煤泥水處理技術與實踐

摘 要:針對選煤廠煤泥水處理內容，結合田莊選煤廠具體實踐和探索，就相關技術問題提供了可資借鑒的思路和經驗，特別是在優化改造粗煤泥分級系統、采取直接浮選和濃縮過濾工藝、研制雙流態微泡浮選機、加強浮選精煤脫水、浮選尾煤的濃縮澄清、煤泥水的閉路循環和煤泥產品的加工利用等方面的做法，有其獨到之處。

關鍵詞:選煤煤泥水處理技術經驗

中圖分類號:TD94文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)07(b)-0098-02

煤泥水處理在選煤廠的生產管理中有著極其重要性的作用，是濕法煉焦選煤廠建設中投資最大的系統，也是選煤廠生產、技術和管理中最重要、最復雜、最困難的系統，涉及到選煤生產的各個環節，其運行質量與效果直接影響著選煤廠的經濟效益和社會效益。田莊選煤廠作為我國第一座自行設計和建設的大型全重介選煤廠，在這方面做了大量卓有成效的探索與實踐，取得了很好的效果。本文就此談點粗淺的看法。

1 煤泥水的處理內容

煤泥水的處理主要是指煤炭在分選加工過程中產生的介質用水的處理技術。由于煤炭的分選加工絕大多數是以水或水的混合物作為分選介質的，因此，煤泥水處理與煤炭的洗選加工密切相關，其主要任務就是實現煤泥全部廠內回收、洗水閉路循環，實現節能減排的目的。田莊選煤廠煤泥水由五部分組成:原煤濕法分級和脫泥的篩下水;塊煤脫介篩稀介質回收凈化后的煤泥水;末煤脫介篩稀介質回收凈化后的煤泥水;離心脫水機的離心液;重介車間跑冒滴漏和衛生清掃的煤泥水。煤泥水處理主要包括幾個方面內容:

1．1 煤泥的分選、回收、脫水作業

煤泥的分選、回收、脫水是煤泥水處理中最主要的任務和內容。對煉焦精煤選煤廠而言，盡可能多地的從煤泥水中把中低灰分精煤固體顆粒分離出來，加以充分回收利用，并盡可能降低煤泥產品所含水分，實現精煤產率最大化。

1．2 煤泥水的分級作業

煤泥是由各種粒度組成的混合粒群，其中的粗粒和細粒在許多性質上差別很大。在重介選煤廠中，煤大于0.5mm粒級全部進入末原煤系統，小于0.5mm粒級全部進入浮選系統。

1．3 煤泥水的濃縮作業

各種煤泥分選、回收和脫水設備，對入料的濃度有一定的要求，只有適合的濃度才能滿足工藝效果。而煤泥水的濃度，則取決于煤泥水中煤泥量的多少、作業用水量的大小、循環水質的好壞。目前，大多數選煤廠都采用自然沉降濃縮設備，有些還通過添加絮凝劑的辦法，強化沉降，提高濃縮效果。在濃縮設備中，從容器底部少量排出的是濃縮的煤漿，從容器上部大量流走的是溢流水。

1．4 煤泥水的澄清作業

循環水作為分選和輔助用水，其質量主要表現為循環水的固體含量、固體粒度和灰分。當循環水中含有過多的煤泥顆粒，尤其是高灰、細泥顆粒時，會嚴重影響分選、回收和脫水效果。為保證循環水的潔凈，必須設置煤泥水澄清作業。

1．5 煤泥產品的加工利用

煤泥是由細微粒煤、粉狀矸石和水組成的黏稠物，具有粒度細、灰分高、水分大、熱值低、黏結性強、內聚力大等特點，正是這些特點限制了煤泥的使用。而大量的煤泥若處理不當，不僅造成資源的浪費，而且會嚴重影響周圍環境。因此，對煤泥的加工利用成為各個選煤廠面臨一個現實而亟需解決的課題。

2 煤泥水處理的探索與實踐

田莊選煤廠建廠40年來一直在進行煤泥水處理方面探索和實踐，不斷取得新成果。根據煤泥水的組成特點和處理內容要求，田莊選煤廠主要采取以下幾方面的技術措施和管理方案。

2．1 優化改造粗煤泥分級系統

1989年建設了角錐沉淀池和分級旋流器組合的粗煤泥分選系統，代替原斗子撈坑的粗煤泥分選系統。針對粗煤泥分選系統存在的系統復雜、處理能力不足、效率低、能耗高的問題，2008年開始對粗煤泥分選車間進行優化改造。一是利用6臺φ550mm旋流器代替原12臺φ500mm，每臺對應一臺脫泥篩，入料采取一臺泵對一臺旋流器，從而形成6個子系統，簡化了系統，減少了設備運行，提高了分級效率;二是角錐沉淀池予以保留，仍然作為第一步分級作業，但是對角錐沉淀池6臺泵電機進行變頻改造，節電效果顯著;三是在粗煤泥車間設置一個工段控制室和一個現場PLC站，實現了控制室集中控制，提高了自動化水平。

2．2 采取直接浮選工藝

2001年4月開始實行直接浮選工藝。直接浮選是指重選過程產生的煤泥水經水力分級設備控制入浮粒度上限后，不經濃縮直接輸送到浮選作業。其優點是，重選和浮選作業的同步進行，有利于提高生產效率;降低了重選分選下限和浮選入浮濃度，可改善細粒級和細泥的選擇性，也便于及時檢測浮選精煤灰分以指導精煤生產，提高精煤質量和產率;在全廠原煤處理量均衡的條件下浮選入料流量、入浮煤漿濃度和粒度組成基本穩定，消除了循環水中攜帶細泥的現象，避免了煤泥反復在洗水循環中大量泥化，做到清水選煤，實現煤泥水的閉路循環和全部煤泥廠內回收。

2．3 成功研制雙流態微泡浮選機

隨著煤炭開采深度的增加和綜采機械化程度的提高，田莊選煤廠入選原煤煤質逐年下滑，灰分明顯增高，尤其是難選煤、細粒煤比例大幅度增加，造成分選效率差、產率低、質量不穩定等問題，給精煤生產帶來很大困難。為解決這一難題，田莊選煤廠經過十年的艱苦努力，開發研制出“雙流態微泡浮選機”， 2007年獲得國家專利和國家科技發明二等獎。

2．4 加強浮選精煤脫水

針對入選原煤中小于0.5mm粒級含量越來越多、泥化現象現象日益嚴重、浮選煤泥脫水比較困難的問題，田莊選煤廠在原有10臺PG116/10圓盤真空過濾機(逐步淘汰)的基礎上，1997年投資從奧地利引進3臺HBF120/10型加壓過濾機，2010年又購置了一臺國產加壓過濾機和4臺精煤壓濾機，大大提高浮選精煤脫水能力。

2．5 浮選尾煤的濃縮、澄清

為做好浮選尾煤的濃縮、澄清工作，田莊選煤廠先后三次對系統進行改造。主要包括三方面:一是對浮選尾煤3臺φ30m中心傳動耙式濃縮機進行改造，確保濃縮澄清后的溢流水滿足生產用水質量要求。二是將4臺XMZ500更換為XMZ800/2000-U型壓濾機，新增3臺XMZ800/2000-U型壓濾機，提高煤泥脫水能力。三是優化生產系統，將壓濾機入料方式改為濃縮底流直接泵入方式，減少給料泵環節;改濃縮機事故時外排水為內部閉路循環，避免廢水外排污染環境。

2．6 煤泥水的閉路循環

選煤廠的煤泥水流失，不僅會造成資源的浪費，而且會造成環境的污染。田莊選煤廠一直在進行洗水閉路循環實踐，先后兩次進行澄清水替代生產清水技術改造。經過二次澄清處理后的水懸浮物濃度為6.1mg/L達到生產用水水質標準，大大減少了清水消耗，生產用清水量由0.22m3/t降低到改造后0.06m3/t。

2．7 煤泥產品的加工利用

隨著原煤處理能力的不斷提升，田莊選煤廠每年的煤泥量超過50萬t，發熱量在15MJ/kg左右。為解決這一問題，田莊選煤廠多年來進行了大量不懈的研究和試驗，取得了較好的效果。一是研究開發出煤泥水煤漿，2000年田莊選煤廠與中國礦業大學水煤漿研究中心聯合進行煤泥制備水煤漿技術的應用研究，先后通過實驗室和工業試驗，取得了成功，但是由于高灰水煤漿的附加值低、制漿粒度要求嚴，以及輸送問題等限制了其推廣應用。二是應用煤泥干燥技術制作型煤。于2007年投資安裝了兩臺NLG2818型滾筒干燥機，同時配套建設了完備的煤泥干燥生產系統，單臺干燥機處理能力50t/h，提供就業崗位115個，型煤產品通過火車運往電廠作工業燃料，減少了污染，增加了效益，解決了煤泥這個制約選煤廠生產的難題。

3 經驗和體會

田莊選煤廠經過40年的不斷探索和大膽實踐，在煤泥水處理方面取得了一些成績，也有較為深刻的教訓，所有這些都值得加以總結，以便揚長避短，持續改進和優化。主要體會有以下幾點:

(1)分選粒度控制是做好煤泥水處理的前提。煤泥水處理的粒度控制是煤泥水處理的第一道工序，也是最主要的工序之一，直接制約著后續工序的正常進行，特別是對煤泥的分選產品的數量和質量起關鍵性作用，并對全廠精煤產品產率和質量產生重要影響。田莊選煤廠目前使用的煤泥水粒度控制系統是角錐沉淀池和分級旋流器組合的粗煤泥分選系統。

(2)直接浮選、濃縮過濾是做好煤泥水處理的關鍵。許多選煤廠實踐都證明了直接浮選和濃縮過濾工藝對實現煤泥水閉路循環非常有利，是煤泥水處理中浮選和過濾方面一項根本性的改革。實行直接浮選以后，循環水的來源單一，便于有效控制循環水的水質，簡化了煤泥水處理系統，有利于煤泥水閉路循環。而實行濃縮過濾后取得了濾餅水分降低、脫餅率100%、一臺過濾機頂兩臺過濾機的效果。但是濃縮過濾中的消泡問題還有待解決。

(3)產品脫水是做好煤泥水處理的重要環節。產品脫水是降低產品水分，滿足用戶需要的重要指標，也是做好煤泥水處理，降低生產水耗的重要步驟。而其中最重要的內容是浮選精煤的脫水和煤泥的脫水工作。從田莊選煤廠的實際情況看，采用先進可靠的設備至關重要，對浮選精煤脫水而言，真空過濾機、加壓過濾機效果都不錯，精煤壓濾機也可試用，選擇這些設備各有利弊。

(4)濃縮和澄清是做好煤泥水處理的保證。為保證濃縮機溢流水水質，必須做好濃縮機設備的潤滑、維護和檢修，提高設備的完好率，每班都要檢查大齒圈、渦輪包、減速機、壓力軸承的潤滑和完好情況，減少壓耙子和設備意外停車事故。

(5)煤泥水的閉路循環是做好煤泥水處理的目標。選煤廠的煤泥全部廠內回收、洗水閉路循環已經成為十分重要的環保目標，也是一項硬性指標。其主要內涵包括幾個方面:一是洗水動態平衡，洗水濃度小于50g/L，不向廠區外排水，水重復利用率達90%以上，單位補充水量小于0.15m3/t(原煤);二是設置緩沖水池，并有完備的回水系統;三是年處理原煤量達到核定能力70%以上，全部煤泥實現廠內回收。

(6)煤泥產品回收利用是做好煤泥水處理的方向。煤泥產品回收利用既是煤泥水處理的一項目標，也是企業一個新的經濟增長點。

參考文獻

[1]中國煤炭加工利用協會.選煤廠煤泥水處理[M].中國礦業大學出版社.

[2]李合群，高亞平.中國第一座全重介選煤廠的生產實踐[M].中國礦業大學出版社.

[3]中國煤炭加工利用協會.選煤實用技術手冊[M].中國礦業大學出版社.