趙海峰，張文東，孫 亮

(1.泊江海子煤礦，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯017000；2.淮礦芬雷公司 泊江海子選煤廠，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯017000)

泊江海子選煤廠位于內(nèi)蒙古西部地區(qū)，2011年4月18日開工建設(shè)，2016年12月1日聯(lián)合試運(yùn)轉(zhuǎn)。該選煤廠設(shè)計(jì)能力為10 Mt/a，選煤工藝為：200～13 mm粒級(jí)塊煤采用淺槽重介分選機(jī)分選，13～1.5 mm粒級(jí)末煤采用有壓兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選，1.5～0 mm粒級(jí)煤泥采用濃縮分級(jí)旋流器回收，煤泥水采用兩段濃縮兩段回收工藝處理。入選原煤為低中灰、低硫、中高揮發(fā)分、高發(fā)熱量的不粘煤，還含有少量長(zhǎng)焰煤，洗選加工后可作為優(yōu)質(zhì)動(dòng)力煤，也可作為氣化用煤。該選煤廠壓濾煤泥水分在35%以上，當(dāng)原煤發(fā)熱量在18.84 MJ/kg以上時(shí)，壓濾煤泥被摻入洗選產(chǎn)品銷售；當(dāng)原煤發(fā)熱量在18.84 MJ/kg以下時(shí)，壓濾煤泥被單獨(dú)銷售。由于壓濾煤泥水分過高，嚴(yán)重影響摻配產(chǎn)品的質(zhì)量，進(jìn)而影響洗選產(chǎn)品的銷售。此外，由于當(dāng)?shù)囟緶囟群艿停耗嘁妆粌鼋Y(jié)成塊，不利于后續(xù)裝卸和運(yùn)輸?shù)忍幚?。因此，必須采取合理的技術(shù)措施，降低壓濾煤泥水分。

1 煤泥水處理原則流程

該選煤廠煤泥水采用一段濃縮+二段濃縮+凈化濃縮方式(圖1)處理，一段濃縮機(jī)底流采用振動(dòng)弧形篩截粗，振動(dòng)弧形篩的篩上物采用4臺(tái)LWZ1400×2000型沉降過濾離心脫水機(jī)回收；二段濃縮機(jī)和凈化濃縮機(jī)的底流采用4臺(tái)KZG600/2000-U型高效快開式隔膜壓濾機(jī)(以下簡(jiǎn)稱KZG600/2000-U型快開壓濾機(jī))回收，其濾液作為循環(huán)水[1-3]。沉降過濾離心脫水機(jī)回收的煤泥和粗煤泥一起作為普通動(dòng)力煤的配煤，快開壓濾機(jī)回收的煤泥直接落地，也可以通過刮板輸送機(jī)摻入精煤。

圖1 泊江海子選煤廠煤泥水處理原則流程Fig.1 Basic flowsheet of the plant′s coal slurry treatment system

2 KZG600/2000-U型快開壓濾機(jī)

2.1 工作過程

在壓濾機(jī)工作時(shí)，液壓站將所有的濾板壓緊(在活動(dòng)頭板與固定尾板之間)，相鄰濾板之間形成濾室。當(dāng)物料從尾板、頭板或中間等入料端孔以一定壓力給入后，不斷填充所有濾室直至填滿；在壓濾過程開始后，煤泥水借助入料壓力進(jìn)行固液分離，大于篩網(wǎng)尺寸的固體顆粒留在濾室，其中的水和小于篩網(wǎng)尺寸的固體顆粒透過篩網(wǎng)，并沿濾板上的泄水溝排出成為濾液[4-6]；緊貼篩網(wǎng)的物料形成物料層，剩余水分只有透過致密的物料層和篩網(wǎng)才能成為濾液，此時(shí)絕大部分煤泥留在濾室內(nèi)；經(jīng)過一段時(shí)間的帶壓入料后，濾室內(nèi)煤泥的水分大部分被排出，不再有濾液流出，此時(shí)脫水過程完成。一般來說，脫水開始時(shí)濾液濃度較大，后期濾液濃度極低，甚至接近于清水[7-8]。

2.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)與優(yōu)化

根據(jù)KZG600/2000-U型快開壓濾機(jī)工作過程和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)煤泥脫水需要，結(jié)合煤泥脫水效果影響因素分析，對(duì)快開壓濾機(jī)的濾板厚度和濾室深度[9-10]進(jìn)行優(yōu)化。設(shè)備結(jié)構(gòu)優(yōu)化前后的技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 快開壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化前后的技術(shù)參數(shù)

注：增長(zhǎng)量是指優(yōu)化后的量減去優(yōu)化前的量。

3 優(yōu)化效果

3.1 生產(chǎn)效果

2017年6月4—11日，泊江海子選煤廠對(duì)快開壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化前后的壓濾煤泥主要指標(biāo)進(jìn)行了對(duì)比分析。在正常生產(chǎn)條件下，當(dāng)入料濃度在500 g/L左右，入料時(shí)間為15 min時(shí)，壓濾煤泥的主要指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果見表2。

表2 2017年6月4—11日壓濾煤泥主要指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果Table 2 The major indices of the cake products recorded in June 4-11 2017 %

在煤泥處理系統(tǒng)運(yùn)行正常的條件下，泊江海子選煤廠分別于2017年11月14日、11月24日再次對(duì)壓濾煤泥的主要指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，兩次檢測(cè)結(jié)果見表3。

表3 壓濾煤泥主要指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果Table 3 Main indices of cake products before and after structural optimization of filter press %

由表2、表3可知：快開壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化后所產(chǎn)煤泥水分更低，其水分下降1.60個(gè)百分點(diǎn)，發(fā)熱量上升0.51 MJ/kg，說明優(yōu)化效果較好。在入料濃度較低時(shí)，壓濾機(jī)脫水效果較差；當(dāng)入料濃度在600 g/L以上時(shí)，在壓榨時(shí)間相同時(shí)，設(shè)備優(yōu)化前后煤泥水分相差不大。綜合考慮，入料濃度在400～500 g/L之間時(shí)，壓濾煤泥指標(biāo)較好。

在對(duì)KZG600/2000-U快開壓濾機(jī)的有關(guān)參數(shù)優(yōu)化后，濾布損壞幾率降低，過濾時(shí)間減少，設(shè)備處理能力增加，生產(chǎn)效果明顯好轉(zhuǎn)。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益

當(dāng)原煤發(fā)熱量在18.84 MJ/kg以上，生產(chǎn)發(fā)熱量在20.51 MJ/kg以上的商品煤時(shí)，綜合產(chǎn)率在85%以上；煤泥產(chǎn)率在3%左右，發(fā)熱量為12.56 MJ/kg；將煤泥摻入洗選煤后，商品煤發(fā)熱量為20.26 MJ/kg，完全滿足客戶要求。當(dāng)原煤發(fā)熱量在16.74 MJ/kg左右，生產(chǎn)發(fā)熱量為18.84 MJ/kg的商品煤時(shí)，綜合產(chǎn)率僅在60%左右；煤泥產(chǎn)率為4%，發(fā)熱量為10.05 MJ/kg；將煤泥摻入洗選煤，商品煤發(fā)熱量為18.28 MJ/kg，比要求的發(fā)熱量至少低0.42 MJ/kg。因此可知，當(dāng)原煤發(fā)熱量在18.84 MJ/kg以上，將煤泥摻入洗選煤銷售可行。

泊江海子選煤廠原煤處理能力為10 Mt/a，按照煤泥產(chǎn)率4%計(jì)算，每年的煤泥產(chǎn)量為40萬t。按照煤泥發(fā)熱量每提高4.185 kJ/kg，銷售價(jià)格增加0.04元計(jì)算，在煤泥水分降低1.60個(gè)百分點(diǎn)時(shí)，其發(fā)熱量提高約0.50 MJ/kg，則噸商品煤銷售價(jià)格提高約4.80元，每年創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益為192萬元。

4 結(jié)語

由于洗選煤泥的外在水分高、粒度細(xì)、發(fā)熱量較低，綜合質(zhì)量較差，在內(nèi)蒙古西部地區(qū)單獨(dú)銷售幾乎沒有銷路。如果將煤泥堆放在場(chǎng)地內(nèi)，則會(huì)占用大量場(chǎng)地；如果不能及時(shí)將其轉(zhuǎn)運(yùn)出去，則直接影響礦井生產(chǎn)。通過對(duì)KZG600/2000-U快開壓濾機(jī)的有關(guān)參數(shù)優(yōu)化，將煤泥水分降到一定程度，其發(fā)熱量得到提高，不但有利于煤泥單獨(dú)銷售，而且可將煤泥直接摻入其他產(chǎn)品銷售，從而減少煤泥落地、轉(zhuǎn)運(yùn)等環(huán)節(jié)，避免了其對(duì)環(huán)境造成的污染，并節(jié)約了大量人力和物力，為企業(yè)創(chuàng)造了一定經(jīng)濟(jì)效益。參考文獻(xiàn)：

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