大強(qiáng)煤礦煤泥水處理過程研究與實踐

王常瑋

摘 要：大強(qiáng)礦選煤廠始建于2013年，2014年投產(chǎn)，在實際生產(chǎn)中，隨著入洗量的增加，煤泥水處理系統(tǒng)出現(xiàn)黑水、不絮凝，直至影響生產(chǎn)等問題，通過對大強(qiáng)礦選煤廠煤泥水處理系統(tǒng)工藝進(jìn)行分析，對煤泥水處理所用藥劑進(jìn)行現(xiàn)場試驗，結(jié)合大隆礦選煤廠煤泥水處理經(jīng)驗，對工藝細(xì)小環(huán)節(jié)進(jìn)行改進(jìn)，對藥劑進(jìn)行選擇并調(diào)整加藥方式和加藥量，強(qiáng)化生產(chǎn)過程組織管理，最終使生產(chǎn)正常進(jìn)行，洗煤循環(huán)水濃度達(dá)到30mg/l以下。

關(guān)鍵詞：濃縮；壓濾；煤泥水；聚丙烯酰胺；脫水劑

1 概述

大強(qiáng)礦選煤廠始建于2013年初，2014年元月開始試生產(chǎn)，屬于礦井型選煤廠，設(shè)計生產(chǎn)能力為3.00Mt/a。

1.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

（1）生產(chǎn)煉焦配煤：精煤，洗中塊，洗粒煤，洗末煤，煤泥，矸石。（2）生產(chǎn)動力煤（全部入洗時）：洗中塊，洗粒煤，洗末煤，煤泥，矸石。（3）生產(chǎn)動力煤（<13mm不入洗時）：洗中塊，洗粒煤，洗末煤，末煤，煤泥，矸石。

1.2 主要工藝

大強(qiáng)礦選煤廠洗選系統(tǒng)采用獨立的雙系統(tǒng)重介分選工藝，整個工藝系統(tǒng)可分為：原煤準(zhǔn)備、原煤脫泥、50～1.0mm級三產(chǎn)品重介旋流器分選、1.0～0.25mm級粗煤泥干擾床分選和0.25～0mm級細(xì)煤泥壓濾機(jī)回收等五大部分。此工藝可以靈活實現(xiàn)洗選動力煤和煉焦煤兩種工藝過程。

1.3 生產(chǎn)過程

自2014年元月試生產(chǎn)以來，隨著產(chǎn)量的逐漸加大，各環(huán)節(jié)運(yùn)行都很正常，只有在煤泥水處理環(huán)節(jié)幾次出現(xiàn)輕度黑水等現(xiàn)象，直至2014年5月7日，入洗量達(dá)到設(shè)計能力的75%開始，濃縮溢流水出現(xiàn)黑水，細(xì)煤泥在濃縮池中沉淀緩慢，最終使煤泥在濃縮機(jī)內(nèi)不絮凝沉淀，已經(jīng)影響到正常洗煤生產(chǎn)。

2 煤泥水處理系統(tǒng)工藝現(xiàn)狀

大強(qiáng)礦煤泥水處理系統(tǒng)分濃縮、壓濾組成。濃縮車間設(shè)置2臺直徑為35m中心傳動的濃縮機(jī)，兩臺濃縮機(jī)可并聯(lián)，也可串聯(lián)。其中1臺濃縮機(jī)為上、下兩層，上層為濃縮池，下層為事故池。設(shè)事故轉(zhuǎn)排泵，實現(xiàn)快速轉(zhuǎn)排。濃縮機(jī)底流經(jīng)底流泵打入板框壓濾機(jī)入料桶，再由入料泵給入5臺板框壓濾機(jī)脫水回收。濃縮機(jī)溢流作為循環(huán)水使用。板框壓濾機(jī)出產(chǎn)的煤泥供烘干車間烘干成粉煤。在濃縮環(huán)節(jié)加入絮凝劑和凝聚劑兩種藥劑，在壓濾環(huán)節(jié)加入絮凝劑（聚丙烯酰胺）一種藥劑。其工藝系統(tǒng)流程見圖1。

圖1 大強(qiáng)礦煤泥水處理系統(tǒng)

3 原因分析

3.1 藥劑試驗

由于大強(qiáng)礦煤矸石泥化現(xiàn)象嚴(yán)重，原生煤泥含量大，在實際生產(chǎn)過程中，煤泥水濃縮和壓濾過程中加絮凝劑（聚丙烯酰胺）和凝聚劑兩種藥劑，自2014年5月7日，濃縮池溢流出現(xiàn)黑水以來，多個藥劑生產(chǎn)廠家先后在濃縮池中加入多種藥劑對煤泥水進(jìn)行沉降處理，直至5月11日16時，濃縮池煤泥水已經(jīng)不能絮凝，洗煤生產(chǎn)無法進(jìn)行。5月11日21時大隆礦技術(shù)人員先后對各廠家藥劑按照鐵煤集團(tuán)各礦煤泥水處理藥劑使用配比濃度和經(jīng)驗，分別進(jìn)行實驗室實驗。

（1）在煤泥水中單獨加入不同廠家和不同分子量的絮凝劑（聚丙烯酰胺）進(jìn)行對比試驗，實驗結(jié)果見表1。

表1

從表1中得出，煤泥水沉降效果最好的是C廠生產(chǎn)的聚丙烯酰胺，其相對應(yīng)的藥劑溶解時間也最短。

（2）在煤泥水中單獨加入不同的凝聚劑進(jìn)行對比試驗，實驗結(jié)果見表2。

表2

從表2可以得出，E廠生產(chǎn)的脫水劑，其煤泥沉降效果優(yōu)于D廠生產(chǎn)的聚合氯化鋁。

（3）在煤泥水中先加入凝聚劑，25s后加入不同的絮凝劑進(jìn)行對比試驗，實驗結(jié)果見表3、表4。

表3

從表3可以得出，在同時使用聚合氯化鋁作為凝聚劑時，C廠生產(chǎn)的聚丙烯酰胺優(yōu)于其他廠生產(chǎn)的聚丙烯酰胺。

從表4可以得出，在同時使用脫水劑作為凝聚劑時，C廠生產(chǎn)的聚丙烯酰胺絮凝效果最好。結(jié)合表3和表4可以得出，脫水劑和聚丙烯酰胺配合使用，煤泥沉降效果最佳。

3.2 工藝分析

（1）大強(qiáng)礦選煤廠藥劑配制用水來自消防水，在生產(chǎn)中，消防水還供車間消塵、沖洗地面，其水壓和水量滿足不了藥劑配制所需水量和壓力。（2）濃縮池兩種藥劑加藥點之間距離短且每個點離入池口較近，致使兩種藥劑與煤泥水融合間隔較短，藥劑與煤泥水反映時間較少，導(dǎo)致絮凝效果差。

4 改進(jìn)

4.1 藥劑選擇

通過藥劑實驗室試驗得出，大強(qiáng)礦煤泥水加藥必須是兩種藥劑即凝聚劑和絮凝劑，分別是E廠生產(chǎn)的脫水劑和C廠生產(chǎn)的分子量為1200單位的陰離子聚丙烯酰胺。

4.2 工藝環(huán)節(jié)改進(jìn)

（1）在藥劑配制水管上加一臺管道加壓泵，用以增加水壓和水量，再從其他水源點引入足量的水源，供藥劑制備。（2）經(jīng)計算，將脫水計加藥點向后移至距濃縮機(jī)入料口45米處，聚丙烯酰胺加藥點移至距濃縮機(jī)入料口15米處。確保藥劑與煤泥水有充分的反應(yīng)時間。

4.3 處理過程

按照上述選擇的藥劑和改進(jìn)的工藝，于5月12日0時開始向濃縮池注水加藥，12日上午10時，濃縮池出現(xiàn)0.5米清水層，12時開始試生產(chǎn)，于14日全量生產(chǎn)。

5 結(jié)束語

（1）大強(qiáng)煤礦二次衍生煤泥較細(xì)（0.045mm以下），故濃縮環(huán)節(jié)必須加兩種藥劑，沉降速度才能滿足生產(chǎn)需求；壓濾環(huán)節(jié)也必須添加聚丙烯酰胺，才能減少每臺壓濾機(jī)的壓濾時間。（2）加強(qiáng)生產(chǎn)過程管理，選擇適合的藥劑（E廠“鐵嶺市化通工業(yè)水處理劑廠”生產(chǎn)的脫水劑和C廠“撫順市龍鳳化工廠”生產(chǎn)的聚丙烯酰胺配合使用）才能達(dá)到最佳效果。（3）最終濃縮池溢流水濁度穩(wěn)定在30mg/l以下，完全滿足重介洗煤用水，遠(yuǎn)優(yōu)于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。