凱達選煤廠煤泥水系統治理方法

趙曉麗

(華陽新材料科技有限公司 選煤質量管理中心, 山西 陽泉 045000)

1 概 況

凱達選煤廠位于鄂爾多斯境內，距離準格爾旗100 km,為設計入洗能力6.0 Mt/a的動力煤選煤廠，洗選工藝為13～80 mm重介淺槽分選，1.5～13 mm重介旋流器分選，0.25～1.5 mm粗煤泥水力旋流器組分選，-0.25 mm細煤泥壓濾脫水回收，主要入選凱達煤礦生產的原煤及選煤廠自購周邊礦井原煤。初設3臺d38 m濃縮機(兩用一備)，3臺500 m2京津壓濾機(現場預留2臺安裝位置)。

目前，因凱達礦原煤煤質比較好基本不入選，入選原煤為煤質較差的自購原煤，自購原煤質量達不到銷售要求，必須全入洗。全入洗時煤泥量較大，占20%～25%，是一般動力煤選煤廠煤泥量的2倍，絮凝劑用量為每噸原煤30～35 g遠超周邊選煤廠，尾煤泥回收設備能力不足，又增加2臺800 m2壓濾機。由于煤泥運輸轉載皮帶設計能力不足，兩臺壓濾機同時卸料易發生煤泥運輸轉載皮帶壓車事故，目前只能單臺壓濾機卸料，嚴重影響煤泥回收，制約生產。

2 煤泥水系統問題分析

針對以上問題最簡單直接的解決方法為更換煤泥轉載運輸皮帶機，提高處理能力使兩臺及以上壓濾機可以同時卸料，煤泥處理能力提高不制約生產即可。但是這種技改投入成本大且不能直接產生經濟效益。經過綜合分析，決定從兩方面入手解決煤泥制約生產問題：1) 減少煤泥量，盡量多出商品煤產品。2) 解決煤泥運輸轉載皮帶壓車問題的同時降低絮凝劑消耗，提高自動化程度，降低勞動量。

2.1 煤泥特性分析

凱達選煤廠煤泥小篩分實驗結果見表1. 由表1可知，煤泥的綜合灰分為50.23%，高灰細泥含量大，無直接利用價值。但分析看出+0.075 mm產率27.38%，灰分21.69%. -0.075 mm產率72.62%，灰分60.99%. 如果將煤泥進行分級，-0.075 mm可以回摻到產品里面，既提高了產品產率，增加了經濟效益，同時也降低了環保壓力。

2.2 煤泥分級設備選型分析

1) 煤泥分級設備常用的有高頻篩與疊層高頻振動篩，比較如下：

高頻篩：達到分級效果需要6臺以上GPS1837高頻篩，主洗車間的安裝空間及基礎都達不到要求，且篩布使用壽命短，更換頻繁，員工勞動量增加。

疊層高頻振動篩：疊層篩處理能力大，篩分效率高。多路并聯，設備動負荷小，主洗車間的安裝空間及基礎都能達到要求。高開孔率，采用防堵耐磨聚氨酯篩網，使用壽命長，更換周期6個月以上。

表1 煤泥小篩分試驗結果表

2) 煤泥脫水設備常用的有臥式沉降式離心機與壓濾機，比較如下：

臥式沉降式離心機：出料快、排料量大、密閉運行操作運行環境好、操作方便、物料松散、水分低，但是能耗高、維修成本高。

壓濾機：間歇性出料、物料不松散、產品水分大，能耗低，維修成本低。

綜合考慮選煤廠現場空間布置等問題，且滿足0.25～0.075 mm物料能直接摻入綜合精煤產品中的要求，選用疊層高頻振動篩+臥式沉降式離心機的組合工藝更為合理。

3 煤泥水系統解決方案

3.1 煤泥水處理系統工藝改造

3.1.1 濃縮沉降工藝改造

原煤泥水濃縮沉降工藝為煤泥水同時進入兩臺濃縮機，使用絮凝劑沉降，工藝流程見圖1. 將濃縮機改成兩段沉降，一段不加絮凝劑的自然沉降，二段加絮凝劑沉降，增加FY-HVS-1500型疊層高頻振動篩2臺，GT1420SBC臥式沉降離心機1臺。疊篩篩縫為0.075 mm(部分為0.1 mm)，篩上物料直接去臥式沉降式離心機，篩下物料去二段濃縮機。工藝流程見圖2.

圖1 改造前煤泥水系統工藝流程圖

生產操作時注意事項如下：

1) 減少系統的循環水量，保證一段濃縮池的沉降速度。

2) 一段濃縮池不能加絮凝劑沉降，避免出現臥式沉降式離心機斷銷子現象。

3) 控制疊層篩的入料量，使疊層篩的透篩率達到85%以上，保證篩上物料的高灰細泥透篩。

圖2 改造后煤泥水系統工藝流程圖

3.1.2 尾煤壓濾機的改造

因煤泥分級，壓濾機處理物料基本都是-0.075 mm極細粒煤泥，壓濾機處理效率會下降。目前壓濾機使用的是透氣量為600 L/m2·s的濾布，需要更換成900 L/m2·s的濾布，提高壓濾機的處理效率。把壓濾機濾液水由原設計的去循環水池改至去二段濃縮機，保證循環水洗水濃度。

3.2 煤泥水自動化程序控制

壓濾控制流程圖見圖3，在壓濾系統和絮凝劑加藥系統自動控制的基礎上，在二段濃縮入料和底流泵安裝濃度計，濃縮機底流自動供料緩沖攪拌桶，實現壓濾機自動入料、逐臺有序卸料等全過程的自動控制。

圖3 尾煤壓濾控制流程圖

1) 二段濃縮機入料上安裝煤泥水濃度檢測儀，將煤泥水濃度檢測數據反饋至自動加藥系統，實現加藥機給藥頻率自動調整，有助于水質控制，降低絮凝劑藥劑的用量。

2) 將5臺壓濾機與對應卸料刮板輸送機形成互鎖關系，當一臺開啟時，其他的不能開啟即壓濾機不能卸料。

3) 602、603濃縮機底流濃度計與610—613四臺底流泵關聯，濃度過低時底流泵不啟動，避免因入料濃度低壓濾機處理效率降低，煤泥產品水分增加。

同時4臺底流泵與831、832、853煤泥攪拌桶液位計關聯。在煤泥桶高液位時(一般設75%)自動停止濃縮底流泵向壓濾煤泥攪拌桶供料，低液位自動啟泵供料(一般設30%)，為增加攪拌桶緩沖能力和避免冒料，將831、832、853三個攪拌桶底部加閥門聯通在一體，可視濃縮池使用情況開啟濃縮泵臺數。

4) 煤泥壓濾自動化控制時注意事項如下：

a) 尾煤壓濾工改成壓濾巡視工，定期巡視自動控制的閥門是否動作靈活可靠。

b) 加強自動控制泵、攪拌桶、壓濾機、輸送機等電氣部件的維護及檢查，確保各項保護靈敏可靠以及程序鏈閉鎖及信號輸出良好。

c) 對運輸設備的各項保護定期進行試驗，保證靈敏可靠。

d) 定期進行濾布沖洗、固定等養護，保證壓濾機可以快速自動卸料，減少人工輔助卸料。

e) 加強監控系統維護，代替崗位巡查無人值守。

4 煤泥水系統改造后效果

疊層篩上物小篩分試驗結果見表2. 由表2可知，篩上物綜合灰分為22.63%，其中+0.075 mm產率85.45%，灰分17.24%. -0.075 mm產率14.55%，灰分54.27%.

通過對煤泥水系統工藝改造和全自動加藥系統的完善，取得了如下技術經濟效益：

1) 一段濃縮機底流通過疊層篩+臥式沉降式離心機處理后水分20%左右，生產中直接均勻摻入產品中，提高產品回收率，使得壓濾機處理煤泥量減少25%～30%. 全年入洗自購煤量按240萬t，煤泥量按20%，煤泥減少按25%計算，則全年增加精煤產量為12萬t，2021全年按800元/t計算，則增加經濟效益為9 600萬元。

表2 疊層篩篩上物小篩分試驗結果表

2) 絮凝劑使用量由技改前的30～35 g/t原煤降至15～20 g/t原煤，按節約10 g/t原煤計算，年節約絮凝劑24 t，節約費用26萬元。

3) 煤泥壓濾系統自動化的投入，每班減少2名崗位工，年節約人工費用50萬元。

5 結 語

以往的動力煤選煤廠設計時把粒度-0.25 mm(多數選煤廠為-0.5 mm)的物料全部由壓濾機處理做為煤泥副產品，煤泥作為產品銷售壓力大且價格低，很多時候只能外排。由凱達選煤廠煤泥水處理工藝的改造可以看出，隨著細粒級分級設備的進步，根據煤質情況可以使煤泥分級下限繼續降低，減少副產品煤泥產率，既可以增加選煤廠經濟效益，又可以降低環保壓力。