煤泥水處理技術(shù)與實踐

摘 要:針對選煤廠煤泥水處理內(nèi)容，結(jié)合田莊選煤廠具體實踐和探索，就相關(guān)技術(shù)問題提供了可資借鑒的思路和經(jīng)驗，特別是在優(yōu)化改造粗煤泥分級系統(tǒng)、采取直接浮選和濃縮過濾工藝、研制雙流態(tài)微泡浮選機、加強浮選精煤脫水、浮選尾煤的濃縮澄清、煤泥水的閉路循環(huán)和煤泥產(chǎn)品的加工利用等方面的做法，有其獨到之處。

關(guān)鍵詞:選煤煤泥水處理技術(shù)經(jīng)驗

中圖分類號:TD94文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)07(b)-0098-02

煤泥水處理在選煤廠的生產(chǎn)管理中有著極其重要性的作用，是濕法煉焦選煤廠建設(shè)中投資最大的系統(tǒng)，也是選煤廠生產(chǎn)、技術(shù)和管理中最重要、最復(fù)雜、最困難的系統(tǒng)，涉及到選煤生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，其運行質(zhì)量與效果直接影響著選煤廠的經(jīng)濟效益和社會效益。田莊選煤廠作為我國第一座自行設(shè)計和建設(shè)的大型全重介選煤廠，在這方面做了大量卓有成效的探索與實踐，取得了很好的效果。本文就此談點粗淺的看法。

1 煤泥水的處理內(nèi)容

煤泥水的處理主要是指煤炭在分選加工過程中產(chǎn)生的介質(zhì)用水的處理技術(shù)。由于煤炭的分選加工絕大多數(shù)是以水或水的混合物作為分選介質(zhì)的，因此，煤泥水處理與煤炭的洗選加工密切相關(guān)，其主要任務(wù)就是實現(xiàn)煤泥全部廠內(nèi)回收、洗水閉路循環(huán)，實現(xiàn)節(jié)能減排的目的。田莊選煤廠煤泥水由五部分組成:原煤濕法分級和脫泥的篩下水;塊煤脫介篩稀介質(zhì)回收凈化后的煤泥水;末煤脫介篩稀介質(zhì)回收凈化后的煤泥水;離心脫水機的離心液;重介車間跑冒滴漏和衛(wèi)生清掃的煤泥水。煤泥水處理主要包括幾個方面內(nèi)容:

1．1 煤泥的分選、回收、脫水作業(yè)

煤泥的分選、回收、脫水是煤泥水處理中最主要的任務(wù)和內(nèi)容。對煉焦精煤選煤廠而言，盡可能多地的從煤泥水中把中低灰分精煤固體顆粒分離出來，加以充分回收利用，并盡可能降低煤泥產(chǎn)品所含水分，實現(xiàn)精煤產(chǎn)率最大化。

1．2 煤泥水的分級作業(yè)

煤泥是由各種粒度組成的混合粒群，其中的粗粒和細粒在許多性質(zhì)上差別很大。在重介選煤廠中，煤大于0.5mm粒級全部進入末原煤系統(tǒng)，小于0.5mm粒級全部進入浮選系統(tǒng)。

1．3 煤泥水的濃縮作業(yè)

各種煤泥分選、回收和脫水設(shè)備，對入料的濃度有一定的要求，只有適合的濃度才能滿足工藝效果。而煤泥水的濃度，則取決于煤泥水中煤泥量的多少、作業(yè)用水量的大小、循環(huán)水質(zhì)的好壞。目前，大多數(shù)選煤廠都采用自然沉降濃縮設(shè)備，有些還通過添加絮凝劑的辦法，強化沉降，提高濃縮效果。在濃縮設(shè)備中，從容器底部少量排出的是濃縮的煤漿，從容器上部大量流走的是溢流水。

1．4 煤泥水的澄清作業(yè)

循環(huán)水作為分選和輔助用水，其質(zhì)量主要表現(xiàn)為循環(huán)水的固體含量、固體粒度和灰分。當循環(huán)水中含有過多的煤泥顆粒，尤其是高灰、細泥顆粒時，會嚴重影響分選、回收和脫水效果。為保證循環(huán)水的潔凈，必須設(shè)置煤泥水澄清作業(yè)。

1．5 煤泥產(chǎn)品的加工利用

煤泥是由細微粒煤、粉狀矸石和水組成的黏稠物，具有粒度細、灰分高、水分大、熱值低、黏結(jié)性強、內(nèi)聚力大等特點，正是這些特點限制了煤泥的使用。而大量的煤泥若處理不當，不僅造成資源的浪費，而且會嚴重影響周圍環(huán)境。因此，對煤泥的加工利用成為各個選煤廠面臨一個現(xiàn)實而亟需解決的課題。

2 煤泥水處理的探索與實踐

田莊選煤廠建廠40年來一直在進行煤泥水處理方面探索和實踐，不斷取得新成果。根據(jù)煤泥水的組成特點和處理內(nèi)容要求，田莊選煤廠主要采取以下幾方面的技術(shù)措施和管理方案。

2．1 優(yōu)化改造粗煤泥分級系統(tǒng)

1989年建設(shè)了角錐沉淀池和分級旋流器組合的粗煤泥分選系統(tǒng)，代替原斗子撈坑的粗煤泥分選系統(tǒng)。針對粗煤泥分選系統(tǒng)存在的系統(tǒng)復(fù)雜、處理能力不足、效率低、能耗高的問題，2008年開始對粗煤泥分選車間進行優(yōu)化改造。一是利用6臺φ550mm旋流器代替原12臺φ500mm，每臺對應(yīng)一臺脫泥篩，入料采取一臺泵對一臺旋流器，從而形成6個子系統(tǒng)，簡化了系統(tǒng)，減少了設(shè)備運行，提高了分級效率;二是角錐沉淀池予以保留，仍然作為第一步分級作業(yè)，但是對角錐沉淀池6臺泵電機進行變頻改造，節(jié)電效果顯著;三是在粗煤泥車間設(shè)置一個工段控制室和一個現(xiàn)場PLC站，實現(xiàn)了控制室集中控制，提高了自動化水平。

2．2 采取直接浮選工藝

2001年4月開始實行直接浮選工藝。直接浮選是指重選過程產(chǎn)生的煤泥水經(jīng)水力分級設(shè)備控制入浮粒度上限后，不經(jīng)濃縮直接輸送到浮選作業(yè)。其優(yōu)點是，重選和浮選作業(yè)的同步進行，有利于提高生產(chǎn)效率;降低了重選分選下限和浮選入浮濃度，可改善細粒級和細泥的選擇性，也便于及時檢測浮選精煤灰分以指導(dǎo)精煤生產(chǎn)，提高精煤質(zhì)量和產(chǎn)率;在全廠原煤處理量均衡的條件下浮選入料流量、入浮煤漿濃度和粒度組成基本穩(wěn)定，消除了循環(huán)水中攜帶細泥的現(xiàn)象，避免了煤泥反復(fù)在洗水循環(huán)中大量泥化，做到清水選煤，實現(xiàn)煤泥水的閉路循環(huán)和全部煤泥廠內(nèi)回收。

2．3 成功研制雙流態(tài)微泡浮選機

隨著煤炭開采深度的增加和綜采機械化程度的提高，田莊選煤廠入選原煤煤質(zhì)逐年下滑，灰分明顯增高，尤其是難選煤、細粒煤比例大幅度增加，造成分選效率差、產(chǎn)率低、質(zhì)量不穩(wěn)定等問題，給精煤生產(chǎn)帶來很大困難。為解決這一難題，田莊選煤廠經(jīng)過十年的艱苦努力，開發(fā)研制出“雙流態(tài)微泡浮選機”， 2007年獲得國家專利和國家科技發(fā)明二等獎。

2．4 加強浮選精煤脫水

針對入選原煤中小于0.5mm粒級含量越來越多、泥化現(xiàn)象現(xiàn)象日益嚴重、浮選煤泥脫水比較困難的問題，田莊選煤廠在原有10臺PG116/10圓盤真空過濾機(逐步淘汰)的基礎(chǔ)上，1997年投資從奧地利引進3臺HBF120/10型加壓過濾機，2010年又購置了一臺國產(chǎn)加壓過濾機和4臺精煤壓濾機，大大提高浮選精煤脫水能力。

2．5 浮選尾煤的濃縮、澄清

為做好浮選尾煤的濃縮、澄清工作，田莊選煤廠先后三次對系統(tǒng)進行改造。主要包括三方面:一是對浮選尾煤3臺φ30m中心傳動耙式濃縮機進行改造，確保濃縮澄清后的溢流水滿足生產(chǎn)用水質(zhì)量要求。二是將4臺XMZ500更換為XMZ800/2000-U型壓濾機，新增3臺XMZ800/2000-U型壓濾機，提高煤泥脫水能力。三是優(yōu)化生產(chǎn)系統(tǒng)，將壓濾機入料方式改為濃縮底流直接泵入方式，減少給料泵環(huán)節(jié);改濃縮機事故時外排水為內(nèi)部閉路循環(huán)，避免廢水外排污染環(huán)境。

2．6 煤泥水的閉路循環(huán)

選煤廠的煤泥水流失，不僅會造成資源的浪費，而且會造成環(huán)境的污染。田莊選煤廠一直在進行洗水閉路循環(huán)實踐，先后兩次進行澄清水替代生產(chǎn)清水技術(shù)改造。經(jīng)過二次澄清處理后的水懸浮物濃度為6.1mg/L達到生產(chǎn)用水水質(zhì)標準，大大減少了清水消耗，生產(chǎn)用清水量由0.22m3/t降低到改造后0.06m3/t。

2．7 煤泥產(chǎn)品的加工利用

隨著原煤處理能力的不斷提升，田莊選煤廠每年的煤泥量超過50萬t，發(fā)熱量在15MJ/kg左右。為解決這一問題，田莊選煤廠多年來進行了大量不懈的研究和試驗，取得了較好的效果。一是研究開發(fā)出煤泥水煤漿，2000年田莊選煤廠與中國礦業(yè)大學(xué)水煤漿研究中心聯(lián)合進行煤泥制備水煤漿技術(shù)的應(yīng)用研究，先后通過實驗室和工業(yè)試驗，取得了成功，但是由于高灰水煤漿的附加值低、制漿粒度要求嚴，以及輸送問題等限制了其推廣應(yīng)用。二是應(yīng)用煤泥干燥技術(shù)制作型煤。于2007年投資安裝了兩臺NLG2818型滾筒干燥機，同時配套建設(shè)了完備的煤泥干燥生產(chǎn)系統(tǒng)，單臺干燥機處理能力50t/h，提供就業(yè)崗位115個，型煤產(chǎn)品通過火車運往電廠作工業(yè)燃料，減少了污染，增加了效益，解決了煤泥這個制約選煤廠生產(chǎn)的難題。

3 經(jīng)驗和體會

田莊選煤廠經(jīng)過40年的不斷探索和大膽實踐，在煤泥水處理方面取得了一些成績，也有較為深刻的教訓(xùn)，所有這些都值得加以總結(jié)，以便揚長避短，持續(xù)改進和優(yōu)化。主要體會有以下幾點:

(1)分選粒度控制是做好煤泥水處理的前提。煤泥水處理的粒度控制是煤泥水處理的第一道工序，也是最主要的工序之一，直接制約著后續(xù)工序的正常進行，特別是對煤泥的分選產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量起關(guān)鍵性作用，并對全廠精煤產(chǎn)品產(chǎn)率和質(zhì)量產(chǎn)生重要影響。田莊選煤廠目前使用的煤泥水粒度控制系統(tǒng)是角錐沉淀池和分級旋流器組合的粗煤泥分選系統(tǒng)。

(2)直接浮選、濃縮過濾是做好煤泥水處理的關(guān)鍵。許多選煤廠實踐都證明了直接浮選和濃縮過濾工藝對實現(xiàn)煤泥水閉路循環(huán)非常有利，是煤泥水處理中浮選和過濾方面一項根本性的改革。實行直接浮選以后，循環(huán)水的來源單一，便于有效控制循環(huán)水的水質(zhì)，簡化了煤泥水處理系統(tǒng)，有利于煤泥水閉路循環(huán)。而實行濃縮過濾后取得了濾餅水分降低、脫餅率100%、一臺過濾機頂兩臺過濾機的效果。但是濃縮過濾中的消泡問題還有待解決。

(3)產(chǎn)品脫水是做好煤泥水處理的重要環(huán)節(jié)。產(chǎn)品脫水是降低產(chǎn)品水分，滿足用戶需要的重要指標，也是做好煤泥水處理，降低生產(chǎn)水耗的重要步驟。而其中最重要的內(nèi)容是浮選精煤的脫水和煤泥的脫水工作。從田莊選煤廠的實際情況看，采用先進可靠的設(shè)備至關(guān)重要，對浮選精煤脫水而言，真空過濾機、加壓過濾機效果都不錯，精煤壓濾機也可試用，選擇這些設(shè)備各有利弊。

(4)濃縮和澄清是做好煤泥水處理的保證。為保證濃縮機溢流水水質(zhì)，必須做好濃縮機設(shè)備的潤滑、維護和檢修，提高設(shè)備的完好率，每班都要檢查大齒圈、渦輪包、減速機、壓力軸承的潤滑和完好情況，減少壓耙子和設(shè)備意外停車事故。

(5)煤泥水的閉路循環(huán)是做好煤泥水處理的目標。選煤廠的煤泥全部廠內(nèi)回收、洗水閉路循環(huán)已經(jīng)成為十分重要的環(huán)保目標，也是一項硬性指標。其主要內(nèi)涵包括幾個方面:一是洗水動態(tài)平衡，洗水濃度小于50g/L，不向廠區(qū)外排水，水重復(fù)利用率達90%以上，單位補充水量小于0.15m3/t(原煤);二是設(shè)置緩沖水池，并有完備的回水系統(tǒng);三是年處理原煤量達到核定能力70%以上，全部煤泥實現(xiàn)廠內(nèi)回收。

(6)煤泥產(chǎn)品回收利用是做好煤泥水處理的方向。煤泥產(chǎn)品回收利用既是煤泥水處理的一項目標，也是企業(yè)一個新的經(jīng)濟增長點。

參考文獻

[1]中國煤炭加工利用協(xié)會.選煤廠煤泥水處理[M].中國礦業(yè)大學(xué)出版社.

[2]李合群，高亞平.中國第一座全重介選煤廠的生產(chǎn)實踐[M].中國礦業(yè)大學(xué)出版社.

[3]中國煤炭加工利用協(xié)會.選煤實用技術(shù)手冊[M].中國礦業(yè)大學(xué)出版社.