梅曉光

摘 要：一直以來(lái)煤泥水處理都是選煤廠洗水循環(huán)的重難點(diǎn)，煤泥水處理系統(tǒng)的作用是利用固液分離技術(shù)將煤泥顆粒和水分離，形成煤泥產(chǎn)品和可重復(fù)利用的循環(huán)水。當(dāng)前很多煤泥水處理后的水質(zhì)根本無(wú)法達(dá)到工藝用水規(guī)定，甚至不能很好地滿足洗水閉路循環(huán)的需求。為提高煤泥水處理系統(tǒng)能力，保證產(chǎn)品質(zhì)量。本文結(jié)合具體案例，提出了相應(yīng)的優(yōu)化改造措施，僅供參考。

關(guān)鍵詞：選煤廠;煤泥水處理系統(tǒng);改造措施

煤炭深度化洗選加工，一直以來(lái)都是提高煤炭質(zhì)量的重要手段，選煤作為煤炭深加工的一項(xiàng)重要工序，需要通過(guò)各類化學(xué)、物理方法從原煤內(nèi)將合格煤炭分離出來(lái)。

1 案例分析

一礦選煤廠隸屬于平煤神馬集團(tuán)一礦，是一座大型現(xiàn)代化礦井選煤廠。在選煤廠煤泥水處理系統(tǒng)中，煤泥壓濾位于煤泥水系統(tǒng)的末端，煤泥壓濾效率是保證煤泥水系統(tǒng)穩(wěn)定的重要條件。煤泥內(nèi)具有大量細(xì)顆粒及黏土礦物，這也是煤泥綜合處理效率低的主要因素之一。為了解實(shí)際情況，本文采用了小篩分試驗(yàn)，對(duì)濃縮池底流進(jìn)行分析。經(jīng)測(cè)定，底流內(nèi)-0.045mm極細(xì)煤泥所占比例達(dá)到63.1%，可判定為極難處理煤泥水。

2 選煤廠煤泥水處理系統(tǒng)問(wèn)題分析

本系統(tǒng)壓濾處理流程為濃縮池底流通過(guò)管道運(yùn)輸?shù)郊訅哼^(guò)濾機(jī)、板框壓濾機(jī)、篩網(wǎng)沉降離心機(jī)進(jìn)行單獨(dú)處理，濾液將重新流向濃縮池并進(jìn)行再次沉降。目前，在這個(gè)處理環(huán)節(jié)，存在以下幾點(diǎn)問(wèn)題：

1）入料粒度組成太細(xì)，壓濾設(shè)備處理效率不高。

2）加壓過(guò)濾機(jī)和篩網(wǎng)沉降離心機(jī)的濾液重新流到濃縮池，再次沉降后，將大幅增加藥劑消耗量，提高底流粘度。此外，重新進(jìn)入壓濾設(shè)備進(jìn)行處理時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致料層變薄，產(chǎn)品水分增大，出現(xiàn)惡性循環(huán)。

3）設(shè)備維護(hù)不及時(shí)，致使設(shè)備工況不佳。

4）濾液濃度略低，水循環(huán)量太大。

3 選煤廠煤泥水處理系統(tǒng)優(yōu)化與改造措施

3.1 篩網(wǎng)離心機(jī)二次加藥工藝

篩網(wǎng)沉降離心機(jī)脫水具備沉降離心機(jī)和篩網(wǎng)過(guò)濾離心機(jī)的共同優(yōu)勢(shì)，在沉降段將有大量液體排出，可形成主濾液，此類濾液具有濃度低、粒度細(xì)的特點(diǎn)。通過(guò)篩網(wǎng)段可再次脫水，產(chǎn)生篩網(wǎng)濾液，此類液體特點(diǎn)為量少、濃度高、粒度大等。煤泥水沉降中，第一次加入絮凝劑，促使顆粒團(tuán)聚后出現(xiàn)沉降，大顆粒帶動(dòng)細(xì)顆粒結(jié)束沉降過(guò)程。進(jìn)入篩網(wǎng)沉降離心機(jī)之后，將大大減弱高速旋流力場(chǎng)內(nèi)的相互作用力，在內(nèi)摩擦力作用下，大多數(shù)細(xì)顆粒將再次和粗顆粒分離，進(jìn)入濾液。收集濾液后，進(jìn)入濃縮池再次進(jìn)行沉降。

在本次改造中，采用篩網(wǎng)離心機(jī)二次加藥工藝，即將捕收性藥劑進(jìn)入篩網(wǎng)入料段，其原理為與篩網(wǎng)沉降離心機(jī)入料管并行，將捕收性絮凝劑、乳膠性藥劑引入，藥劑進(jìn)入高速旋流力場(chǎng)后，將迅速形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，捕收到的細(xì)顆粒將形成大絮團(tuán)。隨著半徑增長(zhǎng)，在離心力作用下，顆粒極速增大，這種情況下，顆粒質(zhì)量影響較大。

在本試驗(yàn)中，可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)加藥系統(tǒng)和篩網(wǎng)沉降離心機(jī)空間位置進(jìn)行藥劑輸送管道布設(shè)。在本次優(yōu)化改造中，可利用濾液內(nèi)固體物含量、-0.045mm極細(xì)顆粒含量的分析來(lái)確定工藝的效果。

由加藥系統(tǒng)進(jìn)行1.5%聚丙烯酰胺溶液制備，通過(guò)藥劑輸送管道上的閥門控制加藥量。在原煤小時(shí)量1600t/h，末煤入洗率為40%條件下，通過(guò)小篩分試驗(yàn)，對(duì)比分析入料未加藥篩網(wǎng)沉降過(guò)濾離心機(jī)濾液和入料二次加藥篩網(wǎng)沉降過(guò)濾離心機(jī)濾液試驗(yàn)數(shù)據(jù)（表1），可獲取二次加藥試驗(yàn)效果。

由表1可見，相比入料未加藥篩網(wǎng)沉降過(guò)濾離心機(jī)濾液，采用入料二次加藥篩網(wǎng)沉降過(guò)濾離心機(jī)濾液工藝中主濾液固體物含量大幅下降，由248.00g/L降至150.23g/L，同時(shí)，<0.045mm細(xì)粒徑含量也有所下降，從231.13 g/L降至143.58g/L，表明效果良好。

3.2 粗細(xì)煤泥聯(lián)合處理工藝

選煤廠生產(chǎn)中，粗煤可通過(guò)臥式刮刀離心機(jī)排出，細(xì)煤泥可通過(guò)盤式加壓過(guò)濾機(jī)、板框壓濾機(jī)、篩網(wǎng)離心沉降機(jī)等排出。一旦原生煤泥與次生煤泥量大量增多，在壓濾設(shè)備整體處理能力以上時(shí)，原設(shè)計(jì)壓濾設(shè)備則無(wú)法將濃縮池內(nèi)細(xì)煤泥迅速、有效地排出，同時(shí)煤泥水系統(tǒng)內(nèi)加壓過(guò)濾機(jī)濾液內(nèi)-0.045mm物料將形成死循環(huán)，嚴(yán)重影響壓濾設(shè)備處理效果。當(dāng)濃縮池不能將物料有效排出時(shí)，長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，濃縮池煤泥集聚現(xiàn)象嚴(yán)重，最終降低生產(chǎn)效率。

本文在選煤廠煤泥水處理系統(tǒng)優(yōu)化與改造中，提出了粗細(xì)煤泥聯(lián)合處理工藝。本工藝是利用篩網(wǎng)沉降離心機(jī)原理，向粗泥臥式刮刀離心機(jī)內(nèi)引入-0.5mm濃縮池底流，并和0.5～3mm粗煤泥混合。濃縮池沉降基本等同于篩網(wǎng)沉降離心機(jī)圓柱體段，底流錐體處壓縮層和沉積層基本等同于篩網(wǎng)沉降離心機(jī)椎體段，刮刀離心機(jī)基本等同于篩網(wǎng)沉降離心機(jī)篩網(wǎng)段。在離心力影響下，混合物料在篩籃上均勻分布，此時(shí)，因?yàn)榇置耗嗍艿降碾x心力大，速度較快，將會(huì)與篩籃緊緊貼在一起，并產(chǎn)生一層動(dòng)態(tài)過(guò)濾層。相比之下，細(xì)煤泥受到離心力偏小，在該過(guò)濾層上會(huì)達(dá)到脫水效果。同時(shí)，在粗顆粒的沖擊作用下，隨著粗煤泥粘附在粗顆粒上的部分細(xì)煤泥也將一起排出。簡(jiǎn)而言之，粗細(xì)煤泥聯(lián)合處理工藝是指由底流泵引沉積煤泥進(jìn)入粗煤泥離心機(jī)，根據(jù)產(chǎn)品水分進(jìn)行細(xì)煤泥引入量調(diào)整。通過(guò)該工藝的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)粗煤泥由臥式刮刀離心機(jī)處理的目的，同時(shí)還能進(jìn)行部分細(xì)煤泥處理。

3.3 壓濾設(shè)備聯(lián)合處理

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)分析，篩網(wǎng)沉降離心機(jī)濾液濃度、加壓過(guò)濾機(jī)濾液濃度分別為231.1g/L、35.0g/L，上述兩種濾液將直接進(jìn)入濃縮池并重復(fù)沉降，勢(shì)必會(huì)加大藥劑消耗量，對(duì)煤泥水沉降效果造成不利影響。因此，決定采用壓濾設(shè)備聯(lián)合處理工藝，這種處理工藝可充分利用板框壓濾機(jī)處理細(xì)煤泥的優(yōu)勢(shì)，并協(xié)同進(jìn)行篩網(wǎng)沉降離心機(jī)和加壓過(guò)濾機(jī)濾液的處理。壓濾設(shè)備聯(lián)合處理需向板框壓濾機(jī)入料桶內(nèi)引入上述兩種濾液，實(shí)現(xiàn)板框壓濾機(jī)處理細(xì)顆粒的目的，此工藝具有良好的應(yīng)用效果。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在選煤工藝中，重介選、浮選、水力分級(jí)等作業(yè)均需在水介質(zhì)內(nèi)完成，將會(huì)產(chǎn)生大量煤泥水，若煤泥水處理系統(tǒng)能力不足，將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后果，最終影響產(chǎn)品質(zhì)量。為此，本文針對(duì)現(xiàn)狀，提出了選煤廠煤泥水處理系統(tǒng)優(yōu)化與改造措施，以期全面提升煤泥水處理效果，促進(jìn)企業(yè)持續(xù)、健康發(fā)展。

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