烏蘭木倫選煤廠矸石細(xì)泥單獨(dú)沉降與脫水工藝的設(shè)計(jì)

牛 超，韓 丹，張 帥

(神華神東煤炭集團(tuán) 洗選中心，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017209)

烏蘭木倫選煤廠矸石細(xì)泥單獨(dú)沉降與脫水工藝的設(shè)計(jì)

牛 超，韓 丹，張 帥

(神華神東煤炭集團(tuán) 洗選中心，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017209)

為了解決烏蘭木倫選煤廠矸石細(xì)泥處理效果不理想，濾餅灰分高而污染精煤的問(wèn)題，對(duì)濃縮系統(tǒng)、壓濾系統(tǒng)工藝進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。經(jīng)此設(shè)計(jì)與改造后，實(shí)現(xiàn)了矸石細(xì)泥的單獨(dú)處理，系統(tǒng)藥劑消耗量降低，壓濾設(shè)備脫水效果大大提高，商品煤的發(fā)熱量得以提升。

矸石細(xì)泥；單獨(dú)處理；沉降脫水

烏蘭木倫選煤廠是神東集團(tuán)公司洗選中心下屬的特大型、礦井型、現(xiàn)代化、動(dòng)力煤選煤廠，實(shí)際洗選能力達(dá)到5 Mt/a。入選原煤主要來(lái)源于烏蘭木倫煤礦，原煤以25 mm分級(jí)后，>25 mm粒級(jí)塊煤采用淺槽重介質(zhì)分選機(jī)分選，25～2 mm粒級(jí)末煤采用重介質(zhì)旋流器分選，2～0.15 mm粒級(jí)煤泥采用螺旋分選機(jī)分選，<0.15 mm粒級(jí)細(xì)煤泥經(jīng)濃縮、壓濾處理后摻入商品煤出售。該選煤廠的主導(dǎo)產(chǎn)品包括塊精煤、末精煤、螺旋精煤、細(xì)煤泥，主要作為電廠燃料使用。

烏蘭木倫選煤廠塊煤與末煤系統(tǒng)原來(lái)共有四個(gè)濃縮池，其中兩個(gè)運(yùn)行另外兩個(gè)備用。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，塊煤系統(tǒng)的細(xì)煤泥進(jìn)入末煤系統(tǒng)處理，因而塊煤系統(tǒng)備用濃縮池基本不使用，與此同時(shí)用于處理塊煤系統(tǒng)細(xì)煤泥的GPJ-60加壓過(guò)濾機(jī)基本閑置。此外，由于矸石細(xì)泥沒(méi)有單獨(dú)的處理工藝，只能將其混入煤泥水一起處理，而矸石細(xì)泥絮凝效果差，導(dǎo)致藥劑用量增大，煤泥水被污染；加之此部分細(xì)泥的親水性強(qiáng)，致使濾餅水分偏高，摻入商品煤后影響其發(fā)熱量。如何將矸石細(xì)泥單獨(dú)處理，防止其進(jìn)入煤泥水系統(tǒng)，對(duì)于選煤廠降低藥耗和提高商品煤質(zhì)量具有積極作用。

1 生產(chǎn)現(xiàn)狀

目前，烏蘭木倫選煤廠矸石細(xì)泥的來(lái)源主要為：帶式輸送機(jī)輸送矸石時(shí)所產(chǎn)生的矸石污水、螺旋矸石弧形篩和高頻篩的篩下水、矸石脫介篩的稀介經(jīng)磁選后的尾礦水，這部分矸石細(xì)泥量約占原煤量的0.8%。由于沒(méi)有單獨(dú)的矸石細(xì)泥處理工藝，只能將其混入煤泥水一起處理[1]。而矸石細(xì)泥的絮凝效果差[2]，在濃縮池處理時(shí)藥劑用量較大，導(dǎo)致煤泥水被污染；加之矸石細(xì)泥的親水性強(qiáng)[3]，壓濾后的濾餅水分偏高[4]，摻入商品煤后使其發(fā)熱量降低。

由此來(lái)看，矸石細(xì)泥對(duì)選煤廠的煤泥水處理危害極大[5]，有必要設(shè)計(jì)單獨(dú)的矸石細(xì)泥沉降與脫水工藝。烏蘭木倫選煤廠末煤系統(tǒng)煤泥處理原則流程如圖1、圖2所示。

圖1 粗煤泥處理原則流程

圖2 細(xì)煤泥處理原則流程

2 矸石細(xì)泥單獨(dú)處理工藝的設(shè)計(jì)

由于多數(shù)動(dòng)力煤選煤廠沒(méi)有設(shè)計(jì)浮選工藝[6]，且沒(méi)有單獨(dú)的矸石細(xì)泥濃縮系統(tǒng)、壓濾系統(tǒng)，導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)的矸石細(xì)泥只能與煤泥水混合后一起處理[7]，而實(shí)際處理過(guò)程中矸石細(xì)泥對(duì)煤泥水處理系統(tǒng)的影響較大。為此，烏蘭木倫選煤廠在不增加濃縮系統(tǒng)、壓濾系統(tǒng)的前提下，設(shè)計(jì)出一種新的矸石細(xì)泥單獨(dú)沉降與脫水工藝，不但實(shí)現(xiàn)了煤泥水與矸石細(xì)泥的有效分離，而且使煤泥水處理效果得到改善。

2.1 工藝設(shè)計(jì)

根據(jù)工藝設(shè)計(jì)方案，將塊煤備用濃縮池作為矸石細(xì)泥沉降池，并將塊煤板框壓濾機(jī)作為矸石細(xì)泥脫水設(shè)備[8]，同時(shí)對(duì)板框壓濾機(jī)下方的刮板輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行改造，使其排料進(jìn)入矸石帶式輸送機(jī)。由圖1、圖2可以看出，通過(guò)管路改造可使螺旋矸石弧形篩、高頻篩的篩下水進(jìn)入矸石細(xì)泥沉降池，由于此部分矸石細(xì)泥量較小，生產(chǎn)中不添加藥劑而使其自由沉降，沉降池底流通過(guò)入料泵打入板框壓濾機(jī)，脫水產(chǎn)物直接排入矸石帶式輸送機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)矸石細(xì)泥的單獨(dú)處理(圖3)。

圖3 矸石細(xì)泥單獨(dú)沉降與脫水處理原則流程

2.2 設(shè)備選型

與其他壓濾脫水設(shè)備相比，板框壓濾機(jī)在處理極細(xì)粒親水性礦物時(shí)，脫水效果較好[9-10]。因此，將GPJ-60加壓過(guò)濾機(jī)更換成KZG100/1500X1500-U快開(kāi)式壓濾機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 KZG100/1500X1500-U快開(kāi)式壓濾機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)

2.3 工藝布置

根據(jù)工藝布置需求，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量結(jié)果，拆除加壓過(guò)濾機(jī)后的空間位置能夠滿足快開(kāi)式壓濾機(jī)布置的要求，故將KZG100/1500X1500-U快開(kāi)式壓濾機(jī)布置在此處。鑒于螺旋矸石弧形篩和高頻篩的篩下水共用同一管道輸送，且該管道所處位置較高，其到塊煤二號(hào)濃縮池的垂直距離為10 m，水平距離為11 m，管路水平角度約為44°，實(shí)際使用中不存在管道堵塞的問(wèn)題。

3 應(yīng)用效果

矸石細(xì)泥單獨(dú)沉降與脫水工藝設(shè)計(jì)與改造完成后，在烏蘭木倫選煤廠已運(yùn)行半年多。生產(chǎn)實(shí)踐表明：矸石細(xì)泥自由沉降效果較好，通過(guò)板框壓濾機(jī)脫水后可全部排入矸石倉(cāng)；與此同時(shí)，煤泥水沉降效果得到極大改善，藥劑用量明顯下降。根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料計(jì)算，原來(lái)精煤產(chǎn)品中的矸石細(xì)泥量約為8 t/h，精煤產(chǎn)量約為900 t/h；該工藝系統(tǒng)投入使用后，每年可使精煤中的矸石細(xì)泥量減少約6萬(wàn)t，進(jìn)而使商品煤灰分下降約0.2個(gè)百分點(diǎn)，發(fā)熱量提高約83.68 kJ/kg。

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)顯示，矸石細(xì)泥單獨(dú)沉降與脫水工藝投入運(yùn)行后，每班可節(jié)約的聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺用量分別為45 kg、9 kg，即每年可節(jié)約聚合氯化鋁37 t、聚丙烯酰胺7.40 t。按照聚合氯化鋁1 280元/t、聚丙烯酰胺7 300元/t計(jì)算，每年可節(jié)約藥劑成本10.10萬(wàn)元。

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)煤泥水處理系統(tǒng)中存在的問(wèn)題，烏蘭木倫選煤廠結(jié)合自身的工藝特點(diǎn)，將部分閑置設(shè)備加以利用，設(shè)計(jì)出矸石細(xì)泥單獨(dú)沉降與脫水工藝，有效實(shí)現(xiàn)了矸石細(xì)泥的單獨(dú)處理，使煤泥水處理效果大大改善，且?guī)?lái)了一定的經(jīng)濟(jì)效益。該工藝設(shè)計(jì)具有一定的創(chuàng)新性，對(duì)動(dòng)力煤選煤廠煤泥水處理系統(tǒng)的優(yōu)化具有一定借鑒意義。

[1] 戴少康.選煤工藝設(shè)計(jì)的思路與方法[M].北京:煤炭工業(yè)出版社，2003.

[2] 郭琴紅.選煤廠設(shè)計(jì)中幾種常見(jiàn)選煤工藝的淺析[J].潔凈煤技術(shù),2009(3).

[3] 戴少康.選煤工藝設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù)手冊(cè)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社,2010.

[4] 彭 彪，湛含輝.高效細(xì)粒分級(jí)的重要性及其設(shè)備[J].湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2011(2).

[5] 陳建中，沈麗娟，王永田，等.煤泥水系統(tǒng)技術(shù)改造分析及其思考[J].煤炭工程,2004(2).

[6] 悅 胥.現(xiàn)代化選煤廠設(shè)計(jì)中需要注意的幾個(gè)方面[J].民營(yíng)科技,2011(5).

[7] 王振生，李 尋.選煤廠生產(chǎn)技術(shù)管理[M].北京：煤炭工業(yè)出版社,1990.

[8] 李 尋.選煤廠設(shè)計(jì)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社,1995.

[9] 杜煥銅. 高效選煤廠的設(shè)計(jì)探討[J].選煤技術(shù),2010(2).

[10] 匡亞莉.選煤工藝設(shè)計(jì)與管理(設(shè)計(jì)篇)[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2006.

Technological design of reject slime settling and dewatering alone in Wulanmulun coal preparation plant

NIU Chao, HAN Dan, ZHANG Shuai

(Coal Processing Center, Shenhua Shendong Coal Group, Ordos, Inner Mongolia 017209, China)

To separate reject slime efficiently, improve clean coal affected by high-ash filter cake, the comprehensive modification on thickening and filter pressing system to process reject slime alone. The application shows that dewatering function of filter press is greatly improved, with lower reagent consumption in the system and high calorific value of coal product.

reject slime; process alone; settling and dewatering

1001-3571(2015)05-0094-02

TD946

B

2015-10-09

10.16447/j.cnki.cpt.2015.05.025

牛 超(1983—)，男，陜西省神木縣人，工程師，從事選煤廠生產(chǎn)管理工作。

E-mail：niuchao2001@163.com Tel：0477-8200409