易泥化煤泥水處理工藝的設計與應用

何茂林

(河南能源化工集團永煤公司，河南 永城 476600)

易泥化煤泥水處理工藝的設計與應用

何茂林

(河南能源化工集團永煤公司，河南 永城 476600)

針對五鳳選煤廠入選原煤易泥化的特點，在對原煤泥化特性分析的基礎上，研究煤泥脫泥與不脫泥浮選的效果，并確定煤泥水處理原則流程。對于該廠煤泥水來說，采用預先脫泥、浮選聯合工藝處理，不但可減少煤泥水處理系統的負擔，提高精煤產品產量，而且能夠降低循環水濃度，實現洗水閉路循環。

煤泥水；泥化特性；預先脫泥；循環水

選煤廠煤泥水一般是指由水和<0.5 mm粒級煤泥組成的固液混合物，煤泥水處理主要是對煤炭洗選加工過程中產生的洗水進行處理，用截粗、分選、濃縮、過濾、澄清等方法得到滿足生產用水要求的循環水[1]。煤泥水處理是減少污水排放，提高循環水利用率，保護環境的重要措施。隨著煤炭入選比例的提升及水資源、環境保護要求的提高，煤泥水處理已成為煤炭洗選過程中涉及面最廣、投資最大、工藝最復雜、管理難度最大的環節[2]。

五鳳選煤廠地處貴州省畢節市大方縣，隸屬河南能源集團永煤公司貴州分公司，是一座設計能力為0.90 Mt/a的礦井型動力煤選煤廠。該廠入選原煤為3#無煙煤，較脆易碎，末煤含量大且矸石泥化嚴重，導致煤泥水處理困難，煤炭洗選效率低下，給生產帶來諸多不利影響。通過三產品重介質旋流器底流大排放的方法在一定程度上可減少煤泥水中的細泥，但不能從根本上解決矸石泥化及由此引發的系列問題[3]。因此，選擇切實可行的煤泥水處理工藝成為五鳳選煤廠正常運行的關鍵。

1 原煤泥化特性

五鳳選煤廠入選原煤灰分隨粒度的減小而降低，而0.5～0 mm粒級灰分很高(為30.37%)，說明原煤中含有較多矸石；<0.5 mm粒級煤泥的綜合產率較高(為27.23%)，綜合灰分高達34.52%，大于原生煤泥灰分，說明原煤中的矸石存在泥化現象[4-5]。該廠>13 mm粒級原煤泥化試驗結果如表1所示。

由表1可知：隨著泥化時間的延長，>13 mm粒級和13～0.5 mm粒級產率總體上呈減小趨勢，而<0.5 mm粒級產率總體上呈增大趨勢，且該粒級灰分總體上增大，說明矸石泥化較嚴重。矸石的泥化使煤泥水粘度增大，沉降分離效果變差，導致煤泥水處理系統負擔增加，循環水中經常含有細泥。

表1 >13 mm粒級原煤轉筒泥化試驗結果

2 分步釋放試驗

2.1 煤泥組成

由于五鳳選煤廠原煤泥化現象嚴重，經兩段濃縮兩段回收處理后的洗水質量很難達到循環水質量要求，導致循環水中含有大量細泥，二段濃縮池溢流中固體顆粒較多，為此，對原煤的泥化程度和組成進行分析，結果如表2所示。

表2 煤泥組成

由表2可知：原生煤泥含量很高，為煤泥總量的88.47%，而<0.03 mm粒級含量占原生煤泥量的47.99%，且灰分高達72.95%，預先脫泥后原生煤泥灰分可下降13.08個百分點，說明實際生產過程中，預先脫泥可使浮選入料量減少一半以上。

2.2 分步釋放試驗

在入浮礦漿濃度為80 g/L的條件下，以輕柴油為捕收劑、仲辛醇為起泡劑進行分步釋放試驗，研究煤泥不脫泥與脫泥浮選的效果。不脫泥浮選時，輕柴油、仲辛醇的用量分別為1.20、0.12 kg/t；脫泥浮選時，輕柴油、仲辛醇的用量分別為1.00、0.10 kg/t，試驗結果如表3、表4所示。

表3 煤泥不脫泥分步釋放試驗結果

表4 煤泥脫泥分步釋放試驗結果

由表3、表4可知：煤泥不脫泥浮選時浮選精煤產率為24.35%，脫泥浮選時浮選精煤產率為47.04%，說明脫泥浮選的效果更好，且灰分完全滿足要求。根據實際生產經驗，一般煤泥脫泥率在60%以上，如果脫泥率按60%計算，入料灰分可由58.76%降低至53.03%，能耗、藥耗更少，可節約一定生產成本。由此來看，采用預先脫泥、浮選的聯合工藝對該廠煤泥處理是完全必要和有效的，且可通過一次性投資獲得較大的經濟效益[6-7]。

3 煤泥水處理方案的確定

3.1 煤泥水處理原則流程

五鳳選煤廠煤泥水處理原則流程如圖1所示。截粗后的精煤磁選尾礦自流至精煤泥翻轉弧形篩，進行一次脫水分級；弧形篩篩上物由離心機進行二次脫水，篩下物與離心機離心液混合后一起進入脫泥池；脫泥池底流由一次浮選機粗選，溢流進入二段濃縮機；一次浮選精礦由壓濾機回收，壓濾精煤作為最終產品，二段濃縮機底流由煤泥壓濾機回收。該工藝充分發揮了重介分選下限低、分選精度高的優勢，有效減少了浮選入料量，降低了生產成本，同時保證了最終精煤產品水分[8-9]。

圖1 煤泥水處理原則流程如圖

生產過程中掃選磁選機尾礦、中煤磁選機尾礦、截粗矸石磁選機尾礦一起自流至一段斜管濃縮機，一段斜管濃縮機底流由煤泥弧形篩、尾煤泥離心機回收；一段斜管濃縮機溢流、掃選濃縮機溢流、尾煤泥離心機離心液、脫泥池溢流一起進入二段濃縮機濃縮，二段濃縮機底流由壓濾機回收；經帶式壓濾機處理的尾煤濾餅落地堆放，尾煤壓濾機濾液、二段濃縮機溢流作為循環水使用，必要時在二段濃縮機的入料中加入絮凝劑，以提高循環水的質量；將清凈的濃縮溢流作為脫介篩噴水，實現洗水一級閉路循環。

3.2 設備選型

在確定煤泥水處理原則流程的基礎上，根據實際需要和現場空間選擇相關設備，五鳳選煤廠設備選型情況如表5所示。

表5 設備選型表

4 洗選效果

五鳳選煤廠于2013年5月底開工建設，2014年3月竣工并進行試生產。試生產過程中，煤泥水處理系統運行正常，循環水濃度基本控制在15～20 g/L，有效保證了洗水質量和精煤產品質量。該系統投入運行后，不但使煤泥水處理系統負擔減輕，而且使循環水濃度下降，實現了洗水一級閉路循環[10-11]。就目前的浮選藥劑消耗情況來看，輕柴油、仲辛醇的用量均下降16.7個百分點，經濟效益較好。

5 結語

在對易泥化原煤洗選加工時，應先通過粗煤泥回收設備回收煤泥水中的粗精煤，盡可能減少進入濃縮池的煤泥量。采用預先脫泥、浮選聯合工藝對煤泥水進一步處理，不但能夠將其中的低灰顆粒分選出來作為精煤產品，高灰顆粒分選出來作為中煤副產品，提高企業經濟效益，而且能夠保證循環水質量和介質回收效果，實現洗水閉路循環，進而為選煤廠的正常運行奠定物質基礎。

[1] 中國煤炭加工利用協會.選煤廠煤泥水處理[M].徐州：中國礦業大學出版杜，2005.

[2] 建瑞革，戴 華，葉慧峰，等.選煤廠煤泥脫水回收系統設備和工藝現狀分析[J].煤炭加工與綜合利用，2010 (2).

[3] 趙江濤，祝學斌，劉 磊，等.高泥化煤泥水沉降試驗的研究[J].選煤技術，2010(5)：19-21.

[4] 陳忠杰，閔凡飛，朱金波，等.高泥化煤泥水絮凝沉降試驗研究[J].煤炭科學技術，2010，38(9)：117-120.

[5] 林 喆，楊 超，沈正義，等.高泥化煤泥水的性質及其沉降特性[J].煤炭學報，2010，35(2)：312-315.

[6] 孫麗梅,單忠鍵.煤泥水處理系統工藝流程分析[J].潔凈煤技術，2006(1).

[7] 陸向陽，葛 蕙.謝橋礦選煤廠煤泥水深度凈化的試驗研究[J].選煤技術，2002(1)：10-13.

[8] 羅彩勇.易泥化動力煤洗選的煤泥水處理工藝[C]//《選煤技術》編輯部.2010年全國選煤學術交流會論文集.唐山：《選煤技術》雜志出版社，2010.

[9] 謝廣元.選礦學[M].徐州：中國礦業大學出版社，2001.

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

[11] 冉進才，陶東平. 選煤廠煤泥水處理問題及對策[J]. 選煤技術，2003(1).

Design and application of easy degradation slurry treatment process in water

HE Mao-lin

(Henan Energy and Chemical Industry Group Co Ltd Yong Coal Company, Yongcheng, Henan 476600, China)

In order to solve the problem caused by slurry that is characterized by easy degradation in water in Wufeng coal preparation plant, desliming or non-desliming flotation effect of slurry are studied and made a comparison by analyzing properties of easy degradation slime in water to determine basic slurry treatment process. The result shows that pre-desliming flotation process is preferred for slurry treatment in the plant, which can not only reduce load of slurry treatment system, improve yield of clean coal, but lower concentration of circulating water to attain closed water circuit.

slurry; properties of degradation in water; pre-desliming; circulating water

1001-3571(2015)01-0082-03

TD946

B

2015-01-04

10.16447/j.cnki.cpt.2015.01.024

何茂林(1971—)，男，安徽省懷寧市人，高級工程師，從事選煤廠生產經營和基本建設工作。

E-mail:13569373223@163.com Tel：13569373223