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加壓過(guò)濾機(jī)和板框壓濾機(jī)聯(lián)合工藝在塔山選煤廠

細(xì)粒煤泥處理中的應(yīng)用

賈懷軍

  （同煤集團(tuán)大地選煤工程有限責(zé)任公司，山西  大同  037000）

摘要：通過(guò)對(duì)塔山選煤廠煤泥處理滯后的問(wèn)題進(jìn)行研究，改造了原有的加壓過(guò)濾機(jī)處理煤泥的工藝，使用加壓過(guò)濾機(jī)和板框壓濾機(jī)的聯(lián)合工藝來(lái)處理細(xì)粒煤泥，并且根據(jù)煤質(zhì)變化調(diào)整了加藥制度，不但使煤泥處理量加大，而且降低了洗水濃度，取得了良好效果。

關(guān)鍵詞：煤泥處理系統(tǒng)；存在問(wèn)題； 加壓過(guò)濾機(jī)；板框壓濾機(jī)；加藥制度；改造效果；

1、概述

塔山選煤廠是同煤大唐塔山煤礦配套項(xiàng)目,由約翰芬雷公司總承包建設(shè)，于2003年11月開(kāi)工建設(shè)， 2006年4月開(kāi)始試運(yùn)轉(zhuǎn)，2008年12月通過(guò)驗(yàn)收。是一座設(shè)計(jì)能力15Mt/a的礦井型動(dòng)力煤選煤廠，服務(wù)年限120年。該廠采用分級(jí)入選工藝，150～13mm塊煤重介淺槽分選;13-1.5mm末煤三產(chǎn)品重介旋流器分選;1.5-0.2mm粗煤泥進(jìn)入煤泥分選機(jī)分選；<0.2mm細(xì)煤泥由加壓過(guò)濾機(jī)回收，主要產(chǎn)品有精煤和中煤兩個(gè)產(chǎn)品，副產(chǎn)品有高嶺巖、矸石。精煤主要用于動(dòng)力發(fā)電，中煤用于綜合利用電廠燃料，矸石和高嶺巖分別供給園區(qū)內(nèi)建材磚廠和高嶺巖加工廠作為原料。

2010年3月以來(lái)，隨著塔山煤礦開(kāi)采年限的增加，原煤煤質(zhì)發(fā)生了變化，煤泥量及煤泥中細(xì)顆粒含量也隨之增加。導(dǎo)致選煤廠煤泥系統(tǒng)處理相對(duì)滯后,使煤泥在濃縮池中大量積聚,且煤泥沉降速度變慢，濃縮機(jī)溢流固體物含量增多。曾采用摻入部分粗顆粒以提高加壓過(guò)濾機(jī)處理能力的做法，但此法卻造成系統(tǒng)跑粗。煤泥水系統(tǒng)的問(wèn)題可影響到全選煤廠的整個(gè)洗選系統(tǒng)，可導(dǎo)致介質(zhì)消耗增加，管路堵塞，介質(zhì)密度不穩(wěn)定，加壓過(guò)濾機(jī)處理量降低、洗選產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)不穩(wěn)定等諸多問(wèn)題。而加壓過(guò)濾機(jī)的處理量降低，煤泥不能及時(shí)處理，煤泥在濃縮池中大量積聚，反過(guò)來(lái)又影響加壓過(guò)濾機(jī)的入料濃度，從而形成一種惡性循環(huán)，嚴(yán)重影響了選煤廠的正常生產(chǎn)，進(jìn)而制約塔山礦礦井的生產(chǎn)?；谝陨显?，塔山選煤廠對(duì)煤泥處理系統(tǒng)進(jìn)行了工藝改造，并對(duì)煤泥系統(tǒng)的加藥制度做出了調(diào)整。

2、煤泥處理系統(tǒng)工藝改造  

塔山選煤廠采用的是HBF-120/10加壓過(guò)濾機(jī),加壓過(guò)濾機(jī)的入料粒度應(yīng)有一個(gè)合理的級(jí)配，如果細(xì)顆粒含量太高，會(huì)影響加壓過(guò)濾機(jī)的過(guò)濾效果，在實(shí)際生產(chǎn)中，隨采煤機(jī)械化程度增高,導(dǎo)致塔山選煤廠煤泥中細(xì)顆粒含量逐漸增大，從而導(dǎo)致加壓過(guò)濾機(jī)處理滯后,在耙式濃縮機(jī)4#耙架積聚,使得耙架放不下,從而形成煤墻,致使物料進(jìn)不了中心攪拌。由于煤泥中極細(xì)粒級(jí)含量太高，使每臺(tái)加壓過(guò)濾機(jī)實(shí)際處理能力由正常時(shí)的75t/h降低到35t/h。通過(guò)調(diào)整分級(jí)旋流器上料壓力而摻入粗顆粒，以期提高加壓過(guò)濾機(jī)處理能力，濾餅厚度層有所改善，每臺(tái)過(guò)濾機(jī)壓煤泥板數(shù)由6～8板/15min,增大到10～11板/15min，但循環(huán)水中仍存在大量細(xì)顆粒。將加壓過(guò)濾機(jī)使用的濾布由原來(lái)的120目換成80目，使濾布篩孔尺寸由0.125mm加大至0.180mm。濾餅厚度雖有所增加，但加壓過(guò)濾機(jī)濾液中細(xì)顆增多?；谶@種情況，最終決定采用加壓過(guò)濾機(jī)和板框壓濾機(jī)聯(lián)合工藝流程。

與改造前工藝流程（圖1）相比，改造后工藝流程（圖2）具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）、采用加壓過(guò)濾機(jī)和板框壓濾機(jī)聯(lián)合工藝可大大提高了選煤廠的煤泥處理能力，避免了煤泥積聚，處理滯后的現(xiàn)象。

（2）、增加了煤泥系統(tǒng)工藝的靈活性。當(dāng)有跑粗事故發(fā)生時(shí)，為避免出現(xiàn)加壓過(guò)濾機(jī)壓主軸事故的發(fā)生，可單獨(dú)使用板框壓濾機(jī)處理煤泥；當(dāng)對(duì)煤泥水分要求較高時(shí)，可單獨(dú)使用加壓過(guò)濾機(jī)處理煤泥，降低精煤水分。

（3）、采用加壓過(guò)濾機(jī)和板框壓濾機(jī)聯(lián)合工藝，可有效降低細(xì)煤泥在循環(huán)水中的積聚，降低循環(huán)水的濃度。

圖1  改造前煤泥處理流程圖圖         2  改造后加壓過(guò)濾機(jī)和板框聯(lián)合工藝流程圖

為了增加煤泥處理量，把加壓過(guò)濾機(jī)使用的濾布由原來(lái)的120網(wǎng)目換成80網(wǎng)目，即濾布濾網(wǎng)孔徑由0.125mm加大至0.180mm,這樣加壓過(guò)濾機(jī)的處理量就有大幅度提高，但是也帶來(lái)一個(gè)問(wèn)題就是篩孔尺寸增大，加壓過(guò)濾機(jī)產(chǎn)生的濾液中細(xì)顆粒多，沉降速度變慢，因此需要調(diào)整加藥制度 。

3、加藥制度的調(diào)整

 針對(duì)煤泥水不沉降的問(wèn)題，塔山選煤廠對(duì)煤泥水進(jìn)行了分析，通過(guò)多次煤泥水沉降試驗(yàn)，最后選定了一種方案，即先加聚合氯化鋁凝聚劑（簡(jiǎn)稱(chēng)PAC，通常也稱(chēng)作聚鋁，它是介于ALCL₃ 和AL(OH)₃ 之間的一種水溶性無(wú)機(jī)高分子聚合物，是一種顏色呈黃色或淡黃色、深褐色、深灰色樹(shù)脂狀固體，有較強(qiáng)的架橋吸咐性能，在水解過(guò)程中，伴隨發(fā)生凝聚，吸附和沉淀等物理化學(xué)過(guò)程）對(duì)煤泥進(jìn)行聚合，然后再使用聚丙烯酰胺（簡(jiǎn)稱(chēng)PAM，由丙烯酰胺單體聚合而成，是一種水溶性線型高分子物質(zhì)為白色粉末，易溶于水，幾乎不溶于苯，乙醚、酯類(lèi)、丙酮等一般有機(jī)溶劑，其水溶液幾近透明的粘稠液體，屬非危險(xiǎn)品，無(wú)毒、無(wú)腐蝕性，能使懸浮物質(zhì)通過(guò)電中和與架橋吸附作用達(dá)到絮凝）對(duì)煤泥實(shí)現(xiàn)沉降，由此達(dá)到煤泥水快速沉降的目的。

在使用聚鋁和聚丙烯酰胺做沉降試驗(yàn)時(shí)，取18組旋流器溢流做試驗(yàn)用煤泥水，觀察到只加聚鋁時(shí)，煤泥水中的細(xì)微顆粒迅速靠攏，沉降速度慢，而在此基礎(chǔ)上添加聚丙烯酰胺，煤泥沉降速度加快，單個(gè)絮團(tuán)增大，結(jié)合緊密，利于加壓過(guò)濾機(jī)形成濾餅，澄清水水質(zhì)好。當(dāng)不加聚鋁，只加聚丙烯酰胺時(shí)，沉降速度明顯較前者慢，單個(gè)絮團(tuán)較小，結(jié)合不夠緊密，不利于加壓過(guò)濾機(jī)的成餅，澄清水相對(duì)前者也稍差，并含有部分細(xì)微顆粒。

因此采取以下方案：在主洗車(chē)間五層處設(shè)攪拌桶，先將聚鋁加入攪拌桶，攪拌達(dá)到規(guī)定濃度后，再加入旋流器溢流回濃縮池的管道內(nèi)，原有加聚丙烯酰胺加藥點(diǎn)不變。

調(diào)整加藥制度后，煤泥沉降速度加快，沉降效果變好，循環(huán)水的濃度降低，對(duì)選煤廠的各個(gè)工藝環(huán)節(jié)產(chǎn)生了良好的促進(jìn)作用。

4、改造效果

(1) 煤泥系統(tǒng)改造完成后，隨著煤泥處理量的提高，選煤廠的系統(tǒng)也趨于正常，入洗量恢復(fù)到煤泥處理系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題之前甚至略有增加，每年可增加近億元的利潤(rùn)。

(2) 煤泥系統(tǒng)改造完成后，澄清水也變得非常清，大大降低了介質(zhì)消耗，介耗由2kg/t煤降至1.5kg/t，按每月入洗原煤100萬(wàn)t，鐵粉價(jià)格垵860元/t計(jì)算，每年可節(jié)約成本約500萬(wàn)元。

(3)煤泥系統(tǒng)改造后,選煤廠的生產(chǎn)逐漸趨于正常。與改進(jìn)前相比,入洗量明顯增加,改前日入洗量為50000噸左右，（煤泥較多時(shí)，日入選量?jī)H30000噸），改后可配合礦井產(chǎn)量至日入洗60000噸。改造后，每月可多入洗原煤30萬(wàn)t，增加近百萬(wàn)元的利潤(rùn)。

(4) 改造后，濃縮機(jī)壓耙、壓大軸的次數(shù)大為減少,降低了事故率。從而節(jié)省了大量人力和物力。