河南能源鹤煤八矿选煤厂煤泥水处理系统的优化

河南能源鹤煤八矿选煤厂煤泥水处理系统的优化
陈祥君;陈相辉;颜振乐
【摘要】为了解决河南能源鹤煤八矿选煤厂煤泥水处理系统存在的问题,在对生产现状分析的基础上,对煤泥水处理系统进行优化,并科学设定工艺指标,采取有效手段加强生产管理.生产实践表明:在对生产系统优化后,洗水浓度由120 g/L降至80
g/L以下,循环水浓度由大于20 g/L降至300 mg/L以下,煤泥分选效率和精煤产率明显提高,并实现了洗水闭路循环.
【期刊名称】《选煤技术》
【年(卷),期】2017(000)004
【总页数】3页(P47-49)
【关键词】煤泥水处理;洗水浓度;循环水浓度;洗水闭路循环
【作者】陈祥君;陈相辉;颜振乐
【作者单位】河南能源鹤煤八矿选煤厂,河南鹤壁458000;河南能源永煤城郊选煤厂,河南永城476600;河南能源鹤煤八矿选煤厂,河南鹤壁458000
【正文语种】中文
【中图分类】TD946
煤泥水处理是选煤生产中一项复杂而重要的工序，主要包括分级、脱泥、浓缩、澄清、浮选、过滤、压滤等作业，它与主选作业相辅相成，既相互依赖，又相互促进。

煤泥水处理几乎涉及选煤厂所有的生产环节，因此它是衡量选煤厂管理水平的一个重要标志。

煤泥水处理的基本要求是实现煤泥尽快回收并减少其循环，杜绝煤泥
“跑粗”与集聚，尽可能使煤泥水澄清，处理工艺简单，管理方便，技术经济指标合理。

煤泥水处理的最终目的是实现洗水闭路循环，保证洗选生产正常运行，杜绝洗水外排造成的环境污染。

河南能源鹤煤八矿选煤厂是一座原煤处理能力为0.82 Mt/a的矿井型选煤厂，设
计工艺为<50 mm粒级原煤跳汰机分选、煤泥直接浮选、浮选尾煤压滤回收的联
合工艺。

入选原煤具有中灰、特低硫、高发热量的特点，主导产品为贫瘦精煤和混动力煤，主要用于炼焦和火电厂发电。

近年来，随着采煤机械化程度的提高，原煤中<0.5 mm粒级含量增多，且其灰分明显增高，再加上煤泥分选、分级等工艺、设备、设施及生产管理制度不完善，导致煤泥水处理系统的循环水浓度偏高，且煤泥水时常外排，无法实现洗水闭路循环与连续、正常生产。

因此，需要对该选煤厂的煤泥水处理系统进行优化，以实现煤泥水的高效处理和洗水闭路循环，并实现煤泥的有效回收。

精煤脱水筛的筛下煤泥水、离心液进入收集槽，采用泵将其泵入2台φ450 mm
的FX450-GTX3型旋流器进行分级、浓缩，旋流器溢流直接浮选，旋流器底流经
筛孔尺寸为0.75 mm的弧形筛脱水后返回双层精煤脱水筛。

由于粗煤泥粒度较细，水分较高，容易粘附在上层的块精煤表面，且易使下层的末精煤聚团[1]，进而影
响离心机的脱水效果。

此外，为了防止精煤脱水筛“跑水”，有针对性的加强了分级旋流器的浓缩效果，但旋流器溢流“跑粗”的现象时有发生。

该选煤厂煤泥水处理系统由1台XY-3型矿浆预处理器、2台FCSMC-3000型浮
选柱及1台KX200/1500型压滤机组成。

由于2台浮选设备均为高槽浮选柱，浮
选精矿在浮选柱内的捕收区和泡沫区运动时间较长；加之生产系统煤泥量增加12
个百分点，即浮选入料量增加12个百分点，而浮选操作制度未及时调整，导致2
台浮选柱的处理能力相对不足。

另外，浮选精矿脱水设备原为1台面积仅为200
m2的老式快开压滤机，不但处理能力小，而且液压、电控系统复杂，设备故障率
较高，经常影响正常生产。

在这种生产条件下，煤泥浮选效果差，浮选尾矿灰分较低，一般在30%～35%之间波动，浮选精煤产率不足53%。

由于原煤粒度组成、顶底板围岩性质及旋流器分级效果等因素的影响，浮选尾矿的粒度组成呈现出两头多中间少的状态，尤其是<0.075 mm粒级细泥，其含量超过35%。

在细泥含量增大的情况下，煤泥水更难沉淀，但生产过程中仍只添加聚丙
烯酰胺，致使浓缩机浓缩、澄清效果差，溢流浓度高，中间沉淀池和循环水池经常需要停车清理，无法实现循环使用。

由于洗选车间没有集中水池，车间外部也没有事故池等收集、缓冲设施，且位于精煤场地内容积为12 m3 的污水沉淀池与洗选车间不相通，加之缺少渣浆泵等配套设备，导致洗选车间的煤泥水无法连续收集。

此外，原本基本澄清的精煤压滤机、尾煤压滤机的滤液，又被作为入料给入浓缩机，不但使其负荷增大，而且影响设备的稳定性。

另外，由于循环水浓度高，容积为266 m3的中间池沉淀距离短，而
φ20 m的循环水池的入口与出口较近，经常存在水流“短路”的现象，不但使细
泥颗粒得不到彻底沉淀，而且往往很难起到缓冲、收集的作用[2]，导致煤泥水经
常外排。

在选煤生产管理中，没有根据生产工艺制定洗水平衡表，煤泥水管理制度简单粗糙，可操作性差，导致煤泥水处理系统管理和现场用水管理均较混乱。

此外，没有依据原煤性质和工艺特点，科学制定主要分选工艺指标，将跳汰精煤、浮选精煤、粗精煤灰分分别设定为11%、8.50%、13%，存在跳汰精煤灰分高而浮选精煤灰分低
的问题，不但中煤灰分经常高于50%，影响其质量，而且大量优质精煤直接进入
浮选尾矿，影响浮选精煤产率，并使浓缩、压滤等后续作业负担加重，絮凝剂用量增大。

另外，由于缺少包括产量、质量及其它工艺指标在内的有效管理、考核、评比等办法，无法实现日常生产管理的“长抓、常抓、细抓”。

为此，该选煤厂根据原煤性质、工艺特点等因素，制定优化方案，目的是实现煤泥
水的高效处理和洗水闭路循环及粗煤泥的有效回收。

将弧形筛的筛孔尺寸由0.75 mm调整为0.5 mm，并在弧形筛的同楼层和下楼层
分别增加1台MVS2435型电磁高频振网筛和1台LLL930×470型粗煤泥离心机。

经优化后筛面“跑粗”、筛机和离心机脱水效果差的问题得到解决，浮选入料
中>0.5 mm粒级含量由15%以上下降到5%以下，总精煤水分由14.50%以上降
到13%以下。

为了提高浮选系统的处理能力，根据现场实际情况，经论证和多次试验，将φ3 m 的XY-3.0型矿浆预处理器改造成容积为15 m3且兼具浮选功能的单室浮选机。

此外，为了解决浮选精煤脱水设备处理能力不足的问题，将压滤面积为200 m2
的KX200/1500型压滤机更换成面积为350 m2的KXGZ350/150-U型压滤机，精煤脱水设备处理能力提高75个百分点。

结合易浮煤、浮选药剂、直接浮选工艺及深槽浮选柱的特点，经过不断探索与试验，总结出“倒油比、大气量、高液位”的操作方法，捕收剂与起泡剂用量之比在1∶5～1∶7之间。

经优化后浮选精煤产率提高30个百分点以上，浮选尾煤灰分由不足35%上升到55%以上。

为了进一步减少浓缩机的运行负荷，回收部分粒度较粗(>0.15 mm)、灰分较低、发热量较高的优质煤泥，增设1个5.4 m×6 m的角锥斜管沉淀池(含一台底流泵)
和1台LWZ900×1800AI型卧式沉降离心脱水机，这样浓缩机的入料减少20个
百分点，每年可多回收发热量大于20 MJ/kg的优质粉煤约4 000 t。

另外，为了
改善煤泥水的澄清效果，经多次沉降试验探索，采用聚丙烯酰胺与聚合氯化铝配合使用的加药方式，并将加药点由浓缩机的中心入料口处调整到角锥斜管沉淀池溢流口。

经优化后浓缩机溢流浓度稳定在300 mg/L以下，基本实现清水洗煤。

为了解决日常检修、卫生清洗及部分设备密封冷却用水等的收集问题，重新规划设计洗选车间内的水沟，打通精煤场地内沉淀池与主厂房的通道，并在其上配置1
台650V-9P型立式渣浆泵，将收集到的所有煤泥水泵送到角锥斜管沉淀池。

同时
将原中间沉淀池改为循环水池，将原循环水池改为具有二级深度沉淀作用的事故缓冲池，并将其中的澄清水泵送到洗选车间的定压水池，作为设备密封冷却水和卫生冲洗用水。

此外，将精煤压滤机、尾煤压滤机的滤液直接收集到新的循环水池，以减少浓缩机的工作负荷和入料波动。

组织有关技术管理人员，依据该选煤厂的数质量流程编制洗水平衡表，并根据全厂主要水池的容量设定最大用水量；为了便于管理，及时完善全厂液位监控系统。

在制定精煤灰分指标时，根据原煤可选性和煤泥可浮性，采取“压跳汰、降浮选”的操作方式，将跳汰精煤、浮选精煤、粗精煤灰分分别调整为10.50%、9.50%、12.50%，并将这些指标和其它相关质量指标分解、落实到月生产计划中。

为了有效管控洗水数质量，积极完善包括全厂生产、卫生、浴池等对洗水处理有影响的管理制度[3-4]。

为了使有关指标和相关制度更好地落到实处，将上述内容纳入员工绩效考核和评比中，以激发员工的积极性和主动性，充分体现管理的有效性和长效性。

通过近三年的不断改造和加强管理，该选煤厂不但实现了洗水闭路循环，而且解决了循环水浓度高、洗水外排的问题。

在实际生产过程中，洗水浓度由120 g/L降至80 g/L以下，循环水浓度由20 g/L以上降至300 mg/L以下，为提高跳汰、浮选的分选效率创造了有利条件。

在对生产系统优化后，该选煤厂每年可多回收2.16万t精煤和4 000 t高热值粉煤，同时外排煤泥数量下降至少2 000 t。

初步估算，每年可增加经济效益不少于1 200万元。

在科学分析生产系统存在问题的基础上，通过对煤泥水处理系统、粗煤泥筛分系统等进行技术优化，并加强生产管理，解决了循环水浓度高、洗水外排的问题，实现了洗水闭路循环和选煤生产稳定运行的目标，取得了明显的经济效益。

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【相关文献】
[1] 吴式瑜，岳胜云.选煤基础知识[M]. 北京：煤炭工业出版社，2012.
[2] 李其钒，郭在云.选煤机械(第1版)[M].北京：煤炭工业出版社，2011.
[3] 郜超.界沟选煤厂煤泥水系统问题的探讨[J].煤炭加工与综合利用，2016(3)：44-46.
[4] 赵永生.三交河煤矿选煤厂粗煤泥处理工艺系统优化改造[J].煤炭加工与综合利用，2016(7)：54-56.。