高煤泥含量動力煤的處理實踐

石云江

(中煤中原(天津)建設監(jiān)理咨詢有限公司，天津 300000)

選煤廠的煤泥系統(tǒng)是選煤工藝中最重要的環(huán)節(jié)之一，如果煤泥系統(tǒng)出現問題，會導致全廠不能正常生產，不僅降低了選煤廠的生產效率，更會給選煤廠帶來嚴重的經濟損失。隨著采煤技術的不斷提高和采煤設備的不斷改良，煤泥含量過多的問題越來越明顯，使選煤廠煤泥處理系統(tǒng)的負擔越來越大。經過對雁北地區(qū)的塔山、同忻、麻家梁、北辛窯、安太堡及安家?guī)X6座千萬噸選煤廠的煤泥含量進行調研了解到：其中5座選煤廠的1.5～0.5 mm粒級粗煤泥約占原煤產率的5%～7%、粒度小于0.5 mm的細煤泥占原煤產率的4%～6%；另1座選煤廠1.5～0.5 mm粒級的粗煤泥約占原煤產率的7%～9%、粒度小于0.5 mm的細煤泥占原煤產率的8%～12%，該選煤廠的煤泥量遠高于其他5座選煤廠，特別是細煤泥含量，幾乎是其他選煤廠的1倍，導致該選煤廠的煤泥處理設備數量、設備維修量及藥劑使用量等遠超其他選煤廠。為此，中煤中原(天津)建設監(jiān)理咨詢有限公司對該選煤廠的煤泥處理現狀進行了調查與研究。

1 工藝流程及煤泥處理存在的問題

1.1 工藝流程

該選煤廠為動力煤選煤廠，2012年年底投產使用，小時帶煤量為2 850 t，每年入洗原煤12.00 Mt以上。選煤工藝為：塊煤重介淺槽分選，末煤重介旋流器分選，粗煤泥螺旋分選機分選，細煤泥由加壓過濾機和板框式壓濾機聯合回收。

煤泥系統(tǒng)具體工藝流程如圖1所示。150 mm粒度以下的原煤入廠后，經篩孔為13 mm原煤分級篩分為塊煤和末煤兩部分，塊煤進入重介淺槽進行分選，末煤進入篩孔為1.5 mm的末煤脫泥篩進行分級，篩上物進入重介旋流器進行分選，篩下物即煤泥水進煤泥水桶經轉排泵打入煤泥系統(tǒng)處理；煤泥進入水力分級旋流器進行分級，分級出底流和溢流，底流即粗煤泥，溢流即細煤泥；粗煤泥進入螺旋分選機，分選出矸石和精煤，矸石經高頻篩脫水后進入矸石膠帶，精煤進入弧形篩預脫水后進入煤泥離心機，再次脫水后進入精煤膠帶；弧形篩篩下水、離心機離心液、高頻篩篩下水和分級旋流器溢流全部經保護箱進入濃縮池，濃縮池底流經泵送到煤泥緩沖桶后，再由煤泥泵將物料送入加壓過濾機和板框壓濾機進行處理，處理后的精煤經刮板機進入精煤膠帶。

圖1 煤泥系統(tǒng)具體工藝流程

1.2 煤泥處理存在的問題

通過6座千萬噸選煤廠的煤泥含量對比可知：6座選煤廠的粗煤泥含量相差不大，因此粗煤泥的處理幾乎不存在問題；有1座選煤廠細煤泥含量過高，給細煤泥處理系統(tǒng)帶來了巨大的壓力。一旦細煤泥處理系統(tǒng)出現問題，會影響到該選煤廠的正常生產，通過幾年的生產實踐發(fā)現，具體問題如下：

(1)煤泥水沉淀問題：當系統(tǒng)帶煤量超過2 400 t/h時，隨著入洗量的增加，煤泥含量增加，進入濃縮池的煤泥水濃度增加，煤泥沉淀困難，濃縮池清水層高度隨之降低，甚至出現沒有清水層的現象，造成循環(huán)水濃度增大，脫水脫介篩上噴水嘴堵塞，影響脫介效果，同時，清水層降低或沒有，需要減少系統(tǒng)帶煤量或系統(tǒng)停煤，影響選煤廠的正常生產。

(2)絮凝劑使用量大的問題：煤泥含量高，進入濃縮池的煤泥水濃度高，絮凝劑用量大。

(3)壓濾設備維修費用高：因煤泥含量高，導致濃縮池底流濃度高，即壓濾系統(tǒng)設備入料濃度高，設備處理壓力大，同時，煤泥中含有大量金屬離子，對設備有一定的腐蝕性，壓濾設備配件周期短，維修維護費用高。

2017年到2018年上半年，該礦煤質發(fā)生變化，灰分增加明顯，煤泥沉淀效果不佳，經常出現濃縮池清水層降低或沒有的情況，系統(tǒng)帶煤量最大僅達到2 400 t/h，無法達到設計的2 850 t/h，嚴重影響該選煤廠的正常生產。

2 應對措施及效果檢查

2.1 應對措施

2.1.1 脫粉改造前

(1)絮凝劑和凝聚劑聯合使用：該選煤廠不僅細煤泥含量高，而且煤泥中含有金屬離子，煤泥水沉降難度大，因此采用絮凝劑和凝聚劑聯合使用的方法，保證煤泥水的沉降效果和循環(huán)水的澄清度。

(2)多點加藥：因進入濃縮池的煤泥水濃度高，單點加藥不能保證煤泥沉降效果，因此在保護箱、保護箱到濃縮池管路的中部和尾部，進行3點加藥，保證煤泥的沉降效果。

(3)增加配水管：因濃縮池底流濃度過高，即加壓過濾機和板框壓濾機入料濃度過高，影響壓濾設備脫水效果，因此在濃縮池底流泵上料管、加壓過濾機和板框壓濾機入料泵上料管處分別增加配水管，降低壓濾設備的入料濃度，保證壓濾設備的脫水效果。

2.1.2 脫粉技術改造

具體措施：將原有單層原煤分級篩更換為雙層馳張篩。原有單層原煤分級篩為香蕉篩，篩板篩縫為13 mm，篩上物料進入重介淺槽分選系統(tǒng)，篩下物料進入篩板篩縫為1.5 mm的末煤分級篩；末煤分級篩篩上物料進入重介質旋流器分選系統(tǒng)，篩下物料進入煤泥系統(tǒng)。同時單層原煤分級篩分級方法為濕法分級，分級效率較高，但當采用干法分級時，分級效率低，部分煤泥隨原煤進入淺槽塊煤系統(tǒng)，導致塊煤系統(tǒng)分選密度降低速度極快，嚴重影響塊煤系統(tǒng)穩(wěn)定性，同時，介質消耗量增大，增加洗煤成本。改造后的雙層馳張篩，上層篩板篩縫為13 mm，下層篩板篩縫為6 mm和3 mm混搭，2種篩縫篩板的數量根據煤質情況而定，下層篩板篩下的部分物料不入洗，經轉載刮板直接進入轉載帶式輸送機，再進入精煤帶式輸送機，減少進入洗選系統(tǒng)的煤泥量；同時，雙層弛張篩采用干法分級，分級效率高，不影響塊煤系統(tǒng)穩(wěn)定性，隨時能夠根據煤質變化情況，通過調節(jié)不同篩縫粒度的篩板來控制系統(tǒng)入洗量和不入洗量，從而達到控制精煤質量的目的。

具體改造工藝流程如圖2所示。

圖2 具體改造工藝流程

具體工藝流程為：150 mm粒度以下的原煤入廠后，經上層篩孔為13 mm、下層篩孔為6 mm/3 mm的雙層弛張篩分級后，150～13 mm塊煤進入重介淺槽分選，13～6 mm/3 mm末煤進入末煤脫泥篩進行分級，6 mm/3 mm～0 mm部分末煤進入末煤脫泥篩進行分級，另一部分6 mm/3 mm～0 mm末煤進入刮板機，經轉載膠帶進入精煤膠帶，直接作為產品進入精煤倉。而進入篩孔為1.5 mm的末煤脫泥篩進行脫泥的物料，篩上物進入重介旋流器系統(tǒng)進行分選，篩下物即煤泥進煤泥分選系統(tǒng)。

2.2 效果檢查

(1)脫粉改造前：當細煤泥灰分小于32%或系統(tǒng)帶煤量小于2 400 t/h時，采取的3條應對措施完全能夠解決煤泥水沉淀效果不佳帶來的一系列問題；當細煤泥灰分大于32%或系統(tǒng)帶煤量超過2 400 t/h時，濃縮池清水層會出現降低或沒有的情況，因此脫粉改造前采取的應對措施是有條件限制的，要根據煤質情況和系統(tǒng)帶煤量來決定，治標不治本，具有一定局限性。

(2)脫粉改造后：部分末煤不入洗，進入壓濾系統(tǒng)的細煤泥含量由原來的8%～12%降低到5%～7%，煤泥系統(tǒng)壓力驟降，藥劑使用由絮凝劑和凝聚劑聯合使用變?yōu)橹挥眯跄齽?，且藥劑使用量大幅降低，選煤成本降低；因煤泥量減少，壓濾系統(tǒng)設備開機率降低，設備維修維護工作量減小、配件更換周期延長，降低了選煤成本；系統(tǒng)帶煤量最大可以達到2 850 t/h，解決了入洗量不足的問題，保證了每天的外運量。

3 結 語

通過對該選煤廠煤泥系統(tǒng)處理情況的研究和調查發(fā)現，煤泥含量過高嚴重影響到選煤廠的正常生產，對系統(tǒng)進行小改小革無法從根本上解決問題，只有從全廠工藝系統(tǒng)考慮，根據每個選煤廠的實際情況，選擇最佳的工藝改造，才能取得最好的改造效果。該選煤廠脫粉改造的成功，不僅解決了煤泥含量高對系統(tǒng)造成的影響，而且創(chuàng)造了一定的經濟效益，同時對其它煤泥含量高的動力煤選煤廠有一定的借鑒作用。