jìn)行動(dòng)力煤分選工作時(shí)，不需要做較為復(fù)雜的工作，僅實(shí)現(xiàn)動(dòng)力煤從煤泥水中的分離工作即可，這樣就能獲得潔凈的循環(huán)水。但無論是進(jìn)行分選工作，還是進(jìn)行回收工作，都需要完成對分選或回收產(chǎn)品的固液分離工作，這一工作是通過專門的脫水作業(yè)來完成的。若分選或回收產(chǎn)品含有較大的水分，則不利于產(chǎn)品的使用。

（1）加壓過濾機(jī)

加壓過濾機(jī)多用于以下兩種情況：①浮選精煤；②原生煤泥的回收與脫水。這種設(shè)備分選產(chǎn)品具有以下幾方面優(yōu)點(diǎn)：①具有較低的水分；②具有較大的處理能力；③耗電量低；④環(huán)保性能好。目前，我國多數(shù)選煤廠選擇了加壓過濾機(jī)，選擇的原因是經(jīng)過近幾年的發(fā)展，加壓過濾機(jī)得到了技術(shù)方面的改造升級，設(shè)備中的一些性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了國外生產(chǎn)的設(shè)備，同時(shí)還表現(xiàn)出較好的過濾效果。

（2）隔膜壓濾機(jī)

隔膜壓濾機(jī)在我國選煤廠也得到了一定的應(yīng)用，其快速拉板方式主要包括以下三種：①分組拉板；②循環(huán)拉板；③手風(fēng)琴式拉板。濾板材料為聚丙烯。為減少設(shè)備占地面積，選煤廠多采取以下兩種措施：①采用移動(dòng)缸式結(jié)構(gòu)；②采用分段拉開卸餅方式。為提高自動(dòng)化程度，在設(shè)備上實(shí)現(xiàn)機(jī)、電、液一體化控制程序。

2 高效煤泥水處理藥劑

2.1 無機(jī)高分子絮凝劑

無機(jī)高分子絮凝劑是一種聚合物，在處理煤泥水時(shí)表現(xiàn)出較好的效果，這主要得益于以下幾方面優(yōu)勢：（1）具有較強(qiáng)的適應(yīng)性；（2）具有較強(qiáng)的吸附架橋能力；（3）具有較強(qiáng)的電中和能力。

2.2 有機(jī)高分子絮凝劑

有機(jī)高分子絮凝劑主要有以下兩種：（1）合成高分子絮凝劑；（2）天然高分子絮凝劑。有機(jī)高分子絮凝劑在處理煤泥水中表現(xiàn)出以下幾方面優(yōu)勢：（1）具有較強(qiáng)的親和力，尤其是對懸浮顆粒；（2）用量少，效果好；（3）具有較快的絮凝速度；（4）適應(yīng)性較強(qiáng)，即基本不受煤泥水pH值及溫度的影響。

3 煤泥水處理技術(shù)發(fā)展方向

通過對國內(nèi)外煤泥水處理工藝的研究，得知煤泥水處理技術(shù)發(fā)展方向主要體現(xiàn)在以下三方面:

3.1 研制高效絮凝劑

當(dāng)今社會，人們環(huán)保意識越來越強(qiáng)，因此，應(yīng)研究和開發(fā)一種環(huán)保效果好、經(jīng)濟(jì)合理的藥劑。生物絮凝劑指的是通過生物技術(shù)，即微生物的發(fā)酵、抽提作用，而制成的一種新型水處理劑，這種新型水處理劑具有較好的生物分解性能和較好的環(huán)保性能。這種絮凝劑優(yōu)于傳統(tǒng)的絮凝劑，主要原因就是它具有以下幾方面優(yōu)點(diǎn)：①易被微生物降解；②無毒無害；③安全性高、高效、環(huán)保性能高；④適用范圍廣；⑤具有除濁和脫色性能；⑥產(chǎn)生菌來源廣泛。

3.2 自動(dòng)加藥控制系統(tǒng)

由于入選原煤具有較不穩(wěn)定的煤質(zhì)，煤泥水中含有一定量的細(xì)顆粒煤泥，且具有一定的波動(dòng)性。同時(shí)，在進(jìn)行選煤工作時(shí)，煤泥水流量也是不斷變化的，若存在局部環(huán)節(jié)發(fā)生中斷的問題時(shí)，流量則會出現(xiàn)以下兩種情況：一是急劇降低，二是急劇增加。若采用人工的方式進(jìn)行藥劑配置和加藥，則無法很好地把握藥劑的熟化程度，而且還增加了勞動(dòng)強(qiáng)度。此外，也不能很好掌握煤泥水流量及其濃度，所以也無法確定藥劑的添加量。因此，準(zhǔn)確地添加絮凝劑對于煤泥水處理效果具有十分重要的作用。

3.3 高效的工藝流程

提高工藝流程的效率，可防止出現(xiàn)細(xì)泥循環(huán)積聚問題，從而使得洗水處于一種較低的濃度范圍內(nèi)，同時(shí)還有利于提高物料處理的上、下限。

4 結(jié)語

綜上所述，我國選煤廠煤泥水處理技術(shù)水平完全能夠?yàn)楦鞣N類型選煤廠提供成熟可靠的煤泥水全套技術(shù)和設(shè)備，實(shí)現(xiàn)洗水閉路循環(huán)，但也有水資源浪費(fèi)和污染環(huán)境現(xiàn)象。煤泥水處理技術(shù)的主要發(fā)展方向是動(dòng)力煤選煤廠煤泥高效分選技術(shù)、開發(fā)啟用高效濃縮機(jī)的技術(shù)開發(fā)應(yīng)用、模塊化煤泥分選與煤泥水處理技術(shù)和裝備開發(fā)應(yīng)用。目前我國的煤泥利用途徑較少，所以應(yīng)積極研究對煤泥的高效利用。一方面研制高效絮凝劑，另一方面建立高效的工藝流程。