HMZG型壓濾機在二次浮精脫水中的應用

陳坤 劉鋒

摘 要：介紹了HMZG型單室入料空氣穿流壓濾機在選煤工業生產上的試驗應用并與老式KZG型壓濾機的對比試驗，通過壓濾機參數的調整，尋求最優水分控制參數，闡述了新型壓濾機在降低二次浮選精煤水分上取得的突破，為浮選精煤脫水工藝的改進提供了新型的設備驗證。

關鍵詞：浮選精煤脫水；壓濾機；試驗

淮北選煤廠1972年8月建成投產，是華東地區最早的一家大型中央型選煤企業。經過多次工藝升級改造，不斷提高技術裝備水平，生產系統逐步完善，主要產品為焦煤、瘦煤。隨著環保要求越來越嚴格，降低精煤水分，減少運力損失提上日程，而傳統選煤工藝中，精煤組成中的重介精煤部分降低水分的空間較小，二次浮選精煤水分較高且脫水難度較大，是降低精煤產品水分的“瓶頸”制約因素，因此降低二次浮選精煤水分是亟待解決的問題。

1.浮選精煤脫水系統存在的主要問題

淮北選煤廠煤泥水處理工藝采用“2+2”模式，即精煤泥二次浮選兩段脫水、尾煤泥二次濃縮兩段脫水。目前二次浮選精煤脫水采用的是KZG550/1600-U快開隔膜壓濾機，經過多次降低濾餅水分的技術攻關改造，該型壓濾機水分由投產初期的27%-30%降低到23%-26%之間。由于煤質變化及降低浮選藥劑消耗的要求，入浮煤泥水截粗弧形篩篩縫由0.5mm調整為0.4mm，浮選粒度組成偏細，對于二次浮選精煤脫水來說，在現有工藝和設備條件下，進一步降低濾餅水分的難度較大。

2.HMZG型快速壓濾機的調試安裝

基于進一步降低二次浮選精煤水分的要求，淮北選煤廠與景津集團合作，將采用單室入料空氣穿流降濾餅水分的快速壓濾機首次運用在精煤處理上。2018年4月份，對編號為4148的精煤壓濾機進行了改造，由于生產廠房空間限制，在原有的KZG型壓濾機的基礎上進行了拆除安裝，采用HMZG型快速壓濾機替代KZG型精煤壓濾機。5月3日進行了首次帶料試驗，經過濾液水引流管道改造和調試，并對壓濾機控制參數進行了優化，改型壓濾機投入試驗性生產環節。

2.1 HMZG型快速壓濾機技術參數

由于是在原有壓濾機的基礎上進行的拆除安裝，因此兩臺壓濾機的土建基礎是一樣的，我們對HMZG型快速壓濾機的技術參數與KZG型的技術參數進行對比如下表2.1.1。

可以看出，HMZG型壓濾機的過濾面積及濾餅厚度均有所下降，導致處理能力略有所下降，經過現場對比測算，單車每小時少處理精煤量約1.35噸。

2.2 HMZG型壓濾機的調試試驗

我們對精煤壓濾機的入料采樣，進行小篩分試驗，確定入料的粒度組成，見表2.2.1，可以看出入料中-0.045mm粒度級含量較多，占比達到67.94%，細粒級占比較多對壓濾機的脫水時間和水分的降低影響較大。

我們對HMZG型壓濾機的工作流程與KZG型壓濾機的工作流程進行對比，兩型壓濾機的工作流程相似，均采用全自動入料、壓榨、反吹及拉板卸料控制。HMZG型的具體流程是：壓緊—進料—一次吹風—水壓榨—角吹風—二次吹風—松開卸料。HMZG型采用的是角入料，煤泥水通過膜板進料孔同時給入兩個腔室，增加了水壓榨的流程，即達到水壓榨的工作流程后，水泵向膜板中注入清水，達到一定的壓力并保持一定的時間，對濾餅進行擠壓脫水。隨后進行角吹風，壓縮空氣從配板進入濾腔，穿透濾餅，帶出大量的水分從膜板的預制孔洞中流出，達到進一步降低水分的目的。

從工作原理中可以看出，HMZG降低水分的關鍵是對水壓榨及角吹風的參數調整與控制。我們對HMZG型壓濾機的控制參數調整并進行比對試驗，并記錄單組濾餅循環時間與KZG型進行比對，最終確定最優控制參數，見表2.1.2。經過調整，HMZG型壓濾機的過程循環時間約為33.75分鐘（平均），濾餅水分為16.99%（平均），最高水分18.45%，最低水分15.51%，比KZG型壓濾機單循環時間下降3.67分鐘（平均），水分下降7.53%（平均），水分下降比率達到了30.71%。

2.3 HMZG型壓濾機優缺點分析

HMZG型快速壓濾機首次在煤炭洗選脫水上應用，在實際生產試驗中，對二次浮選精煤的脫水效果較好，其采用的技術創新一是利用高壓水注入濾腔內對濾餅進行壓榨取代傳統的風力壓榨，比用風壓榨提高了壓榨的壓力，具有較好的壓榨效果，且壓榨用水獨立管道，循環使用，節約水資源。二是濾布周邊采用涂刷橡膠處理，在濾板周邊形成嚴密的密封，從而形成相對密閉的過濾腔室，減少了壓榨能量的損耗，具有較好的密閉性，壓縮空氣通過配板給入并穿透濾餅，水分通過特定的通道流出，避免了壓縮空氣從濾板間及出水嘴處大量逃逸，從而帶走大量水分，實現濾餅水分的大幅下降，采用掛膠濾布的另一個優點是解決了入料過程中濾板間由于濾布密閉不嚴往卸料溜槽滴水的問題。三是采用邊角入料方式，縮小了中心孔尺寸，中心孔采用自定位密封圈密封，取消了濾板出水嘴，在濾板下方設置濾液水通道，降低了濾布安裝更換的難度，易于實現濾布快速更換。四是HMZG型快速壓濾機投入使用后可以快速降低浮選精煤濾餅水分，較KZG型壓濾機水分降幅達到6%-8%。水分降低后，濾餅松散、易碎，經過自由降落及刮板機械擠壓，能夠實現濾餅的自破碎，減少了煤泥破碎環節，降低事故率，從而與其他精煤組成達到均勻摻和。四是二次浮選精煤中精煤壓濾機入料中，-0.045mm粒度級組成占比達到67.94%，為主導粒度級，入料粒度級相對較細，在濾布表面較難形成有效的自過濾層，這對濾布的透氣性要求較高，改進的濾布增大了透氣率，縮短了入料時間，提高了脫水效果，能夠滿足降低水分、濾餅易脫落的要求。

在使用過程中也發現了HMZG型壓濾機的不足之處，在下一階段的使用中進行改進，一是濾液水通過濾板底部兩側的通道采用暗流的方式統一收集，導致濾布破損后難以發現與判斷，當某塊濾布破損時，不容易快速定位破損濾布，處理占用時間較長。二是角吹風降水對壓縮空氣的保障需求較高，需要的壓縮空氣量較KZG型的大幅增加。三是濾板下方設置了暗流通道，濾板體積較大，起吊濾板時需要傾斜角度，因此設備空間一定的情況下，濾板數量減少，過濾面積偏小，為滿足生產需求需要增大濾板尺寸，提高處理能力。

3.結語

隨著浮選精煤粒度級的變細，尤其是針對二次浮選精煤，對進一步降低濾餅水分帶來很大的挑戰，HMZG型壓濾機通過現場工業性試驗驗證，對處理粒度偏細的二次浮選精煤具由較好的效果，從生產數據可以看出，濾餅水分下降了7-8個百分點，過濾時間縮短了3-5分鐘，濾餅脫落效果好，不需要捅濾餅操作，減輕了職工的勞動強度，且水分較低的濾餅很容易破碎，易于實現精煤產品的均質化。

目前淮北礦業各選煤廠浮選精煤脫水普遍采用的是快開壓濾機、加壓過濾機等脫水設備進行精煤脫水作業。隨著環保及客戶要求的嚴格，用工與材料成本不斷提升，煤炭企業利潤空間將不斷被壓縮，如何增收節支、節能降耗、符合法規要求是每個企業必須面對的課題，我們在對HMZG型快速壓濾機設備的現場使用中，結合現場使用經驗進行必要的改進，能夠滿足現階段的生產需求。HMZG型快速壓濾機在淮北選煤廠二次浮選精煤脫水上的成功應用，解決了過往精煤壓濾機在降低產品水分上的制約瓶頸，取得了較好的降水效果。