烏蘭木倫選煤廠矸石細泥單獨沉降與脫水工藝的設計

牛 超，韓 丹，張 帥

(神華神東煤炭集團 洗選中心，內蒙古 鄂爾多斯 017209)

烏蘭木倫選煤廠矸石細泥單獨沉降與脫水工藝的設計

牛 超，韓 丹，張 帥

(神華神東煤炭集團 洗選中心，內蒙古 鄂爾多斯 017209)

為了解決烏蘭木倫選煤廠矸石細泥處理效果不理想，濾餅灰分高而污染精煤的問題，對濃縮系統(tǒng)、壓濾系統(tǒng)工藝進行綜合設計。經此設計與改造后，實現(xiàn)了矸石細泥的單獨處理，系統(tǒng)藥劑消耗量降低，壓濾設備脫水效果大大提高，商品煤的發(fā)熱量得以提升。

矸石細泥；單獨處理；沉降脫水

烏蘭木倫選煤廠是神東集團公司洗選中心下屬的特大型、礦井型、現(xiàn)代化、動力煤選煤廠，實際洗選能力達到5 Mt/a。入選原煤主要來源于烏蘭木倫煤礦，原煤以25 mm分級后，>25 mm粒級塊煤采用淺槽重介質分選機分選，25～2 mm粒級末煤采用重介質旋流器分選，2～0.15 mm粒級煤泥采用螺旋分選機分選，<0.15 mm粒級細煤泥經濃縮、壓濾處理后摻入商品煤出售。該選煤廠的主導產品包括塊精煤、末精煤、螺旋精煤、細煤泥，主要作為電廠燃料使用。

烏蘭木倫選煤廠塊煤與末煤系統(tǒng)原來共有四個濃縮池，其中兩個運行另外兩個備用。在實際生產過程中，塊煤系統(tǒng)的細煤泥進入末煤系統(tǒng)處理，因而塊煤系統(tǒng)備用濃縮池基本不使用，與此同時用于處理塊煤系統(tǒng)細煤泥的GPJ-60加壓過濾機基本閑置。此外，由于矸石細泥沒有單獨的處理工藝，只能將其混入煤泥水一起處理，而矸石細泥絮凝效果差，導致藥劑用量增大，煤泥水被污染；加之此部分細泥的親水性強，致使濾餅水分偏高，摻入商品煤后影響其發(fā)熱量。如何將矸石細泥單獨處理，防止其進入煤泥水系統(tǒng)，對于選煤廠降低藥耗和提高商品煤質量具有積極作用。

1 生產現(xiàn)狀

目前，烏蘭木倫選煤廠矸石細泥的來源主要為：帶式輸送機輸送矸石時所產生的矸石污水、螺旋矸石弧形篩和高頻篩的篩下水、矸石脫介篩的稀介經磁選后的尾礦水，這部分矸石細泥量約占原煤量的0.8%。由于沒有單獨的矸石細泥處理工藝，只能將其混入煤泥水一起處理[1]。而矸石細泥的絮凝效果差[2]，在濃縮池處理時藥劑用量較大，導致煤泥水被污染；加之矸石細泥的親水性強[3]，壓濾后的濾餅水分偏高[4]，摻入商品煤后使其發(fā)熱量降低。

由此來看，矸石細泥對選煤廠的煤泥水處理危害極大[5]，有必要設計單獨的矸石細泥沉降與脫水工藝。烏蘭木倫選煤廠末煤系統(tǒng)煤泥處理原則流程如圖1、圖2所示。

圖1 粗煤泥處理原則流程

圖2 細煤泥處理原則流程

2 矸石細泥單獨處理工藝的設計

由于多數(shù)動力煤選煤廠沒有設計浮選工藝[6]，且沒有單獨的矸石細泥濃縮系統(tǒng)、壓濾系統(tǒng)，導致系統(tǒng)內的矸石細泥只能與煤泥水混合后一起處理[7]，而實際處理過程中矸石細泥對煤泥水處理系統(tǒng)的影響較大。為此，烏蘭木倫選煤廠在不增加濃縮系統(tǒng)、壓濾系統(tǒng)的前提下，設計出一種新的矸石細泥單獨沉降與脫水工藝，不但實現(xiàn)了煤泥水與矸石細泥的有效分離，而且使煤泥水處理效果得到改善。

2.1 工藝設計

根據(jù)工藝設計方案，將塊煤備用濃縮池作為矸石細泥沉降池，并將塊煤板框壓濾機作為矸石細泥脫水設備[8]，同時對板框壓濾機下方的刮板輸送機驅動進行改造，使其排料進入矸石帶式輸送機。由圖1、圖2可以看出，通過管路改造可使螺旋矸石弧形篩、高頻篩的篩下水進入矸石細泥沉降池，由于此部分矸石細泥量較小，生產中不添加藥劑而使其自由沉降，沉降池底流通過入料泵打入板框壓濾機，脫水產物直接排入矸石帶式輸送機，從而實現(xiàn)矸石細泥的單獨處理(圖3)。

圖3 矸石細泥單獨沉降與脫水處理原則流程

2.2 設備選型

與其他壓濾脫水設備相比，板框壓濾機在處理極細粒親水性礦物時，脫水效果較好[9-10]。因此，將GPJ-60加壓過濾機更換成KZG100/1500X1500-U快開式壓濾機，其主要技術參數(shù)如表1所示。

表1 KZG100/1500X1500-U快開式壓濾機的主要技術參數(shù)

2.3 工藝布置

根據(jù)工藝布置需求，結合現(xiàn)場測量結果，拆除加壓過濾機后的空間位置能夠滿足快開式壓濾機布置的要求，故將KZG100/1500X1500-U快開式壓濾機布置在此處。鑒于螺旋矸石弧形篩和高頻篩的篩下水共用同一管道輸送，且該管道所處位置較高，其到塊煤二號濃縮池的垂直距離為10 m，水平距離為11 m，管路水平角度約為44°，實際使用中不存在管道堵塞的問題。

3 應用效果

矸石細泥單獨沉降與脫水工藝設計與改造完成后，在烏蘭木倫選煤廠已運行半年多。生產實踐表明：矸石細泥自由沉降效果較好，通過板框壓濾機脫水后可全部排入矸石倉；與此同時，煤泥水沉降效果得到極大改善，藥劑用量明顯下降。根據(jù)統(tǒng)計資料計算，原來精煤產品中的矸石細泥量約為8 t/h，精煤產量約為900 t/h；該工藝系統(tǒng)投入使用后，每年可使精煤中的矸石細泥量減少約6萬t，進而使商品煤灰分下降約0.2個百分點，發(fā)熱量提高約83.68 kJ/kg。

現(xiàn)場實際生產數(shù)據(jù)顯示，矸石細泥單獨沉降與脫水工藝投入運行后，每班可節(jié)約的聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺用量分別為45 kg、9 kg，即每年可節(jié)約聚合氯化鋁37 t、聚丙烯酰胺7.40 t。按照聚合氯化鋁1 280元/t、聚丙烯酰胺7 300元/t計算，每年可節(jié)約藥劑成本10.10萬元。

4 結語

針對煤泥水處理系統(tǒng)中存在的問題，烏蘭木倫選煤廠結合自身的工藝特點，將部分閑置設備加以利用，設計出矸石細泥單獨沉降與脫水工藝，有效實現(xiàn)了矸石細泥的單獨處理，使煤泥水處理效果大大改善，且?guī)砹艘欢ǖ慕洕б妗Ｔ摴に囋O計具有一定的創(chuàng)新性，對動力煤選煤廠煤泥水處理系統(tǒng)的優(yōu)化具有一定借鑒意義。

[1] 戴少康.選煤工藝設計的思路與方法[M].北京:煤炭工業(yè)出版社，2003.

[2] 郭琴紅.選煤廠設計中幾種常見選煤工藝的淺析[J].潔凈煤技術,2009(3).

[3] 戴少康.選煤工藝設計實用技術手冊[M].北京：煤炭工業(yè)出版社,2010.

[4] 彭 彪，湛含輝.高效細粒分級的重要性及其設備[J].湖南工業(yè)大學學報,2011(2).

[5] 陳建中，沈麗娟，王永田，等.煤泥水系統(tǒng)技術改造分析及其思考[J].煤炭工程,2004(2).

[6] 悅 胥.現(xiàn)代化選煤廠設計中需要注意的幾個方面[J].民營科技,2011(5).

[7] 王振生，李 尋.選煤廠生產技術管理[M].北京：煤炭工業(yè)出版社,1990.

[8] 李 尋.選煤廠設計[M].北京：煤炭工業(yè)出版社,1995.

[9] 杜煥銅. 高效選煤廠的設計探討[J].選煤技術,2010(2).

[10] 匡亞莉.選煤工藝設計與管理(設計篇)[M].徐州：中國礦業(yè)大學出版社,2006.

Technological design of reject slime settling and dewatering alone in Wulanmulun coal preparation plant

NIU Chao, HAN Dan, ZHANG Shuai

(Coal Processing Center, Shenhua Shendong Coal Group, Ordos, Inner Mongolia 017209, China)

To separate reject slime efficiently, improve clean coal affected by high-ash filter cake, the comprehensive modification on thickening and filter pressing system to process reject slime alone. The application shows that dewatering function of filter press is greatly improved, with lower reagent consumption in the system and high calorific value of coal product.

reject slime; process alone; settling and dewatering

1001-3571(2015)05-0094-02

TD946

B

2015-10-09

10.16447/j.cnki.cpt.2015.05.025

牛 超(1983—)，男，陜西省神木縣人，工程師，從事選煤廠生產管理工作。

E-mail：niuchao2001@163.com Tel：0477-8200409