选煤厂煤泥水系统浓缩工艺的优化改造实践

选煤厂煤泥水系统浓缩工艺的优化改造
实践
摘要：煤泥水系统对于选煤厂来说至关重要，其往往采用两段浓缩工艺处理
中设备，经常出现第二段浓缩底流处理能力变低的情况，并同时具有滤饼水分高、滤液浓度高等问题。

为了改善煤泥水处理问题，煤厂将两段浓缩工艺优化为单段
浓缩工艺，从而改善过滤机处理煤泥水的效果，增强其处理能力。

员工在操作时
可精确药剂添加剂量和比例，从而更好的稳定煤泥水系统的处理能力。

这样既能
提升生产安全性效率，也能发挥其经济效益。

关键词：煤泥水系统；选煤；浓缩工艺；浓缩优化
1、工程概况
某公司的矿井选煤厂每年能洗120万吨原煤，该公司利用“重介”洗选工艺，将煤泥水经过“浓缩+压滤”的工艺处理后，可以实现循环生产利用。

该公司的
选煤厂厂区内建有一个1320m3的事故水池，可供选煤厂生产应急使用。

另外在洗
煤车间内设有50m3的集中处理废水水池，该水池用于收集地板冲洗废水和设备冲
洗水，也可用于收纳煤泥临时堆场产生的淋控水等。

该选煤厂的类型为矿井型选
煤厂，所有原煤材料来源为云泉煤业。

其中洗煤的主要产品为粒径小于50mm的
特低灰精煤、研石以及混煤。

洗煤过程中所用的工艺比较复杂，具体工艺流程如下：首先按照200mm的粒
径预先筛分矿粒，将粒径大于200mm的煤块选出，经过手动拣选，归类为特大块
煤块产品。

再筛选粒径为200mm-0mm的原煤进行粒径为13mm的干式分级处理；
将200-13mm的大块煤矿经过3mm脱泥筛选之后，再进入块煤浅槽重介质分选机
进行分选阶段。

该分选过程要注意入料尺寸；如果遇到小于13mm的末煤，需要
经过1.5mm脱泥筛选之后，再将其进行二次分选；如果遇到粒径小于1.5mm的煤泥，需要采用水力分级旋流器对煤泥进行分级，此时需要注意分级粒度，将粒度
保持在0.2mm，粒径为1.5mm-0.2mm之间的粗煤泥，应当采用煤泥离心机进行脱水回收。

如果在此期间遇到粒径小于0.2mm的细煤泥，应当采用加压过滤机对其进行脱水回收。

2、煤泥水处理系统存在问题及原因分析
首先，需要经过一台直径为30米的中心传动浓缩机集中处理，这是煤泥水的一段处理方式。

当进入溢流二段煤泥水浓缩处理过程时，则需要设置两台直径为30米的中心传动浓缩机进行并联处理。

两段处理工艺同时进行，可有效增加煤泥水浓缩的沉降面积，有效过滤洗煤后废水中的残留煤渣。

2.1工艺设计问题
煤泥水处理过程中的两段浓缩工艺都有其独有的特点。

比如一段浓缩底流中的粗粒级的煤泥含量比较大，而在二段浓缩底流中，煤泥含量中基本是细粒级的含量。

一般而言，对于不同段位的浓缩底流应当采用不同方式分别进行处理。

在这个过程中，用于处理煤泥水的过滤机设备也是不同的。

但是该选煤厂忽视了这一点，他们将一二段浓缩底流全部采用4台HBF-S 120/10型加压过滤机同时进行处理。

从实践效果来看，一段浓缩底流处理效果相对不错，而该机型对二段浓缩底流的处理效果差强人意。

该机器对二段底流处理效果不良的主要表现是处理能力差，滤饼水分高以及滤液浓度较高等问题。

2.2现场操作问题
2.2.1加压过滤机的入料配比不均匀
在煤泥水处理过程中，首先要考虑到在三台中心传动浓缩机同时运行的过程中，会产生出三处底流。

该矿区对煤泥水处理一共设计了两个入料桶。

如果将一段浓缩底流均匀的分配到这两个入料桶中，应当可以保障4台加压过滤机工作时入料配比的均匀性，但实际结果却并不容易实现精准控制。

2.2.2药剂消耗量不稳定
药剂消耗往往会受浓缩机入料成分的影响。

一段浓缩机的入料一般为粗颗粒，所以药剂添加量较小，二段浓缩机中含量较高的是细颗粒或者是极细颗粒，所以
要增加药剂的使用剂量。

3煤泥水系统浓缩工艺的优化改造研究
3.1拟采用的研究方法
实时监测煤泥水溢流、底流浓度参数、浓缩机运转实时参数。

实现浓缩机溢
流浓度、底流浓度在线监测，传动机电流监测，结合选煤厂现有耙阻的运行信息
监测在此基础上实现浓缩过程透明化。

3.2技术路线
构建设备层（传感器、执行机构）、控制层（PLC控制器），和管理层（触
摸屏、工控机）三层平台实现选煤过程动态监测与优化控制。

3.3拟采用的试验方法
对现场工艺流程、浓缩运行情况充分了解，通过研究人对不同工况（带煤量
不同等），分时间对浓缩机溢流、底流进行采样化验，得出浓缩机内运行概况。

由于浓缩机溢流为选煤厂循环水，为保证洗水闭路循环，通常要求浓缩机溢
流浓度小于10g/L，对应煤泥水密度在1.003g/cm3左右，考虑通过红外光散射
的原理对浓缩机溢流浓度进行检测。

浓缩机底流浓度通常在400-800g/L，对应煤泥水密度在1.13g/cm3-
1.26g/cm3，考虑通过压差式浓度计对浓缩机底流浓度进行检测。

当生产运行中煤泥含量较大时，浓缩池尾矿浓度增加，加压过滤机打煤泥量
不够，易导致浓缩池煤泥堆积，耙子运转阻力增大，无法正常运行。

针对型中心
传动浓缩机的机构和工作原理，通过采用煤泥界面仪信号与浓缩机电流信号相结合，利用声光报警器的故障提醒，为及时提耙、落耙和行程开关的终极保护提供
依据。

研究漳村选煤厂煤泥水浓缩过程在线监测变量类型及优化配置，开发浓缩过程透明化装置，实现浓缩过程透明化；针对选煤厂的浓缩机，开发浓缩过程透明化装置，浓缩过程透明化具体内容包括浓缩机溢流浓度、浓缩机底流浓度、浓缩机澄清水高度浓缩机耙阻运行参数。

浓缩机透明化的可视化装置，见图1。

图1 浓缩工艺变量透明化
4改造效果分析
4.1加压过滤机的效率及效果提升
该选煤厂将煤泥水处理系统进行改造之后，通过单段浓缩工艺使HBF-S
120/10型加压过滤机对煤泥水的处理效果实现了明显改善。

本文对技术改善前后结果进行了对比分析，制作出表1。

表1 改造前后HBF-S120/10型加压过滤机处理情况对比
项目
处理能力/
（t/h)
排料时
间/s
滤液浓度/
（g/L）
滤饼水分
/％
改
造前
110200＞5231.2改170130-＜927.6
造后140
4.2药剂消耗降低
选煤厂的煤泥水处理设备通过单段浓缩工艺改进之后，浓缩机中的药剂添加量和比例保持了相对稳定，部分颗粒的沉降速度得以加快，这极大的减少了药剂消耗量。

5结语
选煤厂将两段浓缩工艺改善为单段浓缩工艺之后，有效提升了加压过滤机的对煤泥水的处理能力，改善了其处理煤泥水的效果，对提升选煤厂洗煤效率，间接促进社会经济效益有了很大帮助。

参考文献
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