渦北選煤廠降低水耗的途徑探索

謝保岡 陳沉 趙玉龍

摘要：絕大多數(shù)選煤廠是以水或者其混合物作為洗選介質，從環(huán)境保護和降低成本的角度都需要節(jié)約用水。做好選煤廠節(jié)水工作，不僅節(jié)約了寶貴的水資源，更重要的是可以降低產品煤的水分進而減少無效運輸。選煤廠作為一個獨立的生產系統(tǒng)，大部分水都是循環(huán)使用，水的損耗主要是由各種產品帶走的水分。本文通過對渦北選煤廠水資源利用情況的分析，就如何降低選煤廠水耗提供了一定的借鑒。

關鍵詞：選煤廠;水耗;節(jié)水;閉路循環(huán)

1、概述

渦北選煤廠是一座大型的煉焦煤選煤廠，設計能力1200萬噸/年，為一次設計兩期施工，一期生產能力600萬噸/年，2012年底投產，現(xiàn)實際生產量300萬噸/年，主要入洗焦煤和肥煤。主洗工藝為：入廠原煤經篩分破碎至-50mm以下后，采用無壓三產品重介旋流器分選，原生煤泥濃縮浮選，煤泥濃縮壓濾回收。

2、渦北選煤廠水資源利用現(xiàn)狀

1）渦北選煤廠主要通過礦井水、處理過的生活污水以及部分地表收集雨水向生產系統(tǒng)補水。

2）生活用水、消防用水全部由地下水提供。

3）壓風機等設備冷卻水自成循環(huán)回路。

4）水泵冷卻水、打掃衛(wèi)生用水、跑冒滴漏的水等通過集中水池中轉后進入煤泥沉淀池澄清后重復使用。

5）煤泥沉淀池單池容積5000m3，采用雙池串聯(lián)方式，大幅提升煤泥水自然沉降效果，經濟高效地向生產系統(tǒng)提供合格的澄清水。

其水路流程如下圖1。

6）從以上圖表可以看出，精煤、中煤、矸石、煤泥等產品經洗選后水分變化，是選煤廠消耗水資源的主要途徑。下表1為2017-2019年渦北選煤廠主要產品綜合水耗情況。

3、渦北選煤廠降低水耗的途徑探索

渦北選煤廠主要從降低產品水分、提高水重復利用率、減少地下水消耗三個方面探索如何降低水耗。

3.1降低產品水分

1）自2019年底超級旋流器改造完成以后，為了降低重介精煤水分，渦北選煤廠將每個系統(tǒng)重介精煤臥式離心機由兩臺改為四臺，重介粉精煤立式離心機由一臺改為兩臺，提高脫水效率。

2）單系統(tǒng)采用兩至三臺加壓過濾機對浮選精煤脫水。崗位司機根據(jù)來料情況及時調節(jié)主軸轉速、倉內壓力、排料時間等參數(shù)，同時加強加壓過濾機的日常保養(yǎng)與檢修，保證濾布的完好。

3）嚴格控制尾煤濃縮機循環(huán)水的濃度，渦北選煤廠循環(huán)水濃度均在3g/L以下，盡量減少清水補給。同時嚴格控制篩子噴水的開度，定期檢查篩子竄料情況，及時調頭或更換篩板，保證篩子效果。

4）采用八臺KZG650-2000型快開隔膜壓濾機處理浮選尾煤，單臺過濾面積達650平方米。針對不同煤種積極進行煤泥水沉降試驗，確定最佳藥劑配比，保證壓濾機入料濃度在500g/L以上。同時建立定期沖洗濾布制度，防止細泥堵塞濾布。正常煤泥水分控制在20%左右，如使用壓榨功能，煤泥水分在18%左右。

5）加強生產管理，完善考核制度。綜合近幾年生產指標，渦北選煤廠在績效考核中制定了外運精煤、粉精煤、浮選精煤水分考核辦法，另將外運水分作為質量獎單獨考核，提高職工參與產品水分管理的積極性。

上表2為超級旋流器改造前后外運精煤水分對照表，從表中可以看出，外運精煤水分下降約0.3個百分點。以2019年的綜合產率估計，年節(jié)約用水約0.6萬立方。

3.2提高水重復利用率

1）生活污水全部復用

渦北選煤廠自投產以來，生活污水經污水處理站處理后，中水中COD、BOD、大腸桿菌數(shù)、細菌總數(shù)等指標均達到國家標準，滿足復用水的要求。以廠區(qū)平均每天產生350立方生活污水計算，年可節(jié)約用水約13萬立方。

2）雨水復用

將廠房周邊、濃縮池周邊的雨水通過地溝收集至集中水池作為生產系統(tǒng)補水，煤泥場地雨水轉排至沉淀池內實現(xiàn)雨污分流。

3）礦井水復用

將選煤廠旁邊渦北礦的廢水通過泵轉至沉淀池內作為生產系統(tǒng)補水復用，平均每天轉排量150～400方，減少地下水補給量，提升水資源利用率。

3.3減少地下水消耗

1）渦北選煤廠在2013年底完成水路工藝系統(tǒng)改造。改造完成后，所有水泵冷卻水不再使用地下清水，改用煤泥沉淀池的澄清水。澄清水濃度小于5g/L，且無顆粒狀雜質，不會造成管道堵塞等問題。廠區(qū)需要用冷卻水的水泵共有36臺，以每天生產12小時，全年生產200天計，年節(jié)約地下水約10萬立方。

2）聚丙烯酰胺，氯化鈣的溶解水不再使用地下清水，改用煤泥沉淀池的澄清水。藥劑在溶解過程中不會出現(xiàn)絮團，不影響藥劑的效果。以年生產300萬噸原煤計，其節(jié)約地下水見下表3。

3）同時為保證系統(tǒng)的靈活性，當原煤水分較大時，可通過放煤泥濃縮池中流經集中水池中轉后進入煤泥沉淀池，系統(tǒng)不會出現(xiàn)“脹肚子”的情況。

4、應用效果分析

通過計算得出渦北選煤廠全年共節(jié)約用水約30萬立方米。同時綜合水耗下降至0.039m3/t原煤。煤泥全部在室內由機械回收，洗水動態(tài)平衡，不向廠區(qū)外排放水，水重復利用率90%以上，洗水濃度小于50g/L，符合選煤廠洗水閉路循環(huán)的一級標準。

5、經濟效益分析

按照年節(jié)約用水約30萬立方米，年節(jié)約水資源費、地下水抽采相關費用等至少15萬元。

6、社會效益、環(huán)境保護效益分析

節(jié)水措施減少了水資源的消耗，提高了產品質量，減少了無效運輸，并在一定程度上減少了冬季凍結事故的發(fā)生。且污水不外排，全部在生產系統(tǒng)復用，縮短了下游企業(yè)精煤煉焦時間，提高了企業(yè)形象，具有較好的社會效益和環(huán)保效益。

7、結論

水、介質、油、電等均是選煤廠的高消耗資源，節(jié)能降耗的理念深入人心。選煤廠不僅要把握產品的質量，更要將節(jié)能減排作為企業(yè)發(fā)展、提高綜合競爭力的一項戰(zhàn)略定位。引進高效的脫水設備并做好設備的保養(yǎng)和維修，同時優(yōu)化水資源利用工藝，可以最大程度地減少水耗，降低成本。