易泥化煤泥水處理工藝的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

何茂林

(河南能源化工集團(tuán)永煤公司，河南 永城 476600)

易泥化煤泥水處理工藝的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

何茂林

(河南能源化工集團(tuán)永煤公司，河南 永城 476600)

針對(duì)五鳳選煤廠入選原煤易泥化的特點(diǎn)，在對(duì)原煤泥化特性分析的基礎(chǔ)上，研究煤泥脫泥與不脫泥浮選的效果，并確定煤泥水處理原則流程。對(duì)于該廠煤泥水來說，采用預(yù)先脫泥、浮選聯(lián)合工藝處理，不但可減少煤泥水處理系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，提高精煤產(chǎn)品產(chǎn)量，而且能夠降低循環(huán)水濃度，實(shí)現(xiàn)洗水閉路循環(huán)。

煤泥水；泥化特性；預(yù)先脫泥；循環(huán)水

選煤廠煤泥水一般是指由水和<0.5 mm粒級(jí)煤泥組成的固液混合物，煤泥水處理主要是對(duì)煤炭洗選加工過程中產(chǎn)生的洗水進(jìn)行處理，用截粗、分選、濃縮、過濾、澄清等方法得到滿足生產(chǎn)用水要求的循環(huán)水[1]。煤泥水處理是減少污水排放，提高循環(huán)水利用率，保護(hù)環(huán)境的重要措施。隨著煤炭入選比例的提升及水資源、環(huán)境保護(hù)要求的提高，煤泥水處理已成為煤炭洗選過程中涉及面最廣、投資最大、工藝最復(fù)雜、管理難度最大的環(huán)節(jié)[2]。

五鳳選煤廠地處貴州省畢節(jié)市大方縣，隸屬河南能源集團(tuán)永煤公司貴州分公司，是一座設(shè)計(jì)能力為0.90 Mt/a的礦井型動(dòng)力煤選煤廠。該廠入選原煤為3#無煙煤，較脆易碎，末煤含量大且矸石泥化嚴(yán)重，導(dǎo)致煤泥水處理困難，煤炭洗選效率低下，給生產(chǎn)帶來諸多不利影響。通過三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器底流大排放的方法在一定程度上可減少煤泥水中的細(xì)泥，但不能從根本上解決矸石泥化及由此引發(fā)的系列問題[3]。因此，選擇切實(shí)可行的煤泥水處理工藝成為五鳳選煤廠正常運(yùn)行的關(guān)鍵。

1 原煤泥化特性

五鳳選煤廠入選原煤灰分隨粒度的減小而降低，而0.5～0 mm粒級(jí)灰分很高(為30.37%)，說明原煤中含有較多矸石；<0.5 mm粒級(jí)煤泥的綜合產(chǎn)率較高(為27.23%)，綜合灰分高達(dá)34.52%，大于原生煤泥灰分，說明原煤中的矸石存在泥化現(xiàn)象[4-5]。該廠>13 mm粒級(jí)原煤泥化試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

由表1可知：隨著泥化時(shí)間的延長(zhǎng)，>13 mm粒級(jí)和13～0.5 mm粒級(jí)產(chǎn)率總體上呈減小趨勢(shì)，而<0.5 mm粒級(jí)產(chǎn)率總體上呈增大趨勢(shì)，且該粒級(jí)灰分總體上增大，說明矸石泥化較嚴(yán)重。矸石的泥化使煤泥水粘度增大，沉降分離效果變差，導(dǎo)致煤泥水處理系統(tǒng)負(fù)擔(dān)增加，循環(huán)水中經(jīng)常含有細(xì)泥。

表1 >13 mm粒級(jí)原煤轉(zhuǎn)筒泥化試驗(yàn)結(jié)果

2 分步釋放試驗(yàn)

2.1 煤泥組成

由于五鳳選煤廠原煤泥化現(xiàn)象嚴(yán)重，經(jīng)兩段濃縮兩段回收處理后的洗水質(zhì)量很難達(dá)到循環(huán)水質(zhì)量要求，導(dǎo)致循環(huán)水中含有大量細(xì)泥，二段濃縮池溢流中固體顆粒較多，為此，對(duì)原煤的泥化程度和組成進(jìn)行分析，結(jié)果如表2所示。

表2 煤泥組成

由表2可知：原生煤泥含量很高，為煤泥總量的88.47%，而<0.03 mm粒級(jí)含量占原生煤泥量的47.99%，且灰分高達(dá)72.95%，預(yù)先脫泥后原生煤泥灰分可下降13.08個(gè)百分點(diǎn)，說明實(shí)際生產(chǎn)過程中，預(yù)先脫泥可使浮選入料量減少一半以上。

2.2 分步釋放試驗(yàn)

在入浮礦漿濃度為80 g/L的條件下，以輕柴油為捕收劑、仲辛醇為起泡劑進(jìn)行分步釋放試驗(yàn)，研究煤泥不脫泥與脫泥浮選的效果。不脫泥浮選時(shí)，輕柴油、仲辛醇的用量分別為1.20、0.12 kg/t；脫泥浮選時(shí)，輕柴油、仲辛醇的用量分別為1.00、0.10 kg/t，試驗(yàn)結(jié)果如表3、表4所示。

表3 煤泥不脫泥分步釋放試驗(yàn)結(jié)果

表4 煤泥脫泥分步釋放試驗(yàn)結(jié)果

由表3、表4可知：煤泥不脫泥浮選時(shí)浮選精煤產(chǎn)率為24.35%，脫泥浮選時(shí)浮選精煤產(chǎn)率為47.04%，說明脫泥浮選的效果更好，且灰分完全滿足要求。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，一般煤泥脫泥率在60%以上，如果脫泥率按60%計(jì)算，入料灰分可由58.76%降低至53.03%，能耗、藥耗更少，可節(jié)約一定生產(chǎn)成本。由此來看，采用預(yù)先脫泥、浮選的聯(lián)合工藝對(duì)該廠煤泥處理是完全必要和有效的，且可通過一次性投資獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益[6-7]。

3 煤泥水處理方案的確定

3.1 煤泥水處理原則流程

五鳳選煤廠煤泥水處理原則流程如圖1所示。截粗后的精煤磁選尾礦自流至精煤泥翻轉(zhuǎn)弧形篩，進(jìn)行一次脫水分級(jí)；弧形篩篩上物由離心機(jī)進(jìn)行二次脫水，篩下物與離心機(jī)離心液混合后一起進(jìn)入脫泥池；脫泥池底流由一次浮選機(jī)粗選，溢流進(jìn)入二段濃縮機(jī)；一次浮選精礦由壓濾機(jī)回收，壓濾精煤作為最終產(chǎn)品，二段濃縮機(jī)底流由煤泥壓濾機(jī)回收。該工藝充分發(fā)揮了重介分選下限低、分選精度高的優(yōu)勢(shì)，有效減少了浮選入料量，降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)保證了最終精煤產(chǎn)品水分[8-9]。

圖1 煤泥水處理原則流程如圖

生產(chǎn)過程中掃選磁選機(jī)尾礦、中煤磁選機(jī)尾礦、截粗矸石磁選機(jī)尾礦一起自流至一段斜管濃縮機(jī)，一段斜管濃縮機(jī)底流由煤泥弧形篩、尾煤泥離心機(jī)回收；一段斜管濃縮機(jī)溢流、掃選濃縮機(jī)溢流、尾煤泥離心機(jī)離心液、脫泥池溢流一起進(jìn)入二段濃縮機(jī)濃縮，二段濃縮機(jī)底流由壓濾機(jī)回收；經(jīng)帶式壓濾機(jī)處理的尾煤濾餅落地堆放，尾煤壓濾機(jī)濾液、二段濃縮機(jī)溢流作為循環(huán)水使用，必要時(shí)在二段濃縮機(jī)的入料中加入絮凝劑，以提高循環(huán)水的質(zhì)量；將清凈的濃縮溢流作為脫介篩噴水，實(shí)現(xiàn)洗水一級(jí)閉路循環(huán)。

3.2 設(shè)備選型

在確定煤泥水處理原則流程的基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際需要和現(xiàn)場(chǎng)空間選擇相關(guān)設(shè)備，五鳳選煤廠設(shè)備選型情況如表5所示。

表5 設(shè)備選型表

4 洗選效果

五鳳選煤廠于2013年5月底開工建設(shè)，2014年3月竣工并進(jìn)行試生產(chǎn)。試生產(chǎn)過程中，煤泥水處理系統(tǒng)運(yùn)行正常，循環(huán)水濃度基本控制在15～20 g/L，有效保證了洗水質(zhì)量和精煤產(chǎn)品質(zhì)量。該系統(tǒng)投入運(yùn)行后，不但使煤泥水處理系統(tǒng)負(fù)擔(dān)減輕，而且使循環(huán)水濃度下降，實(shí)現(xiàn)了洗水一級(jí)閉路循環(huán)[10-11]。就目前的浮選藥劑消耗情況來看，輕柴油、仲辛醇的用量均下降16.7個(gè)百分點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)效益較好。

5 結(jié)語

在對(duì)易泥化原煤洗選加工時(shí)，應(yīng)先通過粗煤泥回收設(shè)備回收煤泥水中的粗精煤，盡可能減少進(jìn)入濃縮池的煤泥量。采用預(yù)先脫泥、浮選聯(lián)合工藝對(duì)煤泥水進(jìn)一步處理，不但能夠?qū)⑵渲械牡突翌w粒分選出來作為精煤產(chǎn)品，高灰顆粒分選出來作為中煤副產(chǎn)品，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，而且能夠保證循環(huán)水質(zhì)量和介質(zhì)回收效果，實(shí)現(xiàn)洗水閉路循環(huán)，進(jìn)而為選煤廠的正常運(yùn)行奠定物質(zhì)基礎(chǔ)。

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Design and application of easy degradation slurry treatment process in water

HE Mao-lin

(Henan Energy and Chemical Industry Group Co Ltd Yong Coal Company, Yongcheng, Henan 476600, China)

In order to solve the problem caused by slurry that is characterized by easy degradation in water in Wufeng coal preparation plant, desliming or non-desliming flotation effect of slurry are studied and made a comparison by analyzing properties of easy degradation slime in water to determine basic slurry treatment process. The result shows that pre-desliming flotation process is preferred for slurry treatment in the plant, which can not only reduce load of slurry treatment system, improve yield of clean coal, but lower concentration of circulating water to attain closed water circuit.

slurry; properties of degradation in water; pre-desliming; circulating water

1001-3571(2015)01-0082-03

TD946

B

2015-01-04

10.16447/j.cnki.cpt.2015.01.024

何茂林(1971—)，男，安徽省懷寧市人，高級(jí)工程師，從事選煤廠生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)和基本建設(shè)工作。

E-mail:13569373223@163.com Tel：13569373223