馬道頭選煤廠煤泥水系統(tǒng)優(yōu)化改造

仝志斌，屈奇奇

(大地選煤工程有限責(zé)任公司 馬道頭選煤廠，山西 大同 037000)

馬道頭選煤廠屬于礦井型動(dòng)力煤選煤廠，主要采用重介質(zhì)分級(jí)混合入選工藝，年入選量達(dá)千萬(wàn)噸。為滿足生產(chǎn)所需，選煤廠經(jīng)技改、擴(kuò)建新增了二期生產(chǎn)系統(tǒng)。系統(tǒng)達(dá)到生產(chǎn)要求的同時(shí)，也存在相應(yīng)的銜接問(wèn)題。當(dāng)啟動(dòng)二期系統(tǒng)后，循環(huán)水量明顯增多，回水量增大，濃縮池(D45 m)沒(méi)過(guò)溢流堰，煤泥水系統(tǒng)紊亂，可能會(huì)影響生產(chǎn)的正常運(yùn)行。

隨著礦井原煤產(chǎn)量的增大以及原煤煤質(zhì)的不確定性，外加次生煤泥的存在，對(duì)煤泥水系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生嚴(yán)重影響。一方面煤泥沉降效果變差，導(dǎo)致加藥量增大、循環(huán)水濃度超標(biāo)、單套系統(tǒng)停止運(yùn)行以及生產(chǎn)系統(tǒng)紊亂等狀況；另一方面煤泥量增多，壓濾系統(tǒng)處理能力不足，效率降低，導(dǎo)致混精煤產(chǎn)品質(zhì)量下降，濃縮池容易滯留煤泥，濃縮機(jī)耙架受損，甚至造成煤泥水事故。為此，選煤廠對(duì)煤泥水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造，有效提高了生產(chǎn)效率。

1 存在問(wèn)題

馬道頭選煤主洗系統(tǒng)包括一期和二期兩部分。原有一期生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)，濃縮池回水穩(wěn)定，沉降效果良好，各項(xiàng)指標(biāo)均在設(shè)計(jì)能力范圍之內(nèi)。自二期正常運(yùn)轉(zhuǎn)以來(lái)，隨著生產(chǎn)任務(wù)不斷加大，濃縮池仍采用兩用一備，造成了煤泥水系統(tǒng)平衡的紊亂。當(dāng)一、二期3套系統(tǒng)同時(shí)生產(chǎn)時(shí)，濃縮池細(xì)煤泥量增加，回水量增大，回水壓力增強(qiáng)，再加上礦井原煤煤質(zhì)發(fā)生變化，煤泥細(xì)粒級(jí)含量增加，導(dǎo)致煤泥沉降效果差，無(wú)法實(shí)現(xiàn)煤泥水的澄清作業(yè)，對(duì)比一、二期試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

表1 一、二期系統(tǒng)使用時(shí)煤泥處理水情況

2 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查

通過(guò)對(duì)濃縮池巡視觀察以及崗位工信息反饋得到如下信息：濃縮機(jī)回水壓力十足，中心給料筒附近翻花，水量完全淹沒(méi)溢流堰，水系統(tǒng)非常不穩(wěn)定。造成的直接問(wèn)題有：煤泥沉降效果變差、絮凝劑用量增大、且煤泥含量增多，易形成煤泥墻，壓濾系統(tǒng)煤泥處理能力不足、濾餅水分上升，同時(shí)，循環(huán)水濃度上升，無(wú)法實(shí)現(xiàn)清水作業(yè)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研信息將煤泥水問(wèn)題歸納為以下幾個(gè)方面：

1) 一、二期系統(tǒng)同時(shí)啟車(chē)后，循環(huán)水量明顯增多，導(dǎo)致煤泥系統(tǒng)回水量增大，隨之濃縮池壓力變大，沖擊煤泥沉降層，進(jìn)而煤泥無(wú)法實(shí)現(xiàn)沉淀。經(jīng)過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，一期兩套系統(tǒng)循環(huán)水量為560 m3，二期單套系統(tǒng)循環(huán)水量為480 m3。

2) 原煤煤泥含量高(占原煤比例11%～12%)，加之次生煤泥的產(chǎn)生，造成濃縮池煤泥量大，容易產(chǎn)生煤泥墻，設(shè)備損耗增大的同時(shí)還會(huì)影響煤泥處理量，對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)和壓濾設(shè)備影響極大。

3) 煤泥存在泥化現(xiàn)象，小于200網(wǎng)目細(xì)粒級(jí)含量較大。炭質(zhì)泥巖、火成巖等粘土礦物的增多易膨脹泥化，粒級(jí)細(xì)化易導(dǎo)致顆粒表面積增大，且具有高分散懸浮穩(wěn)定特性，顆粒不易積聚，沉降速度減小。同時(shí)，沉降層不穩(wěn)定致使煤泥沉降效果較差。

3 采取措施

1) 二期主洗系統(tǒng)各類桶體積均超過(guò)一期，根據(jù)二期實(shí)際用水量調(diào)節(jié)桶液位計(jì)，降低桶位和補(bǔ)水量，進(jìn)而減少濃縮池回收量。通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間實(shí)踐，降低桶位三分之一對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)沒(méi)有影響，且有助于減少冒桶事故的發(fā)生。

2) 改造洗水系統(tǒng)工藝。為控制濃縮池回水量，將粗煤泥濾液水管路改造為煤泥桶常用補(bǔ)水，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部循環(huán)；將加壓、板框?yàn)V液水管路直接并入循環(huán)水池。為進(jìn)一步降低水量，將煤泥尾礦旋流器溢流作為煤泥補(bǔ)水，可實(shí)現(xiàn)二次富集[1-4]。

3) 調(diào)整濃縮機(jī)入料孔數(shù)和桶圍。濃縮機(jī)中心給料筒周?chē)▏?yán)重，回水壓力足，會(huì)迅速將絮凝劑絮團(tuán)打散，無(wú)法實(shí)現(xiàn)煤泥水系統(tǒng)穩(wěn)定，進(jìn)而導(dǎo)致沉降效果變差。為釋放回料壓力，在原設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上再切割數(shù)個(gè)泄壓孔，盡可能使物料從中心筒底部排出。同時(shí)，在中心入料筒頂部加設(shè)高600 mm的筒圍，避免回料直沖絮團(tuán)。

4) 二期系統(tǒng)增設(shè)脫粉工藝。原煤含泥量大，壓濾系統(tǒng)處理能力不足，導(dǎo)致濃縮池易滯留煤泥，進(jìn)而產(chǎn)生煤泥墻。為保證煤泥系統(tǒng)正常運(yùn)行，選煤廠二期新增設(shè)弛張篩預(yù)先脫粉工藝，通過(guò)減少部分粉煤進(jìn)入系統(tǒng)來(lái)降低入池煤泥量，可有效緩解濃縮池系統(tǒng)壓力，提高設(shè)備運(yùn)行效率[5-6]。

5) 完善藥劑制度。當(dāng)細(xì)粒級(jí)物料占比增多時(shí)，較大的比表面積和強(qiáng)烈的離子交換吸附使煤泥水系統(tǒng)呈穩(wěn)定的分散系懸浮狀態(tài)。為提高沉降效率，選煤廠調(diào)整絮凝劑最佳配比濃度為0.3%。同時(shí)，采用清水加藥，并延長(zhǎng)加藥和攪拌時(shí)間。特殊時(shí)期添加混凝劑在絮凝劑之前，且保持20 m以上距離。

4 優(yōu)化效果

通過(guò)不斷調(diào)整、優(yōu)化、改造以及實(shí)時(shí)跟蹤落實(shí)，現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)結(jié)合數(shù)據(jù)采集，煤泥水系統(tǒng)得到了明顯改善。

1) 濃縮池回水量可減少200 m3/h，中心筒附近翻花現(xiàn)象明顯減弱，回水沖擊清水層及沉降層作用降低，溢流堰清晰可見(jiàn)，煤泥水系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

2) 煤泥水系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)藥劑效果、煤泥沉降、溢流澄清有很大幫助。調(diào)整絮凝劑濃度和用量在16 g/t左右時(shí)，藥劑分子與顆粒充分接觸，絮凝作用增強(qiáng)，沉降效果最好，清水層厚度基本保持在1.4 m。隨之溢流濃度降低為0.32 g/L，加強(qiáng)了全廠洗選效果。

3) 脫粉工藝的增設(shè)可減少濃縮池煤泥量2%左右，提高設(shè)備運(yùn)行效率及可靠性的同時(shí)，降低事故發(fā)生率至3%，確保了生產(chǎn)系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。