高效沉浮器在陽煤集團二礦選煤廠的應用

鄭強

(山西國辰建設工程勘察設計有限公司，山西陽泉045000)

高效沉浮器在陽煤集團二礦選煤廠的應用

鄭強

(山西國辰建設工程勘察設計有限公司，山西陽泉045000)

針對陽煤集團二礦選煤廠生產中煤泥水處理能力不足的問題，通過引進高效沉浮器技術，提高了煤泥水濃縮澄清的效果，原煤分選精度及精煤質量的穩定性顯著提高。并結合應用陰陽離子組合加藥系統，根據水質變化及時合理調整藥劑投放量及投放時機，確保了水質的穩定，節約了藥劑成本，完善了選煤廠洗水閉路循環工藝，為選煤廠高效可靠運行創造了良好條件。

選煤廠;煤泥水;高效沉浮器;自動加藥系統

1 項目背景

陽煤集團二礦選煤廠于1978年投入使用，原設計生產能力150萬t/年，經過多次技術改造，2008年設計洗選能力達到810萬t/年。該選煤廠采用塊煤重介—末煤跳汰聯合洗煤工藝，原煤首先通過篩分破碎形成塊原煤及末原煤，塊原煤進入重介車間洗選或中間轉入塊原煤倉儲存，末原煤進入跳汰車間洗選。隨著礦井原煤產量的大幅提高，選煤廠各個系統幾經改造，煤泥濃縮部分仍存在缺口。經測算，目前煤泥水的處理缺口為500 m3/h．煤泥水得不到及時處理，造成循環水濃度增加，分選密度不易控制，洗選系統分選效率下降，精煤產品污染嚴重，影響精煤產率。

2 改造方案

2.1 工藝選擇

該選煤廠屬于老廠，各種工業設施布置緊湊，此次改造選址在該廠原有1號事故沉淀池位置(長30 m×寬10 m)進行，加上煤泥堆放區，寬度僅有15 m，經計算需要選用直徑20 m的濃縮機，因此，現場布置緊張。經過實地考察，選用了高效沉浮器技術工藝，按處理能力為600 m3/h設計，可以滿足選煤廠煤泥水處理需求。根據處理能力和場地選取3組高效沉浮器(長16 m×寬12 m)，其他配套設備直徑最大尺寸不超過6 m可以沿著原沉淀池長度方向布置。

2.2 工藝流程

煤泥水經過煤泥水混合桶，通過加藥裝置進行第一次加藥，在攪拌機的作用下，煤泥水和藥液充分混合。煤泥水經過煤泥水混合桶自流到高效沉浮器中，進一步分離沉淀，大的顆粒物質沉降到下部形成底流濃縮沉淀，水中懸浮的細小顆粒物質(主要是灰分)與氣浮裝置產生的微氣泡結合浮到液面，形成浮渣，然后通過刮渣機和收渣裝置排到槽外;處理出水通過收水裝置排到循環水池。底流濃縮沉淀用渣漿泵抽送到濃度調質機，沉淀煤泥利用濃度調質機進一步壓縮沉淀，濃度調質機壓縮煤泥的上清液排走，濃縮后的煤泥送入煤泥壓濾車間。工藝流程圖見圖1．

圖1 工藝流程圖

2.3 主要設備

此設計采用目前國內在煤泥水處理方面處于領先地位的高效沉浮器技術工藝。設備是采用了分散顆粒的淺層沉淀理論，并在吸收了國內外多層、多格、斜管沉淀技術基礎上，開發研制的一種高效沉淀裝置。淺層沉淀理論即在平流式或豎流式沉淀池的沉淀區內利用傾斜的平行管或平行管道分割成一系列淺層沉淀層，被處理的和沉降的煤泥在各沉淀淺層中相互運動并分離。該系統包括煤泥水混合桶、高效沉浮器、加藥系統和濃度調質機。

1)煤泥水混合桶:煤泥水由其一側下方進入，通過攪拌裝置攪拌后，從另一側上方流出，使煤泥水與藥劑得到充分混合。

2)高效沉浮器:是一種將沉降和浮選組合為一體的新型固液分離裝置，分離效率高，出水水質好。沉降采用了分散顆粒的淺層沉淀理論，并吸收了國內外多層、多格、斜管沉淀先進技術開發研制的一種高效沉淀裝置。該設備有以下幾個特點:

a)利用斜管沉淀理論，增大沉淀處理表面負荷，提高出水水質;利用污泥濃縮區濃縮，排泥濃度較高。

b)斜管沉淀槽的主體采用碳鋼材質加工而成，外部采用結構加強筋，內部采用環氧煤瀝青防腐。底部設置固定支座，通過支座固定在建筑結構基礎上。

c)高濃度廢水經進水管、進水支管小孔調節，均勻進入沉淀槽，廢水在沉降區實現泥水分離，澄清水上升，進入浮選區，浮選后浮渣聚集到水面，清水經收水裝置排出，浮渣通過刮渣裝置和收渣裝置排出。

3)濃度調質機:運轉扭矩大，不壓耙，且具有底流濃度大、含固率高、易壓縮等優勢。

4)加藥系統采用陰陽離子組合加藥系統，用可編程控制器PLC控制整個系統的自動運行，根據檢測出的水質，分析應投加藥劑，選擇相應陽離子或陰離子藥劑加藥泵，通過變頻控制裝置調節加藥劑量，達到調節煤泥水的目的。該系統的特點是:

a)實現了在線實時監測水質變化，根據水質變化及時合理調整加藥劑量，選擇投加藥劑，確保水質穩定。

b)可根據不同廢水處理需求的藥劑種類，設置幾個組合藥劑攪拌桶、儲藥箱及其它相應裝置，設備適用性強，適用于泥化性煤泥水處理過程。

2.4 工藝特點

該套系統和傳統的耙式濃縮機相比具有以下特點:

1)該套系統在具備傳統濃縮機優點的同時，克服了傳統提耙式濃縮機壓耙的缺點。該系統是幾個單元組合，通過高效斜管沉淀槽、加藥系統、濃度調質機等組合達到良好的沉淀效果，因為沒有耙架，不會出現壓耙事故，提高了系統運行的穩定性。

2)傳統的提耙式濃縮機人工維護費用比較高。該套系統都是PLC全自動控制系統。

3)傳統濃縮機只能去除水中密度較大的固體顆粒，不能去除水中密度比水小的細泥，細泥最后形成浮沫聚集在水面或隨水流出，浮沫大量凝聚時嚴重影響沉降效果。該系統中的浮選裝置包括氣浮機和刮渣設備，能夠去除水中懸浮的細小顆粒物。浮選的原理是利用水中微小氣泡作為載體黏附水中的細小懸浮物，使其浮力大于其阻力和重力，從而細小懸浮物能上升到水的表面，由刮渣設備刮除，實現固液分離，去除水中的細小懸浮物。傳統濃縮機中，大的顆粒物能夠利用自身的重力沉降，實現固液分離，但是水中懸浮的細小顆粒物質無法去除，造成水中懸浮顆粒較多，該高效斜管沉淀系統中的浮選單元裝置能夠很好地解決這一問題。

4)由于傳統耙式濃縮機對地基的要求較高，因此需對地基作特殊處理，且濃縮池直徑20 m、深6 m，工程量較大，混凝土澆注需90天。而高效沉浮器系統都是碳鋼結構，只有固定基礎需要土建，設備安裝最快只需30天。

3 結語

項目投產后，經檢測，溢流水濃度由原來的200～ 300 g/L降低到30～50 g/L，底流濃度為400～450 g/L，原煤分選精度及精煤質量的穩定性顯著提高。生產中引進陰陽離子組合加藥系統，根據水質變化及時合理調整藥劑投放量及投放時機，確保了水質的穩定，節約了藥劑成本。此次改造進一步完善了選煤廠洗水閉路循環工藝，為選煤廠高效、可靠運行創造了良好的條件。

App lication of H igh Efficiency Ups and Downs Device in the Second Mine Coal Preparation Plant of Yangquan Coal Industry Group

ZHENG Qiang

To the question of insufficient slime water processing ability in production of the second mine coal preparation plant of Yangquan Coal Industry Group，introduces the high－efficiency ups and downs device technology to improve the effectof thickening and clarification on slime water and the separation accuracy of raw coal，the stability of clean coal quality．Adjusts the medicament supply and opportunity timely and legitimately according to the change ofwater quality combining with using the addingmedicine system of zwitterion．Ensures the stability of water quality，saves the drug costs，perfects the technology of closed water circuit in coal preparation plant．It creates the good conditions for efficient and reliable operation of coal preparation plant．

Coal preparation plant;Slime water;High－efficiency ups and downs device;Automatic dosing system

TD462

B

1672－0652(2015)09－0016－02

2015－07－21

鄭強(1986—)，男，山西大同人，2010年畢業于太原理工大學，助理工程師，主要從事煤炭洗選設計工作(E－mail)616596365@qq．com