我國選煤廠煤泥水處理技術現(xiàn)狀與發(fā)展方向

楊延軍

（晉煤集團寺河礦選煤廠，山西 晉城 048205）

現(xiàn)如今，煤炭分選的工藝和方法基本上選用的介質(zhì)為水或水的混合物，常見的主要有以下三種介質(zhì)：重介選、跳汰選、浮選。一般而言，入選1t煤需要4m3左右的水。近年來，隨著采煤機械化程度的提高，原煤中的煤粉含量越來越高，煤泥水量越來越多。據(jù)調(diào)查，入選千噸的選煤廠，煤泥水產(chǎn)生的速度約為1000m3/h。煤泥水處理的工作主要有以下兩點：（1）通過固液分離技術，將煤泥水中的細粒產(chǎn)品與水分離開來，并將水變?yōu)檠h(huán)水，從而實現(xiàn)洗水閉路循環(huán)的目的；（2）排放煤泥水時，必須保證排放水符合環(huán)境保護的要求，不能對環(huán)境造成污染。

1 煤泥水處理技術現(xiàn)狀

1.1 煤泥水處理工藝

1.1.1 單段濃縮、單段回收流程

常用的煤泥水處理工藝是在濃縮機的作用下，煤泥水經(jīng)過濃縮后，分選出來的水作為循環(huán)水使用，而煤泥的回收則通過壓濾機或過濾機實現(xiàn)。對于該工藝，若煤泥產(chǎn)生量基本不變且泥化程度不嚴重，則極易達到清水循環(huán)目的。但煤炭性質(zhì)不穩(wěn)定等因素的存在使得煤泥水沒有實現(xiàn)較好的沉降效果。

1.1.2 兩段濃縮、兩段回收流程

這種處理流程雖然可分級回收煤泥，但需要較長的沉降時間，且由于煤泥量大造成回收能力有限，進而導致煤泥水難沉降問題，若只是改進工藝，仍不能有效處理這一問題。

1.2 煤泥水處理設備

1.2.1 煤泥水分選設備

（1）靜態(tài)旋流微泡浮選柱

目前我國選煤廠常用的煤泥浮選設備主要有以下兩種：①機械攪拌式浮選機；②旋流微泡浮選柱(床)。后者屬于新型設備，主要有以下幾方面優(yōu)勢：①選擇性好，分選出的精煤具有較高的質(zhì)量；②適應性強，即它對煤種、粒度、濃度、可浮性等的要求不高；③電耗低；④運行可靠；⑤設備大型化與系列化；⑥簡潔高效的配套工藝系統(tǒng)。

（2）干擾床分選機

干擾床分選機主要利用以下兩個原理：①干擾沉降原理；②流體力學二次流原理。由于物料密度不同，通過上升擾動水流的作用，實現(xiàn)輕重物料的分離，即實現(xiàn)了煤與矸石的分離。

（3）螺旋分選機

螺旋分選機在國內(nèi)外得到了廣泛應用，這得益于其以下幾方面優(yōu)點：①具有較高的分選精度和較低的分選下限，并表現(xiàn)出較強的靈活性；②不需要較大的場地，且處理能力較強；③不需要藥劑和介質(zhì)，入料時也不用給定一定的壓力；④易于操作，安全性能好，不需要經(jīng)常維修。

1.2.2 煤泥脫水設備

在進行動力煤分選工作時，不需要做較為復雜的工作，僅實現(xiàn)動力煤從煤泥水中的分離工作即可，這樣就能獲得潔凈的循環(huán)水。但無論是進行分選工作，還是進行回收工作，都需要完成對分選或回收產(chǎn)品的固液分離工作，這一工作是通過專門的脫水作業(yè)來完成的。若分選或回收產(chǎn)品含有較大的水分，則不利于產(chǎn)品的使用。

（1）加壓過濾機

加壓過濾機多用于以下兩種情況：①浮選精煤；②原生煤泥的回收與脫水。這種設備分選產(chǎn)品具有以下幾方面優(yōu)點：①具有較低的水分；②具有較大的處理能力；③耗電量低；④環(huán)保性能好。目前，我國多數(shù)選煤廠選擇了加壓過濾機，選擇的原因是經(jīng)過近幾年的發(fā)展，加壓過濾機得到了技術方面的改造升級，設備中的一些性能遠遠超過了國外生產(chǎn)的設備，同時還表現(xiàn)出較好的過濾效果。

（2）隔膜壓濾機

隔膜壓濾機在我國選煤廠也得到了一定的應用，其快速拉板方式主要包括以下三種：①分組拉板；②循環(huán)拉板；③手風琴式拉板。濾板材料為聚丙烯。為減少設備占地面積，選煤廠多采取以下兩種措施：①采用移動缸式結(jié)構；②采用分段拉開卸餅方式。為提高自動化程度，在設備上實現(xiàn)機、電、液一體化控制程序。

2 高效煤泥水處理藥劑

2.1 無機高分子絮凝劑

無機高分子絮凝劑是一種聚合物，在處理煤泥水時表現(xiàn)出較好的效果，這主要得益于以下幾方面優(yōu)勢：（1）具有較強的適應性；（2）具有較強的吸附架橋能力；（3）具有較強的電中和能力。

2.2 有機高分子絮凝劑

有機高分子絮凝劑主要有以下兩種：（1）合成高分子絮凝劑；（2）天然高分子絮凝劑。有機高分子絮凝劑在處理煤泥水中表現(xiàn)出以下幾方面優(yōu)勢：（1）具有較強的親和力，尤其是對懸浮顆粒；（2）用量少，效果好；（3）具有較快的絮凝速度；（4）適應性較強，即基本不受煤泥水pH值及溫度的影響。

3 煤泥水處理技術發(fā)展方向

通過對國內(nèi)外煤泥水處理工藝的研究，得知煤泥水處理技術發(fā)展方向主要體現(xiàn)在以下三方面:

3.1 研制高效絮凝劑

當今社會，人們環(huán)保意識越來越強，因此，應研究和開發(fā)一種環(huán)保效果好、經(jīng)濟合理的藥劑。生物絮凝劑指的是通過生物技術，即微生物的發(fā)酵、抽提作用，而制成的一種新型水處理劑，這種新型水處理劑具有較好的生物分解性能和較好的環(huán)保性能。這種絮凝劑優(yōu)于傳統(tǒng)的絮凝劑，主要原因就是它具有以下幾方面優(yōu)點：①易被微生物降解；②無毒無害；③安全性高、高效、環(huán)保性能高；④適用范圍廣；⑤具有除濁和脫色性能；⑥產(chǎn)生菌來源廣泛。

3.2 自動加藥控制系統(tǒng)

由于入選原煤具有較不穩(wěn)定的煤質(zhì)，煤泥水中含有一定量的細顆粒煤泥，且具有一定的波動性。同時，在進行選煤工作時，煤泥水流量也是不斷變化的，若存在局部環(huán)節(jié)發(fā)生中斷的問題時，流量則會出現(xiàn)以下兩種情況：一是急劇降低，二是急劇增加。若采用人工的方式進行藥劑配置和加藥，則無法很好地把握藥劑的熟化程度，而且還增加了勞動強度。此外，也不能很好掌握煤泥水流量及其濃度，所以也無法確定藥劑的添加量。因此，準確地添加絮凝劑對于煤泥水處理效果具有十分重要的作用。

3.3 高效的工藝流程

提高工藝流程的效率，可防止出現(xiàn)細泥循環(huán)積聚問題，從而使得洗水處于一種較低的濃度范圍內(nèi)，同時還有利于提高物料處理的上、下限。

4 結(jié)語

綜上所述，我國選煤廠煤泥水處理技術水平完全能夠為各種類型選煤廠提供成熟可靠的煤泥水全套技術和設備，實現(xiàn)洗水閉路循環(huán)，但也有水資源浪費和污染環(huán)境現(xiàn)象。煤泥水處理技術的主要發(fā)展方向是動力煤選煤廠煤泥高效分選技術、開發(fā)啟用高效濃縮機的技術開發(fā)應用、模塊化煤泥分選與煤泥水處理技術和裝備開發(fā)應用。目前我國的煤泥利用途徑較少，所以應積極研究對煤泥的高效利用。一方面研制高效絮凝劑，另一方面建立高效的工藝流程。