煤泥水处理论文

选矿案例分析结课论文

选煤厂煤泥水系统

优化分析

姓名：_____雷洪_______________

班级：_______矿加10-4班________

学号：___________06102500_______

序号：___________9号____________

选煤厂煤泥水系统优化分析

雷洪

（中国矿业大学，江苏徐州 221116）

摘要：针对选煤厂煤泥水系统优化的问题，需要分析煤泥水特性，了解影响煤泥水特性的一些因素，分析影响煤泥水问题的常见问题，对应相应的问题，找出合理的优化方法，从而找出适用于相应选煤厂煤泥水和一些旧选煤厂技改后煤泥水的优化方法。

关键词：煤泥水系统优化，煤泥水特性，常见问题，优化方法

Optimization and analysis of Coal Slurry

Treatment System

leihong

(China University of Mining and China University of Mining and technology , Xuzhou, Jiangsu 221116)

Abstract: Coal Slurry water system for optimization problems, need to analyze characteristics of coal slurry, understand the impact of some of the factors slime water features, analyze problems affecting Frequently Asked Questions slime water, corresponding to the respective problems, find a reasonable optimization method, in order to identify for the corresponding methods of Coal Slurry water and some old Coal

Preparation Plants' Coal Slurry after technological optimization method.

Keywords: slime water system optimization, slime water features, FAQs, optimization methods

0前言

当前，我国的选煤技术已完全能够为各种类型选煤厂提供可靠的煤泥水处理闭路循环的全套技术和装备。但是，在实际生产中，还是有部分选煤厂存在污水外排现象，造成水资源浪费和环境污染。究其原因，很多都是技术问题可以解决的，煤泥水系统的正常运行是选煤厂的关键。无论新建还是扩建的选煤厂，通过对本厂煤泥特性和全厂工艺流程的分析都能制定出合理的煤泥水处理系统，只要抓住几个煤泥水系统的几个要点，分析其影响因素，就能对选煤厂煤泥水系统进行合理优化。

1 煤泥水特性

煤泥水由煤和水组成，其性质既与煤的性质有关又与水的性质有关，并受它们之间相互关系的影响。衡量煤泥水性质的主要参数有浓度、黏度、灰分、化学性质及煤泥粒度，其中，煤泥粒度组成在很大程度上决定了煤泥水沉降过程的难易程度。随着煤泥粒度变细及细粒含量增多，其颗粒的布朗运动将加剧，而煤泥水黏度增大，颗粒间表面电荷斥力作用也变得明显，并使煤泥水具有某些胶体性质，这就导致了煤泥水很难自然澄清。一般情况下，地质年代较长的原煤所产生的煤泥水浓度低，处理比较容易；而那些年轻煤种所产生的煤泥水不仅浓度高，而且黏度大、粒度小，处理非常困难。高浓度煤泥水难以处理的主要原因在于它是一个稳定体系，静置几天甚至几个月也不会自然沉降。煤泥水性质较为特殊，会受到多种因素的影响，如原煤中煤泥含量、次生煤泥量、煤泥中可溶物的种类和数量以及生产用水的性质等，另外，其还与选煤厂工艺流程有关。在生产过程中，煤泥水的性质受外界因素的影响在不断地变化，处于不同阶段的煤泥水其性质都有所不同：

(1)煤泥水的密度。水的含量以及煤泥的密度决定着煤泥水的密度。水中煤泥的密度越

大，含量越多，则煤泥水的密度越大；反之，水中煤泥的密度越小，含量越少，则煤泥水的密度越小。

(2)煤泥水的黏度。煤泥水的黏度要远远高于纯水的黏度。煤泥水中固体物质的含量对

其黏度会造成一定的影响，固体物质越多，黏度越大。同时煤泥的性质和煤泥的粒度组成也影响着煤泥水的黏度。

2 影响煤泥水治理的常见问题

随着煤炭开采机械化程度的提高及原煤的全部入洗，原生及次生煤泥量大约占人选原煤的28 左右。不过在实际生产中，煤泥水系统设备能力无法充分发挥，严重制约了洗选能力这主要表现在以下几个方面：

(1)由于煤泥水的悬浮液及胶体性质，煤泥能稳定地悬浮在水中并大量积聚，使得浓缩机

溢流水的浓度不断增加，造成恶性循环。浓缩机溢流水浓度高，无法满足生产需要，只有依靠排放高浓度的煤泥水和补充清水来勉强维持生产，这就严重影响了分选和脱介效果。而介质(磁铁矿粉)损耗增加，生产成本就会增加；更严重的是，选煤厂要间断外排煤泥水，会导致环境污染。

(2)浮选作业无法正常进行由于高灰细泥的长期聚集，煤泥沉降困难，循环水浓度高，使得浮选人料质量浓度高于入料所需浓度，影响浮选机分选效果。浮选精煤灰分高的可达20%，远高于合格精煤产品要求的灰分。有时浮选人料质量浓度甚至高达300 g／L，无法满足正常生产要求，选煤厂会被迫停止浮选作业，只人选块煤，不仅影响了选煤厂效益，也造成了资源的浪费。

(3)设备能力回收不足。过大的煤泥量使浓缩机底流量大且浓度较高，仅靠现有的过滤设备无法完全回收沉降后的煤泥，使这部分煤泥不停地在系统中循环且浓度不断上升。为维持生产，不得不外排煤泥水，既流失煤泥，又污染环境。(4)压耙事故导致洗水难以闭路循环由于压滤机处理能力不足，浓缩机底流无法及时排出，煤泥长期积累，使耙子压力增加，导致浓缩机发生压耙事故，对选煤厂的正常生产造成严重影响。

(5)跑粗严重。由于循环水浓度过高，为维持选煤生产，只有靠加大洗水量来暂时缓解矛盾。但这个矛盾缓解后精煤脱水筛筛下水量过大与浓缩设备单位时间内处理量固定的矛盾就会加剧，导致浓缩设备大量跑粗，使选煤生产状况进一步恶化。

3 煤泥水系统优化方法

3.1处理能力不足的优化方法

一般情况下，选煤厂改造时都主要改造主洗系统，对煤泥水系统的改造相当滞后，相应的浓缩机超负荷运行，这样会出现一系类的问题,如煤泥水外漏，循环水的细泥含量太高，压滤机的强度太大不能正常生产，甚至影响全厂停产。这样情况一般可以增加浓缩机个数或提高单台处理量，增加煤泥筛分设备，增加或选用高效的煤泥压滤设备。下面就五龙煤矿选煤厂和城郊选煤厂因为煤泥水处理能力不足而进行优化的方法简单总结一下。

3．1．1 增设一台耙式浓缩机及相关配套设施

原有耙式浓缩机溢流入循环水箱，循环水煤泥特点是煤泥较细难以回收，在系统中恶性循环。原耙式浓缩机入料大，当入料量及人料浓度超过一定的限量时，即使再加入絮凝剂也没有效果。将循环水产生的溢流进入二次浓缩，即增设一台XGN一180高效耙式浓缩机，同时增设缓冲水池一座，澄清水池一座。新增耙式浓缩机入料添加高分子絮凝剂，加速煤泥颗粒沉淀。底流压滤机回收，溢流入澄清水池用于生产补充和洗煤用水。XGN一180高效耙式浓缩机有如下特点：原料浆的入料方式由传统的澄清层垂直浇注，改为淹没式深层布料。设置给料井及水平隔栅，有利于能量交换，加速矿浆沉淀距离，增加沉淀面积。采用高灵敏度载荷继电装置，实现超负荷自动提耙保护功能。给料井的合理设置，产生双溢流堰效应提高溢流水澄清效果。采用科学的搅拌絮凝技术，使药剂和浆液充分混合，迅速地将悬浮的微小颗粒絮凝成团，加速沉淀。

3.1.2更新改造煤泥筛及煤泥压滤设备

更新5台新型GXS1630琴弦筛，筛分面积5m ，提高筛分效率，减少细颗粒进入跳汰系统。该机的筛网采用弹性好的钢丝绳制作，它除了随筛箱震动外，本身还产生二次震动，因此不宜堵孔，筛分效率高，处理量大，较好的解决了6mm粒级黏湿物料的干法筛分问题。减小煤泥水浓度，减少煤泥水系统的压力。为提高煤泥回收能力，将原有两台ZS1756直线筛更新为两台USL16375型高频振动筛，用以增加细颗粒煤泥的回收能力，提高煤泥回收率。选用2台KM300／2000型高效快速隔膜压滤机，更新一台，新增设一台新型高效压滤机作为煤泥水处理系统的把关设备。KM300／2000型高效快速隔膜压滤机活动油缸座快速定位，链传动进行合拢、多油缸压紧，大大缩短了油缸的长度；多端口进料，分3段连续拉开滤板，拉开问距大，卸料畅

快；采用德国连恩舍滤板，滤液采用明暗流排出方式，出水畅快，加快了过滤过程，降低了滤饼水分；以入料自动控制装置为基础，采用PLC实现了自动运行，无需人工操作，即可完成入料、过滤、卸料的过程，杜绝了喷料现象，改善了工人的操作环境，大大降低了工人劳动强度；滤饼水分可根据需要在一定范围内调整。

3．1.3 卧式沉降过滤式离心机离心液池改造

为解决该离心机离心液量大的问题，在离心机下方修建了一个离心液缓冲池，并装设了液位计，新增了一台加装变频器的渣浆泵，由变频器调节泵的输送量。重新架设一条管路，当离心液缓冲池液位超限时，使离心液返回至浓缩池，从而保证整个系统正常运行。

3.2药剂使用不合理

煤泥水处理系统的加药点和加药方式不合理会导致煤泥水处理系统紊乱，循环水中的固体含量达不到规定要求。选煤厂随着煤质的变化原有的药剂可能不适应现有煤质的要求，就必须通过采用新型高效的药剂，促使洗煤泥在浓缩机里尽快沉降，避免极细煤泥在循环水中循环，影响重选作业和浮选作业。由于很多选煤厂人选原煤煤质波动大，煤泥水系统不稳定，处理效果较差，导致系统煤泥含量高，为此对该厂煤泥水系统进行优化通过药剂的优化有以下几点（1）药剂种类的优化。煤泥水处理时通常采用高分子絮凝剂进行絮凝沉降，即煤泥水中的悬浮颗粒通过高分子絮凝剂分子链的捕集、架桥作用，相互粘合成较大的絮体，从而改变颗粒的物理性质和沉降速度。由很多选煤厂的煤泥水中固体物料粒度组成较细，含有相当数量的细泥，且颗粒之间的斥力较大，故而沉降速度极为缓慢。因此，需要添加凝聚剂对其电性进行中和，从而降低颗粒间的静电作用，以利于高分子絮凝剂对其絮凝沉降。如果由于现场药剂对煤泥水体系缺乏适应性，那么可以通过煤泥水沉降的正交试验，选用合理的新型药剂，以期达到煤泥水高效处理的目的。

(2)加药点优化。遵循先加人凝聚剂改变煤泥颗粒表面电性再加人絮凝剂进行絮凝沉降的原则，凝聚剂加药点仍在混料桶上方，絮凝剂采用多点加药方式。其中，第一个加药点位于距离浓缩机中心给料井10 m左右的入料管中比较合理，第二个加药点位于浓缩机中心给料井处。为了使药剂更合理的利用，可以采用多点加药法，一般对絮凝剂和凝聚剂采取3点加药，这样使药剂发挥更大的作用。通过对原加药点的优化，使药剂发挥最大作用。

(3)加药方法优化。选煤厂的加药方法的优化有很多种类，以一个实际例子来说明比较好。布尔台选煤厂原使用的加药系统包括凝聚剂加药系统3817和絮凝剂加药系统3812、3813和3816。其中，凝聚剂加药系统3817搅拌桶容积为9 m ，药剂消耗时间为2 h左右，凝聚剂浓度为4．2％；絮凝剂加药系统3812、3813和3816搅拌桶容积为4 m ，絮凝剂浓度为0．23％，单桶药剂消耗时间为1～1．5 h。工业试验时凝聚剂仍采用加药系统3817，药剂浓度不变，药剂消耗时间在4 h左右；絮凝剂加药系统采用 3816和3812，3813备用，配药方法不变，药剂消耗时间根据现场煤泥水处理情况进行调节。此外，选煤厂还对现场补加清水的位置进行了优化，将原来位于浓缩机溢流堰处的清水补加点更改到入料混料桶上方，从而降低人料浓度，这样可极大的降低药剂消耗量。

3.3工艺不合理

通过改造选煤厂的煤泥水处理工艺能够提高选煤厂煤泥水处理效率和处理量，合理的优化还能提高精煤产率，使产品的结构更加合理，不仅能解决能解决选煤厂煤泥水处理过程中遇到的问题，还能大大提高选煤厂的经济效益，减轻工人的劳动能力。工艺的合理改造成效是显而易见的，这里探讨一下针对原因而对以前的工艺进行相应改造。

3.3.1把传统浮选工艺改为“2+2”煤泥水处理工艺

传统的浮选工艺流程主要分为直接浮选、浓缩浮选，其特点均是一次浮选、一次脱水过程，唐山国华设计院在一些技改工程中，运用“2+2”煤泥水处理工艺，即“两次浮选+两次脱水”。

浮选尾矿在经过捞坑浓缩回收一部分中煤泥后，再进入尾煤压滤系统回收煤泥。新型的煤泥水处理流程，主要有以下特点：

①采用充气量更大的喷射式浮选机和机械搅拌式浮选机联合作业的形式回收浮选精煤，能提高浮精抽出率，降低浮选精煤灰分；

②一次浮选精煤采用沉降过滤离心机进行脱水，沉降过滤离心机能起到脱水、降灰两个效果，浮选精煤经过沉降脱水后，灰分也能降低1～2 ；

③沉降过滤离心机的离心液为二次浮选的人料，由于沉降过滤离心机的入料主要是一次浮选精煤，所以二次浮选基本可以做到不用添加浮选油剂，节约了洗煤成本；

④避免了重介“背灰”现象。选煤厂传统的洗选模式是重介洗低灰，浮选系统洗高灰，以保证整个精煤产品发运合格，这就导致了重介洗低灰，损失部分重介精煤。“2+2”煤泥水处理流程，能够洗选灰分较低的浮选精煤产品，这样重介系统能够提灰，进而增加重介精煤产率，对整个选煤厂的精煤产率提高有一定的帮助作用。

3．3.2把一段浓缩混合回收改造成两段浓缩、两段回收

煤泥水进人1号浓缩机，1号浓缩机加入药剂，浓缩机底流为筛网沉降式离心机和板框压滤机给料，1号浓缩机的溢流作为循环水。在煤泥量小的情况下，循环水固体质量浓度可达到15 g／L，水质基本达标，但循环水浓度对煤质变化和末煤入选量较敏感，稳定性差，适应能力弱。煤泥水进入1号浓缩机，1号浓缩机加药，使几乎所有煤泥沉淀浓缩，1号浓缩机底流为筛网沉降式离心机人料，1号浓缩机溢流和筛网沉降式离心机离心液进入2号浓缩机，2号浓缩机加适量絮凝剂，2号浓缩机底流为板框压滤机入料，板框压滤机滤液收集到新改造的制药水池，作为制药用水，号浓缩机溢流作为循环水。该流程实现了筛网沉降式离心机和板框压滤机分别人料，解决了筛网沉降式离心机离心液中细颗粒过度循环的问题，但此流程应该同时优化药剂制度，加药制度调整为煤泥水进入1号浓缩池，1号浓缩机不加药剂，减轻筛网沉降式离心机压力，2号浓缩机添加药剂使所有煤泥沉淀，保证循环水浓度达标。

4结语

经过对煤泥水特性的分析，了解的煤泥水的的基本性质，为各个选煤厂对煤泥水的所以特性有一个大致的了解，根据每个厂情况的不同，可以测定相应的特性，根据特性设计合理的煤泥水处理工艺。煤泥水系统是选煤厂经常出问题的，对典型问题的分析，以及一些常见问题的解决方法对优化选煤厂的煤泥水系统具有一定的指导意义。

参考文献

[1] 任建民，刘磊，樊合高.赵固二矿选厂煤泥水处理系统的优化改造[J].洁净煤技术，2012,18（3）：10-12

[2]李树林.选煤厂煤泥水处理系统工艺研究[J].工艺与技术2013,15（369）：118-119

[3]姜家山，徐海.五龙煤矿选煤厂煤泥水处理系统改造实践[J]. 煤炭工程,2013,2：16-18

[4]王光泽，宋万军，张宁.煤泥水系统的优化[J]. 洁净煤技术，2013,19(2):21-23

[5]王光青. 淮北选煤厂南区技改工程“2+2”煤泥水处理工艺流程探讨[J]. 淮北职业技术学院学

报,2013,4:138-139

[6]孙谦，王建强，纪玉华等.高庄煤矿选煤厂煤泥水系统优化改造实践[J]. 选煤技术,2009,12(6):18-20

[7]郝春建，姬吉星，景雷刚. 城郊选煤厂煤泥水处理系统改造实践[J].选煤技术,2012,8(4):43-45

[8]陶亚东，赵厚增，樊玉萍. 布尔台选煤厂煤泥水系统药剂制度优化及应用研究[J].选煤技术

2013,6(3):29-31