漳村煤礦選煤廠煤泥水處理系統(tǒng)的優(yōu)化改造

吳曉娜，王常勝

(潞安環(huán)保能源開發(fā)有限公司 漳村煤礦洗煤廠，山西 長治 046032)

1 煤泥水處理系統(tǒng)工藝流程

漳村煤礦選煤廠隸屬于山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司漳村煤礦，是一座年設(shè)計入選原煤3.0 Mt的優(yōu)質(zhì)高效現(xiàn)代化礦井型選煤廠。1998年被煤炭部授予“一級洗水閉路循環(huán)選煤廠”，2005年在原有跳汰—浮選工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行了模塊化擴(kuò)建，現(xiàn)行生產(chǎn)工藝為預(yù)先脫泥有壓兩產(chǎn)品旋流器+螺旋分選機(jī)+浮選+尾煤壓濾。入洗原煤為貧瘦煤，精煤產(chǎn)品主要用于高爐噴吹用煤。

煤泥水處理系統(tǒng)工藝流程：0.15 mm以下粒級物料采用機(jī)械攪拌式浮選機(jī)浮選，通過與浮選藥劑充分混合后，分選出浮選精煤(灰分10.0%～10.5%)和浮選尾煤(灰分50%左右)。浮選精煤經(jīng)加壓過濾機(jī)脫水后摻入精煤，濾液返回浮選或直接進(jìn)濃縮池；浮選尾煤經(jīng)濃縮機(jī)濃縮后，溢流作為澄清水返回系統(tǒng)復(fù)用，底流由壓濾機(jī)脫水回收，壓濾液返回濃縮池，濾餅單獨堆放。

浮選精煤采用2臺GPJ-120型加壓過濾機(jī)脫水，浮選尾煤采用2臺KM2501600型和1臺KM3501600快速高效隔膜壓濾機(jī)脫水，生產(chǎn)過程中可以實現(xiàn)同時或交替運行雙選擇，保證在故障檢修條件下煤泥水處理連續(xù)性、穩(wěn)定性。浮選高灰細(xì)尾煤由2臺直徑45 m的NGY45L濃縮機(jī)濃縮澄清，保證了循環(huán)水水質(zhì)，1臺正常運行，1臺事故備用，滿足一級洗水閉路循環(huán)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)凝聚劑(PAC)和絮凝劑(PAM)對煤泥水沉降作用機(jī)理，按照加藥順序和時間間隔在主廠房一層安裝使用BTTF-600T凝聚劑自動加藥系統(tǒng)，在循環(huán)水泵房安裝使用BAWJ-500T絮凝劑自動加藥系統(tǒng)，改善了洗水澄清效果。

2 煤泥水處理系統(tǒng)現(xiàn)狀

隨著機(jī)械化采煤程度的提高，原煤中矸石含量增加[1-4]，煤炭洗選過程產(chǎn)生了大量難以沉降澄清的高泥化煤泥水[5]，漳村礦選煤廠目前煤泥水處理系統(tǒng)存在以下問題：

(1)浮選工藝效果欠佳。由于浮選所用藥劑反應(yīng)速度慢，加藥裝置設(shè)置不合理，致使煤泥水處理效果差，影響浮選效果及煤泥處理量。

(2)選煤廠煤泥水系統(tǒng)因兼顧恒達(dá)公司再選廠煤泥水處理，煤泥水濃度明顯較高，實際運行中，原有2臺KM250/1600快速高效隔膜壓濾機(jī)液壓油路系統(tǒng)故障頻繁，壓濾機(jī)的單位處理能力顯著降低，煤泥水濃度明顯升高，影響了煤泥脫水系統(tǒng)的運行。

(3)濃縮入料存在跑粗現(xiàn)象，致使該回收的粗煤泥進(jìn)入到濃縮機(jī)，影響了選煤廠的經(jīng)濟(jì)效益，增加了煤泥水系統(tǒng)負(fù)荷。

出現(xiàn)上述問題，標(biāo)示著漳村礦選煤廠現(xiàn)行煤泥水處理系統(tǒng)與生產(chǎn)實際中的煤泥煤質(zhì)適應(yīng)性不強，急需進(jìn)行改進(jìn)。

3 煤泥水處理系統(tǒng)優(yōu)化和改進(jìn)方案

綜合評定煤泥水系統(tǒng)運行現(xiàn)狀，準(zhǔn)確調(diào)整煤泥水管理的關(guān)鍵工藝參數(shù)[6]，優(yōu)化煤泥處理系統(tǒng)設(shè)備的性能，進(jìn)一步提高煤泥水處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性及應(yīng)用效果。

3.1 探索環(huán)保新型藥劑改造實施方案，改善浮選效果

多年來，漳村礦選煤廠一直使用潞安益民公司生產(chǎn)的浮選藥劑，捕收劑SDP和起泡劑SDQ，按照上級部門對新型安全環(huán)保浮選藥劑推廣使用要求，進(jìn)一步優(yōu)化選煤廠成本結(jié)構(gòu)，在現(xiàn)有浮選工藝生產(chǎn)中，采用了益民公司新型安全環(huán)保捕收劑。表1為益民公司新舊捕收劑性能對比情況。

表1 益民公司新舊捕收劑性能對比

由于浮選機(jī)原有加藥裝置不能實時測量加藥量，依靠浮選司機(jī)經(jīng)驗估算，致使藥劑反應(yīng)速度慢，影響浮選效果，造成大量煤泥進(jìn)入尾煤泥水系統(tǒng)，加大了后續(xù)工藝環(huán)節(jié)(濃縮、壓濾)的生產(chǎn)壓力和環(huán)保壓力。

在實際生產(chǎn)中采用新型安全環(huán)保捕收劑[7]時，經(jīng)過現(xiàn)場勘測改造浮選機(jī)環(huán)保藥劑加藥裝置，將原來的起泡劑和捕收劑管道中間部分截斷，在浮選機(jī)的機(jī)體架上添加1個帶有直管的加藥漏斗，漏斗直管末端通向浮選機(jī)攪拌裝置的進(jìn)氣口處，在加藥漏斗上方作為采樣點，浮選司機(jī)采用專用藥劑量杯測量，定時計量藥劑的實際添加量。

這項改造在漳村煤礦選煤廠主廠房四層應(yīng)用后，位置合理，便于浮選司機(jī)使用計量器準(zhǔn)確計量環(huán)保藥劑的添加量，合理添加新型環(huán)保捕收劑，環(huán)保捕收劑和起泡劑充分反應(yīng)，浮選各分選槽室泡沫層穩(wěn)定且分布均勻，浮精泡沫致密、流動性好[8-10]，加壓過濾脫水周期正常，尾礦帶煤、帶沫量很少，浮選效果較理想，有利于煤泥水的下一步處理。

3.2 優(yōu)化快開隔膜壓濾機(jī)液壓系統(tǒng)，提升煤泥水系統(tǒng)處理能力

選煤廠煤泥水系統(tǒng)因兼顧恒達(dá)公司再選廠煤泥水處理，煤泥水濃度明顯較高，2018年在現(xiàn)有壓濾車間東側(cè)新增1組壓濾系統(tǒng)[11]，即選煤廠現(xiàn)有的煤泥脫水系統(tǒng)配置有2臺型號為KM250/1600和1臺型號為KM350/1600快速高效隔膜壓濾機(jī)，按設(shè)計能力基本滿足煤泥處理要求。

快速高效隔膜壓濾機(jī)液壓系統(tǒng)復(fù)雜，壓緊和拉開由3個液壓油缸和3個液壓馬達(dá)控制。3個液壓油缸并列布置，按控制功能分為主油缸和副油缸，中間油缸為主油缸，兩側(cè)為副油缸。主油缸供油和控制通過液壓站上的電磁換向閥和單向閥進(jìn)行控制，副油缸供油和控制通過高位油箱和單向閥進(jìn)行控制。

實際生產(chǎn)中，2臺型號為KM250/1600快速高效隔膜壓濾機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)濾板壓不緊，造成壓濾機(jī)濾布破損，四處噴料，濾板破損等問題。由于液壓油路系統(tǒng)復(fù)雜，不易及時判斷問題所在，檢修延時，壓濾機(jī)實際處理能力小，影響了煤泥脫水系統(tǒng)運行，濃縮池濃度增加，致使?jié)饪s池水質(zhì)變差，整個洗選系統(tǒng)紊亂。經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)研和分析，查找出現(xiàn)問題較多的地方是油缸油路部分，主、副油缸有2個回路控制，控制時間和壓力的差異，經(jīng)常導(dǎo)致濾板壓不緊。

經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)研和多次改造，將主、副油缸的分別控制系統(tǒng)改為3個油缸均為主油缸，由同一液壓油路控制，這樣3個油缸同進(jìn)同退，壓力一致，可將濾板均勻壓緊，避免發(fā)生濾板受力不勻的情況，可減少濾板和濾布破損。原有的液壓控制回路得到簡化，出現(xiàn)故障可及時判斷出故障原因，及時處理。

壓濾機(jī)液壓系統(tǒng)改造后，液壓油路較原液壓系統(tǒng)簡單了許多，3個油缸均為主油缸，避免了原有主、副油缸壓不緊活動頭板，濾布破損，壓濾機(jī)噴料的故障發(fā)生；液壓系統(tǒng)簡單化，檢修工可短時間處理液壓系統(tǒng)故障，提高檢修效率，壓濾系統(tǒng)處理煤泥的能力顯著提高，確保了煤泥水系統(tǒng)的正常運行。

3.3 有效解決濃縮入料跑粗現(xiàn)象，提升煤泥水工藝標(biāo)準(zhǔn)

漳村礦選煤廠濃縮機(jī)入料來源于浮選尾礦、末煤離心機(jī)的離心液、加壓過濾機(jī)濾液和恒達(dá)公司再選廠的尾礦。針對濃縮入料出現(xiàn)跑粗現(xiàn)象，仔細(xì)排查各分級設(shè)備、檢測各入料點，分析、監(jiān)督濃縮池入料的粒度，采取相應(yīng)的管理措施確保煤泥水系統(tǒng)正常運行。

(1)對煤泥桶入料進(jìn)行篩分試驗，確定脫泥篩下物料，即煤泥桶入料是否符合標(biāo)準(zhǔn)，主要是看粒度組成及含矸率[12]，在浮選入料煤泥桶出料端放料，烘干物料進(jìn)行篩分試驗。定期檢查篩板、篩籃、濾板、濾網(wǎng)狀況，避免因超限而導(dǎo)致工藝紊亂。

(2)對浮選尾礦進(jìn)行篩分試驗。通過浮選尾礦進(jìn)入選煤廠煤泥水系統(tǒng)的物料包括離心機(jī)離心液、加壓過濾機(jī)濾液、浮選尾礦及中煤再選廠尾礦。對浮選尾礦進(jìn)行篩分試驗，及時掌握尾礦粒度組成，控制尾礦粒度、避免跑粗是保證煤泥水系統(tǒng)安全運行的關(guān)鍵。

(3)針對尾礦跑粗制定應(yīng)對措施：① 浮選司機(jī)每2 h巡查分級旋流器，模塊司機(jī)每2 h巡查脫泥篩。判斷是否有大顆粒進(jìn)入浮選機(jī)，若有超限顆粒存在，及時通知值班班長進(jìn)行檢查處理，確保各入料點的顆粒濃度符合標(biāo)準(zhǔn)；② 監(jiān)督好尾礦采樣工作，發(fā)現(xiàn)粒度過大且量過多的情況，及時檢查各環(huán)節(jié)，盡早解決；③ 不定期檢查離心液和加壓濾液，預(yù)防跑粗；④ 班長每班至少檢查1次恒達(dá)公司再選廠的尾礦，嚴(yán)格執(zhí)行稱重檢測，尾礦濃度不能大于0.7 kg/L，粒度大于0.7 mm的顆粒含量不能大于10%，不能出現(xiàn)跑粗現(xiàn)象；⑤ 調(diào)度員要密切注意濃縮機(jī)運行情況，小車電流值是否過高，2臺壓濾機(jī)是否能正常供料，溢流水的濃度、顏色；⑥ 浮選車間要加強濃縮池及設(shè)備的巡查工作，發(fā)現(xiàn)隱患及時匯報或處理，保證煤泥水設(shè)備性能，減少生產(chǎn)過程中煤泥水設(shè)備的故障率。

4 結(jié) 語

通過優(yōu)化和改進(jìn)現(xiàn)階段煤泥水處理系統(tǒng)，準(zhǔn)確調(diào)整了煤泥水系統(tǒng)管理的關(guān)鍵工藝參數(shù)和環(huán)保新型藥劑改造實施方案，在提高煤泥處理設(shè)備性能的前提下，進(jìn)一步提高煤泥水處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性。而煤泥水管理是一個龐大的系統(tǒng)工程，后續(xù)工作中更應(yīng)該加強管理經(jīng)驗總結(jié)與交流，大力推廣煤泥水新工藝、新設(shè)備、新技術(shù)的應(yīng)用。