東露天選煤廠加壓過濾機(jī)煤泥水分控制

摘要：文章針對(duì)東露天選煤廠原生煤泥細(xì)粒級(jí)含量高，加壓過濾機(jī)處理煤泥時(shí)產(chǎn)生的無法保證倉壓和產(chǎn)品水分高的現(xiàn)狀，提出并實(shí)施了一系列改造方案，改變了加壓過濾機(jī)入料濃度和粒度組成，成功地解決了“保倉壓”和“降水分”的問題，保證了選煤廠生產(chǎn)的正常運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：東露天選煤廠；加壓過濾機(jī)；入料濃度；入粒粒度；煤泥水分控制 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TD462 文章編號(hào)：1009-2374（2015）22-0154-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.22.076

東露天選煤廠于2013年1月正式投產(chǎn)，是一座年設(shè)計(jì)處理量2500萬噸的特大型動(dòng)力煤選煤廠，入選原煤為東露天煤礦原煤。煤泥處理流程采用粗煤泥（+0.15mm）經(jīng)螺旋分選機(jī)處理，細(xì)煤泥（-0.15mm）進(jìn)濃縮池后經(jīng)加壓過濾機(jī)處理的工藝。由于入選原煤中細(xì)粒級(jí)原生煤泥含量高，煤泥中含有黏土類礦物易泥化，在加壓過濾機(jī)運(yùn)行過程中出現(xiàn)耗風(fēng)量大、保不住倉壓以及煤泥產(chǎn)品水分高等嚴(yán)重問題，嚴(yán)重制約了選煤廠生產(chǎn)，亟待解決。文章通過對(duì)東露天入選煤泥特性和煤泥水處理工藝流程分析，提出了依靠提高加壓過濾機(jī)入料濃度和粗顆粒含量、改善設(shè)備保養(yǎng)的方案，使問題得到了很好的解決。

1 煤泥水處理系統(tǒng)存在的問題

1.1 循環(huán)水濃度高，細(xì)粒級(jí)煤泥“打循環(huán)”對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)的影響

由于選煤廠入選原煤中細(xì)粒級(jí)煤泥含量高，不能及時(shí)排出煤泥水系統(tǒng)的細(xì)泥，使淺槽、重介旋流器等分選設(shè)備中的懸浮液黏性增加，影響輕重產(chǎn)物（優(yōu)質(zhì)煤與矸石）的分層速度，使它們作浮沉運(yùn)動(dòng)時(shí)阻力增加，嚴(yán)重地影響分選效率；細(xì)泥存在于懸浮液中并作為懸浮液的組成部分會(huì)產(chǎn)生“假密度”，使密度忽高忽低、不易控制，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量（影響產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性）；細(xì)泥隨輕重產(chǎn)物排出而污染產(chǎn)品。在水力旋流器等分級(jí)設(shè)備中，細(xì)泥的影響類同于上述重介分選旋流器中細(xì)泥的影響。在脫介、脫水等分級(jí)設(shè)備中，如脫介篩、脫泥篩（含弧形篩）、離心機(jī)中，噴水中含有細(xì)泥的影響主要為糊住篩孔，使脫介脫水效果明顯變差。

細(xì)泥在磁選機(jī)中的影響主要表現(xiàn)為兩個(gè)方面：其一是造成“細(xì)泥覆蓋”影響磁選機(jī)對(duì)介質(zhì)的回收；其二是大量細(xì)泥堆積排泥口，使尾礦量大幅度增加，從而影響磁選機(jī)的工作狀況。高濃度洗水影響濃縮旋流器、濃縮機(jī)等設(shè)備的作業(yè)，細(xì)泥作為一種“介質(zhì)”，使?jié)饪s設(shè)備中的密度增加，不利于其他細(xì)泥（包括自身）的快速沉淀，大量細(xì)泥還帶有靜電，互相排斥，使沉淀藥劑用量增加，從而使底流濃度低而溢流濃度高，高濃度的溢流又回到系統(tǒng)中形成惡性循環(huán)；低濃度的底流則使過濾、壓濾等環(huán)節(jié)的工作效率大打折扣。

1.2 細(xì)粒級(jí)物料含量大對(duì)加壓過濾系統(tǒng)的影響

煤泥水系統(tǒng)中細(xì)粒級(jí)煤泥含量高，大量粒度均一的細(xì)粒級(jí)煤泥集聚在濃縮機(jī)底流中，對(duì)加壓處理系統(tǒng)產(chǎn)生了兩方面的負(fù)影響：一是使底流濃度低，二是使加壓過濾機(jī)在結(jié)餅期結(jié)餅薄。直接導(dǎo)致了加壓過濾機(jī)保不住倉壓，具體表現(xiàn)是加壓過濾機(jī)運(yùn)行時(shí)上濾液閥門只能開啟10%左右（否則倉壓下降很快），而且經(jīng)加壓過濾機(jī)處理的煤泥水分大，詳見表1：

從表1可以看出，煤泥產(chǎn)品水分超過26%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于業(yè)內(nèi)22%加壓過濾機(jī)的處理水平。同時(shí)，由于設(shè)備漏風(fēng)嚴(yán)重，單臺(tái)加壓過濾機(jī)運(yùn)行需要配套運(yùn)行空壓機(jī)4～6臺(tái)，加壓過濾機(jī)運(yùn)行能耗極高。

2 現(xiàn)狀調(diào)查分析

追本溯源，我們首先從加壓過濾機(jī)的入料濃縮機(jī)底流抓起。經(jīng)化驗(yàn)，濃縮機(jī)底流濃度為180～220g/L，0.35～0.5mm粗粒級(jí)含量在5%以下。同時(shí)，加壓過濾機(jī)濾液水濃度高達(dá)21g/L，而循環(huán)水濃度則在25g/L左右。

多次試驗(yàn)攻關(guān)成敗兩方面的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)告訴我們：濃縮機(jī)來料粒度偏細(xì)可能是制約我們生產(chǎn)走向良性循環(huán)的桎梏，因?yàn)橛^察加壓過濾機(jī)的濾餅，厚度明顯不夠、水分高，濃縮機(jī)的工作也表現(xiàn)為底流濃度不是很高，而溢流濃度不是很低，這里指的是在反復(fù)使用多種沉淀藥劑及反復(fù)試驗(yàn)多種藥劑制度的情況下，仍沒有得到高底流低溢流的效果。這說明大量的細(xì)泥仍在濃縮機(jī)中積聚，沒有發(fā)揮應(yīng)有的分層、濃縮效果。在上述對(duì)濃縮機(jī)的藥劑種類及制度、加壓過濾機(jī)操作等多次攻關(guān)的前提下（雖有改觀但沒有徹底解決），我們采用倒推法、排除法，最終找到粒度是制約生產(chǎn)的核心問題，我們大膽進(jìn)行了嘗試，將373水力旋流器（見本文改造方案部分煤泥處理流程圖）底流口從Φ90mm改為Φ75mm，問題一下子得到了解決，表現(xiàn)為加壓過濾機(jī)成餅快、成餅厚、水分低，能及時(shí)將濃縮機(jī)的底流處理掉，不使這部分物料在系統(tǒng)內(nèi)“打循環(huán)”，證明了我們依靠提高煤泥水系統(tǒng)中粗顆粒含量的方向是正確的。

3 改造方案

東露天選煤廠煤泥處理工藝流程如圖1所示，最終進(jìn)入濃縮機(jī)的煤泥有三個(gè)可能來源：373水力旋流器組溢流（占主要部分）、377濃縮旋流器組溢流（可選擇）和378煤泥弧形篩篩下水（可改造）。經(jīng)我們對(duì)以上三種來料粒度組成進(jìn)行分析，378弧形篩篩下物0.15～0.5mm含量20%左右、373煤泥濃縮旋流器溢流中0.15～0.5mm粗粒級(jí)含量在2%以下、377煤泥濃縮旋流器溢流中0.15～0.5mm粗粒級(jí)含量15%～25%。因此，我們首先確定將378弧形篩篩下水改造入濃縮池、將377濃縮旋流器溢流選擇入濃縮池來提高濃縮池底流濃度增加底流中粗顆粒含量。其次，我們將378弧形篩篩縫從0.5mm擴(kuò)展到0.75mm，同時(shí)提高377濃縮旋流器入料濃度，即減少375桶補(bǔ)水量。加上上述我們將373水力旋流器底流口直徑減小共三步走的途徑，徹底解決了加壓過濾機(jī)入料粗顆粒過少的問題。

接著我們又對(duì)加壓過濾機(jī)上游環(huán)節(jié)濃縮機(jī)進(jìn)行了改造。東露天選煤廠絮凝劑加藥量改造前是依據(jù)煤泥探桿測(cè)量值來進(jìn)行調(diào)節(jié)，不能準(zhǔn)確及時(shí)地反映出藥量是否合適。經(jīng)過改造，我們通過在濃縮池入料平臺(tái)添設(shè)量杯來測(cè)量煤泥沉降，通過調(diào)節(jié)加藥量使煤泥沉降速度控制在150～250mL/min之間，從而保證了濃縮機(jī)底流濃度。我們對(duì)加壓過濾機(jī)自身環(huán)節(jié)做出了改造。影響加壓過濾機(jī)工作狀況的因素主要包括入料濃度、入料粒度、風(fēng)壓、主軸轉(zhuǎn)速、反吹風(fēng)壓力設(shè)置等，這幾個(gè)因素決定濾餅水分、濾餅厚度及排料周期。我們分別對(duì)上述各因素進(jìn)行了大量試驗(yàn)，即在有條件情況下固定其他因素，對(duì)某一個(gè)因素進(jìn)行變動(dòng)研究。逐一對(duì)每個(gè)因素均采用同等方式研究（期間我們還安排“三因素三水平正交試驗(yàn)”），當(dāng)條件不允許時(shí)，例如被固定的其他因素一個(gè)或多個(gè)發(fā)生變化時(shí)，我們重新補(bǔ)做試驗(yàn)，對(duì)上述各因素通過試驗(yàn)制定了制度，如壓風(fēng)機(jī)出口壓力保持在450～500kPa，倉內(nèi)壓力在300～330kPa；底流濃度控制在330g/L以上（亦即32%百分濃度以上），改造清洗罐體水從煤泥入料桶到濾液桶從而杜絕了對(duì)入料濃度的稀釋。此外還制定加壓過濾機(jī)保養(yǎng)制度，規(guī)定及時(shí)更換破損濾布，定期清理礦漿槽，保持恒定液位，定期緊固濾扇連接螺栓，定期調(diào)整刮刀間隙等，通過上述一系列措施的實(shí)施，完全解決了加壓過濾機(jī)以及煤泥水系統(tǒng)出現(xiàn)的問題。

4 效果分析

改造后，加壓過濾機(jī)倉壓能保持在310kPa左右，主軸轉(zhuǎn)速控制在0.7r/min左右，煤泥產(chǎn)品水分控制在22%以內(nèi)。使煤泥直接摻入精煤中成為可能，提高了精煤產(chǎn)量，創(chuàng)造了0.1×100×300×12=3600萬元年產(chǎn)值。減少了單臺(tái)加壓過濾機(jī)配套空壓機(jī)數(shù)量，從3.5臺(tái)到1.5臺(tái)，每臺(tái)空壓機(jī)功率250kW，日節(jié)約能耗（3.5-1.5）×250×6×18=5.4×104kW，為選煤廠增加了巨大的效益。

5 結(jié)語

通過改造，加壓過濾機(jī)入料濃度達(dá)到330g/L，粗顆粒0.15～0.5mm含量達(dá)到10%，有效地改變了加壓過濾機(jī)無法保證倉壓的問題，在310kPa的倉壓下有效地控制了煤泥水分到22%以內(nèi)。同時(shí)，使單臺(tái)過濾機(jī)配套空壓機(jī)數(shù)目降至2臺(tái)以內(nèi)，顯著地降低了能耗。

參考文獻(xiàn)

[1] 謝廣元.選礦學(xué)[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2012.

[2] 石常省，謝廣元，吳玲.選煤廠煤泥水閉路循環(huán)的分析和探討[J].煤炭加工與綜合利用，2003，（1）.

[3] 鄧曉陽，周少雷.選煤廠機(jī)械設(shè)備安裝使用與維護(hù)[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2010.

[4] 吳式喻，岳性云.選煤基本知識(shí)（修訂版）[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1996.

[5] 中國煤炭利用加工利用協(xié)會(huì)組織.選煤廠煤泥水處理[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2005.

[6] 楊立忠.選煤機(jī)械[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2006.

作者簡介：于增軍（1970-），男，河北邯鄲人，供職于北京中煤煤炭洗選技術(shù)有限公司，中級(jí)職稱，研究方向：選煤。

（責(zé)任編輯：蔣建華）