選煤廠地溝中物料去向對生產環節影響的探討

湯 凱

(煤炭科學研究總院唐山研究院,河北省唐山市,063012)

選煤廠地溝中物料去向對生產環節影響的探討

湯 凱

(煤炭科學研究總院唐山研究院,河北省唐山市,063012)

介紹了選煤廠地溝煤泥水物料組成,分析了選煤廠地溝中物料去向對生產環節的影響。結合生產實踐,根據不同分選工藝提出了合理的地溝煤泥水處理工藝系統。關鍵詞 煤泥水處理 重介質選煤工藝 回收工藝 閉路循環

TD946

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1 地溝中的物料組成

選煤廠地溝主要是用于收集廠內設備、管路的跑冒滴漏,檢修時產生的廢水、費油及其它細小的固體顆粒混合物,煤泥顆粒物和衛生沖水等等。因為地溝中的物料是由多種液相和多種固相混合在一起的復雜混合物,所以在選煤廠工藝設計時針對該部分物料的處理回收制定科學合理的回收工藝是完全必要的,回收工藝合理有利于確保整個生產工藝產品生產指標的優化和穩定。

選煤廠地溝一般設置在廠內最低平面,地溝本身具有一定坡度,地溝尾部連接集中水池。地面和地溝中的水及固體物料匯集到集中水池,再用泵打回生產系統。

2 地溝中物料的去向及對生產環節影響分析

下面就以目前設計普遍采用的重介-浮選工藝系統為例,對地溝中的各種物料去向及對生產工藝的影響進行分析。

2.1 返回到精煤煤泥桶及影響分析

由于地溝中的大部分物料為水和細顆粒的煤泥,部分選煤廠認為地溝中的物料與磁選尾礦差不多,返回部位越近,越節能。因此返回到一層的精煤煤泥桶,具有管線近、功耗低等優勢。但是,由于精煤煤泥桶的物料一般是用泵以一定的壓力打入到分級旋流器組,由分級旋流器組的溢流去浮選,底流進行粗煤泥分選或回收。分級旋流器主要用于分級,常常采用小直徑旋流器,在較小的入料壓力下,產生強大的離心系數,進而實現對物料的分級和濃縮。所以,分級濃縮旋流器一般選型直徑控制在500 mm以下,這就限制了來料的粒度。大塊的物料要進入旋流器,往往會出現入料口和底流口堵塞的情況,如?350 mm的旋流器底流口直徑一般在30～70 mm之間,如果地溝中偶爾出現粒度大于20 mm的兩三塊大顆粒同時達到底流,底流濃度又較高,就會出現底流口堵塞,且越堵越死。這樣就出現所有物料都從溢流進入浮選,造成浮選系統嚴重跑粗,一旦發現不及時,礦漿預處理器和浮選機(柱)中沉淀的粗顆粒不斷附集,浮選系統將無法正常運行。因此,地溝中物料返回到精煤煤泥桶的工藝是不合理的。

2.2 返回到尾煤濃縮機及影響分析

由于地溝中物料大部分為煤泥水,且來量的大小及粒度組成呈現無規律性,一些選煤廠擔心地溝泵的啟動瞬間增加很多煤泥水,會對生產系統產生嚴重影響,將其打到尾煤濃縮機,由于其沉淀面積大,具有很大的緩沖能力,且其溢流水又返回到生產系統,不會對生產系統產生大的影響。尾煤濃縮機的底流進入尾煤壓濾機脫水,將地溝水打入尾煤濃縮機,濃縮機的底流和底流泵(包括壓濾機喂料泵)一般較大,不會堵塞,但是,如果生產過程中有跑冒滴漏現象和水系統管理不當等問題,該部分物料直接進入濃縮系統,不僅增加負荷,而且還會因為大塊物料和跑冒中的磁鐵礦粉進入濃縮機而出現壓耙的生產事故。如果將地溝中的粗顆粒物料打入壓濾機,會出現以下幾個方面的影響:

(1)粗顆粒物料會堵塞壓濾機的給料通道,造成給料不通暢,同時會出現壓濾機給料管壓力升高,造成壓濾機給料已滿的假象;

(2)雜物(包括煤塊、鐵器)的棱角較多,壓濾機的給料泵一般揚程較高,給料速度快,對濾布的損壞非常嚴重;

(3)粗顆粒物料進入壓濾機,會造成其成餅效果不好,影響壓濾機的處理能力和脫水效果。

因此,地溝中物料不能進入尾煤濃縮系統。

2.3 返回到磁選機及影響分析

部分選煤廠地溝設計不很合理,重介系統的地溝與其它系統地溝連通。由于重介系統地溝中不可避免會有一些跑冒滴漏的重介質。因此,對地溝中的介質進行回收十分必要,對于介質回收首選磁選機,所以,部分選煤廠將地溝(尤其是重介系統地溝)的物料用泵送到磁選機。磁選機的工作原理是來料處于磁選滾筒下面的料箱中,通過帶有強磁性滾筒的轉動將介質吸出并分離出來,磁迭尾礦通過其溢流排除,這樣地溝中大顆粒的物料(包括大塊煤和鐵器雜物)進入磁選機后排不出來,越積越多,最終堵塞磁選機,造成跑介;而且大塊帶棱角的物料會損壞磁選機的滾筒。這兩類故障一般都是由于大塊雜物進入磁選機所致。因此,地溝中物料也不能返回到磁選機。

2.4 返回到精煤高頻篩或弧形篩及影響分析

根據前面3個返回位置分析可知,將地溝返回到不同位置所造成的影響主要是由于大塊物料所造成的,因此自然就考慮到將地溝中的物料返回到篩子上,高頻篩的篩分較小,可回收的粒度較小,有利于回收地溝中的煤泥。一般工藝是精煤高頻篩上的物料來源于弧形篩,高頻篩的篩上物直接作為產品或進入煤泥離心機進行二次脫水,煤泥離心機與一般離心機和末煤離心機結構不同,煤泥離心機篩籃的篩縫小,所用的篩絲較細,抗破壞能力較差,帶棱角的大塊物料進入后很容易破壞篩籃,造成離心機損壞,離心液濃度迅速升高。將地溝中的物料返回到精煤高頻篩還會對精煤質量產生影響。因此,地溝中物料也不能返回到精煤高頻篩。

2.5 返回到脫介篩前端或弧形篩及影響分析

為了防止地溝中的大顆粒進入煤泥水系統,將地溝中的物料返回到脫介篩或弧形篩,這樣的確可以防止粗顆粒對生產的影響,還能回收介質。但是,由于脫介篩前的弧形篩和脫介篩前端的篩下水直接返回到合格介質桶或混料桶,地溝中的物料絕大多數是水,大量的水進入合格介質桶或混料桶會造成懸浮液密度不穩定,對重介系統的控制造成影響。因此,地溝中物料也不能返回到脫介篩前端或弧形篩。

3 地溝中物料返回的合適地點及分析

綜上所述,由于地溝中物料所含成分復雜,其返回到生產系統的不同位置都會對生產系統產生不同程度的影響。因此,提出地溝中的物料有以下3個合適的返回地點。

(1)返回到中煤脫介篩的稀介段。地溝中的煤炭質量具有不確定性,返回到精煤脫介篩會污染精煤,返回到矸石脫介篩會損失部分精煤,中煤相對來說對質量要求不太嚴格,這樣可在不影響生產系統的情況下又回收了部分資源。中煤脫介篩稀介段篩下水進入到磁選機,又能回收損失的介質。同時地溝中的水又通過磁選機溢流后進入煤泥桶,煤泥也能得到很好的回收。這樣既解決了大塊物料處理難的問題,也合理解決了煤泥回收的問題。其缺點是損失了小部分精煤產品。

(2)返回到中煤高頻篩上。前面分析過將地溝中的物料返回到精煤高頻篩不僅會污染精煤,而且會對煤泥離心機產生影響。如果將該部分物料返回到中煤高頻篩脫水回收,高頻篩脫水后直接摻入中煤,不再進入離心機二次脫水,也不會對中煤質量產生影響。高頻篩的篩下水進入尾煤濃縮機或中煤旋流器,這種返回不會對工藝產生影響。但是,在采用該工藝時,中煤高頻篩的選型應當留有適當富裕系數,以適應和滿足該部分物料的回收,同時,高頻篩的選型,篩網最好采用不銹鋼焊接篩板,以提高其耐磨性。

(3)返回到原煤脫泥篩篩上。對于煤泥含量大的選煤廠,一般采用選前脫泥,其優點是可以降低重介系統的負荷,同時降低介耗。為提高脫泥效果,原煤脫泥篩一般采用濕法脫泥。將地溝中的物料打入到脫泥篩上,地溝中的水相當于脫泥篩的噴水,提高脫泥效果;地溝中的各種雜物通過脫泥篩,進入重介系統分選,又減少了精煤的損失。但應注意的是,脫泥篩的篩下水一般不進入重介系統,而重介系統的地溝中含有較多的重介質,若將其返回到脫泥篩,這部分介質將會損失掉,無法返回到生產系統。所以返回脫泥篩地溝的煤泥水應當是非重介系統地溝的來料。

4 結論

地溝中各種物料的不同去向在一定程度上影響生產工藝的穩定和全廠的經濟效益。因此,在選煤工藝設計時,對于選前脫泥的工藝系統,地溝中的各種物料推薦選用原煤脫泥篩處理工藝,此工藝有利于精煤產率最大化;對于沒有選前脫泥的工藝系統,地溝中的各種物料推薦選用中煤脫介篩處理工藝,此工藝有利于生產系統穩定和減小設備的磨損。

Analyzes the effect of whereabouts of slurry in the trench of coal preparation plant on the production processes

Tang Kai
(Tangshan Branch of China Coal Research Institute,Tangshan,Hebei 063012,China)

This article describes the material composition of slurry in the trench of coal preparation plant,and analyzes the effect of whereabouts of slurry on the production processes.With production practice,recovery handling process of slurry in the trench is promoted.Finally,according to the different separation process,a reasonable process system of coal slurry in trench is proposed.

black water process,dense-medium separation,recovery process,closed circulation

湯凱(1973-),男,安徽桐城人,高級工程師,礦業工程碩士,主要從事選煤技術研發與管理工作。

(責任編輯 張毅玲)