凱達(dá)選煤廠煤泥水系統(tǒng)治理方法

趙曉麗

(華陽新材料科技有限公司 選煤質(zhì)量管理中心, 山西 陽泉 045000)

1 概 況

凱達(dá)選煤廠位于鄂爾多斯境內(nèi)，距離準(zhǔn)格爾旗100 km,為設(shè)計入洗能力6.0 Mt/a的動力煤選煤廠，洗選工藝為13～80 mm重介淺槽分選，1.5～13 mm重介旋流器分選，0.25～1.5 mm粗煤泥水力旋流器組分選，-0.25 mm細(xì)煤泥壓濾脫水回收，主要入選凱達(dá)煤礦生產(chǎn)的原煤及選煤廠自購周邊礦井原煤。初設(shè)3臺d38 m濃縮機(jī)(兩用一備)，3臺500 m2京津壓濾機(jī)(現(xiàn)場預(yù)留2臺安裝位置)。

目前，因凱達(dá)礦原煤煤質(zhì)比較好基本不入選，入選原煤為煤質(zhì)較差的自購原煤，自購原煤質(zhì)量達(dá)不到銷售要求，必須全入洗。全入洗時煤泥量較大，占20%～25%，是一般動力煤選煤廠煤泥量的2倍，絮凝劑用量為每噸原煤30～35 g遠(yuǎn)超周邊選煤廠，尾煤泥回收設(shè)備能力不足，又增加2臺800 m2壓濾機(jī)。由于煤泥運(yùn)輸轉(zhuǎn)載皮帶設(shè)計能力不足，兩臺壓濾機(jī)同時卸料易發(fā)生煤泥運(yùn)輸轉(zhuǎn)載皮帶壓車事故，目前只能單臺壓濾機(jī)卸料，嚴(yán)重影響煤泥回收，制約生產(chǎn)。

2 煤泥水系統(tǒng)問題分析

針對以上問題最簡單直接的解決方法為更換煤泥轉(zhuǎn)載運(yùn)輸皮帶機(jī)，提高處理能力使兩臺及以上壓濾機(jī)可以同時卸料，煤泥處理能力提高不制約生產(chǎn)即可。但是這種技改投入成本大且不能直接產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)過綜合分析，決定從兩方面入手解決煤泥制約生產(chǎn)問題：1) 減少煤泥量，盡量多出商品煤產(chǎn)品。2) 解決煤泥運(yùn)輸轉(zhuǎn)載皮帶壓車問題的同時降低絮凝劑消耗，提高自動化程度，降低勞動量。

2.1 煤泥特性分析

凱達(dá)選煤廠煤泥小篩分實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1. 由表1可知，煤泥的綜合灰分為50.23%，高灰細(xì)泥含量大，無直接利用價值。但分析看出+0.075 mm產(chǎn)率27.38%，灰分21.69%. -0.075 mm產(chǎn)率72.62%，灰分60.99%. 如果將煤泥進(jìn)行分級，-0.075 mm可以回?fù)降疆a(chǎn)品里面，既提高了產(chǎn)品產(chǎn)率，增加了經(jīng)濟(jì)效益，同時也降低了環(huán)保壓力。

2.2 煤泥分級設(shè)備選型分析

1) 煤泥分級設(shè)備常用的有高頻篩與疊層高頻振動篩，比較如下：

高頻篩：達(dá)到分級效果需要6臺以上GPS1837高頻篩，主洗車間的安裝空間及基礎(chǔ)都達(dá)不到要求，且篩布使用壽命短，更換頻繁，員工勞動量增加。

疊層高頻振動篩：疊層篩處理能力大，篩分效率高。多路并聯(lián)，設(shè)備動負(fù)荷小，主洗車間的安裝空間及基礎(chǔ)都能達(dá)到要求。高開孔率，采用防堵耐磨聚氨酯篩網(wǎng)，使用壽命長，更換周期6個月以上。

表1 煤泥小篩分試驗(yàn)結(jié)果表

2) 煤泥脫水設(shè)備常用的有臥式沉降式離心機(jī)與壓濾機(jī)，比較如下：

臥式沉降式離心機(jī)：出料快、排料量大、密閉運(yùn)行操作運(yùn)行環(huán)境好、操作方便、物料松散、水分低，但是能耗高、維修成本高。

壓濾機(jī)：間歇性出料、物料不松散、產(chǎn)品水分大，能耗低，維修成本低。

綜合考慮選煤廠現(xiàn)場空間布置等問題，且滿足0.25～0.075 mm物料能直接摻入綜合精煤產(chǎn)品中的要求，選用疊層高頻振動篩+臥式沉降式離心機(jī)的組合工藝更為合理。

3 煤泥水系統(tǒng)解決方案

3.1 煤泥水處理系統(tǒng)工藝改造

3.1.1 濃縮沉降工藝改造

原煤泥水濃縮沉降工藝為煤泥水同時進(jìn)入兩臺濃縮機(jī)，使用絮凝劑沉降，工藝流程見圖1. 將濃縮機(jī)改成兩段沉降，一段不加絮凝劑的自然沉降，二段加絮凝劑沉降，增加FY-HVS-1500型疊層高頻振動篩2臺，GT1420SBC臥式沉降離心機(jī)1臺。疊篩篩縫為0.075 mm(部分為0.1 mm)，篩上物料直接去臥式沉降式離心機(jī)，篩下物料去二段濃縮機(jī)。工藝流程見圖2.

圖1 改造前煤泥水系統(tǒng)工藝流程圖

生產(chǎn)操作時注意事項如下：

1) 減少系統(tǒng)的循環(huán)水量，保證一段濃縮池的沉降速度。

2) 一段濃縮池不能加絮凝劑沉降，避免出現(xiàn)臥式沉降式離心機(jī)斷銷子現(xiàn)象。

3) 控制疊層篩的入料量，使疊層篩的透篩率達(dá)到85%以上，保證篩上物料的高灰細(xì)泥透篩。

圖2 改造后煤泥水系統(tǒng)工藝流程圖

3.1.2 尾煤壓濾機(jī)的改造

因煤泥分級，壓濾機(jī)處理物料基本都是-0.075 mm極細(xì)粒煤泥，壓濾機(jī)處理效率會下降。目前壓濾機(jī)使用的是透氣量為600 L/m2·s的濾布，需要更換成900 L/m2·s的濾布，提高壓濾機(jī)的處理效率。把壓濾機(jī)濾液水由原設(shè)計的去循環(huán)水池改至去二段濃縮機(jī)，保證循環(huán)水洗水濃度。

3.2 煤泥水自動化程序控制

壓濾控制流程圖見圖3，在壓濾系統(tǒng)和絮凝劑加藥系統(tǒng)自動控制的基礎(chǔ)上，在二段濃縮入料和底流泵安裝濃度計，濃縮機(jī)底流自動供料緩沖攪拌桶，實(shí)現(xiàn)壓濾機(jī)自動入料、逐臺有序卸料等全過程的自動控制。

圖3 尾煤壓濾控制流程圖

1) 二段濃縮機(jī)入料上安裝煤泥水濃度檢測儀，將煤泥水濃度檢測數(shù)據(jù)反饋至自動加藥系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)加藥機(jī)給藥頻率自動調(diào)整，有助于水質(zhì)控制，降低絮凝劑藥劑的用量。

2) 將5臺壓濾機(jī)與對應(yīng)卸料刮板輸送機(jī)形成互鎖關(guān)系，當(dāng)一臺開啟時，其他的不能開啟即壓濾機(jī)不能卸料。

3) 602、603濃縮機(jī)底流濃度計與610—613四臺底流泵關(guān)聯(lián)，濃度過低時底流泵不啟動，避免因入料濃度低壓濾機(jī)處理效率降低，煤泥產(chǎn)品水分增加。

同時4臺底流泵與831、832、853煤泥攪拌桶液位計關(guān)聯(lián)。在煤泥桶高液位時(一般設(shè)75%)自動停止?jié)饪s底流泵向壓濾煤泥攪拌桶供料，低液位自動啟泵供料(一般設(shè)30%)，為增加攪拌桶緩沖能力和避免冒料，將831、832、853三個攪拌桶底部加閥門聯(lián)通在一體，可視濃縮池使用情況開啟濃縮泵臺數(shù)。

4) 煤泥壓濾自動化控制時注意事項如下：

a) 尾煤壓濾工改成壓濾巡視工，定期巡視自動控制的閥門是否動作靈活可靠。

b) 加強(qiáng)自動控制泵、攪拌桶、壓濾機(jī)、輸送機(jī)等電氣部件的維護(hù)及檢查，確保各項保護(hù)靈敏可靠以及程序鏈閉鎖及信號輸出良好。

c) 對運(yùn)輸設(shè)備的各項保護(hù)定期進(jìn)行試驗(yàn)，保證靈敏可靠。

d) 定期進(jìn)行濾布沖洗、固定等養(yǎng)護(hù)，保證壓濾機(jī)可以快速自動卸料，減少人工輔助卸料。

e) 加強(qiáng)監(jiān)控系統(tǒng)維護(hù)，代替崗位巡查無人值守。

4 煤泥水系統(tǒng)改造后效果

疊層篩上物小篩分試驗(yàn)結(jié)果見表2. 由表2可知，篩上物綜合灰分為22.63%，其中+0.075 mm產(chǎn)率85.45%，灰分17.24%. -0.075 mm產(chǎn)率14.55%，灰分54.27%.

通過對煤泥水系統(tǒng)工藝改造和全自動加藥系統(tǒng)的完善，取得了如下技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益：

1) 一段濃縮機(jī)底流通過疊層篩+臥式沉降式離心機(jī)處理后水分20%左右，生產(chǎn)中直接均勻摻入產(chǎn)品中，提高產(chǎn)品回收率，使得壓濾機(jī)處理煤泥量減少25%～30%. 全年入洗自購煤量按240萬t，煤泥量按20%，煤泥減少按25%計算，則全年增加精煤產(chǎn)量為12萬t，2021全年按800元/t計算，則增加經(jīng)濟(jì)效益為9 600萬元。

表2 疊層篩篩上物小篩分試驗(yàn)結(jié)果表

2) 絮凝劑使用量由技改前的30～35 g/t原煤降至15～20 g/t原煤，按節(jié)約10 g/t原煤計算，年節(jié)約絮凝劑24 t，節(jié)約費(fèi)用26萬元。

3) 煤泥壓濾系統(tǒng)自動化的投入，每班減少2名崗位工，年節(jié)約人工費(fèi)用50萬元。

5 結(jié) 語

以往的動力煤選煤廠設(shè)計時把粒度-0.25 mm(多數(shù)選煤廠為-0.5 mm)的物料全部由壓濾機(jī)處理做為煤泥副產(chǎn)品，煤泥作為產(chǎn)品銷售壓力大且價格低，很多時候只能外排。由凱達(dá)選煤廠煤泥水處理工藝的改造可以看出，隨著細(xì)粒級分級設(shè)備的進(jìn)步，根據(jù)煤質(zhì)情況可以使煤泥分級下限繼續(xù)降低，減少副產(chǎn)品煤泥產(chǎn)率，既可以增加選煤廠經(jīng)濟(jì)效益，又可以降低環(huán)保壓力。