乌兰木伦选煤厂矸石细泥单独沉降与脱水工艺的设计

牛 超，韩 丹，张 帅

(神华神东煤炭集团 洗选中心，内蒙古 鄂尔多斯 017209)

乌兰木伦选煤厂矸石细泥单独沉降与脱水工艺的设计

牛 超，韩 丹，张 帅

(神华神东煤炭集团 洗选中心，内蒙古 鄂尔多斯 017209)

为了解决乌兰木伦选煤厂矸石细泥处理效果不理想，滤饼灰分高而污染精煤的问题，对浓缩系统、压滤系统工艺进行综合设计。经此设计与改造后，实现了矸石细泥的单独处理，系统药剂消耗量降低，压滤设备脱水效果大大提高，商品煤的发热量得以提升。

矸石细泥；单独处理；沉降脱水

乌兰木伦选煤厂是神东集团公司洗选中心下属的特大型、矿井型、现代化、动力煤选煤厂，实际洗选能力达到5 Mt/a。入选原煤主要来源于乌兰木伦煤矿，原煤以25 mm分级后，>25 mm粒级块煤采用浅槽重介质分选机分选，25～2 mm粒级末煤采用重介质旋流器分选，2～0.15 mm粒级煤泥采用螺旋分选机分选，<0.15 mm粒级细煤泥经浓缩、压滤处理后掺入商品煤出售。该选煤厂的主导产品包括块精煤、末精煤、螺旋精煤、细煤泥，主要作为电厂燃料使用。

乌兰木伦选煤厂块煤与末煤系统原来共有四个浓缩池，其中两个运行另外两个备用。在实际生产过程中，块煤系统的细煤泥进入末煤系统处理，因而块煤系统备用浓缩池基本不使用，与此同时用于处理块煤系统细煤泥的GPJ-60加压过滤机基本闲置。此外，由于矸石细泥没有单独的处理工艺，只能将其混入煤泥水一起处理，而矸石细泥絮凝效果差，导致药剂用量增大，煤泥水被污染；加之此部分细泥的亲水性强，致使滤饼水分偏高，掺入商品煤后影响其发热量。如何将矸石细泥单独处理，防止其进入煤泥水系统，对于选煤厂降低药耗和提高商品煤质量具有积极作用。

1 生产现状

目前，乌兰木伦选煤厂矸石细泥的来源主要为：带式输送机输送矸石时所产生的矸石污水、螺旋矸石弧形筛和高频筛的筛下水、矸石脱介筛的稀介经磁选后的尾矿水，这部分矸石细泥量约占原煤量的0.8%。由于没有单独的矸石细泥处理工艺，只能将其混入煤泥水一起处理[1]。而矸石细泥的絮凝效果差[2]，在浓缩池处理时药剂用量较大，导致煤泥水被污染；加之矸石细泥的亲水性强[3]，压滤后的滤饼水分偏高[4]，掺入商品煤后使其发热量降低。

由此来看，矸石细泥对选煤厂的煤泥水处理危害极大[5]，有必要设计单独的矸石细泥沉降与脱水工艺。乌兰木伦选煤厂末煤系统煤泥处理原则流程如图1、图2所示。

图1 粗煤泥处理原则流程

图2 细煤泥处理原则流程

2 矸石细泥单独处理工艺的设计

由于多数动力煤选煤厂没有设计浮选工艺[6]，且没有单独的矸石细泥浓缩系统、压滤系统，导致系统内的矸石细泥只能与煤泥水混合后一起处理[7]，而实际处理过程中矸石细泥对煤泥水处理系统的影响较大。为此，乌兰木伦选煤厂在不增加浓缩系统、压滤系统的前提下，设计出一种新的矸石细泥单独沉降与脱水工艺，不但实现了煤泥水与矸石细泥的有效分离，而且使煤泥水处理效果得到改善。

2.1 工艺设计

根据工艺设计方案，将块煤备用浓缩池作为矸石细泥沉降池，并将块煤板框压滤机作为矸石细泥脱水设备[8]，同时对板框压滤机下方的刮板输送机驱动进行改造，使其排料进入矸石带式输送机。由图1、图2可以看出，通过管路改造可使螺旋矸石弧形筛、高频筛的筛下水进入矸石细泥沉降池，由于此部分矸石细泥量较小，生产中不添加药剂而使其自由沉降，沉降池底流通过入料泵打入板框压滤机，脱水产物直接排入矸石带式输送机，从而实现矸石细泥的单独处理(图3)。

图3 矸石细泥单独沉降与脱水处理原则流程

2.2 设备选型

与其他压滤脱水设备相比，板框压滤机在处理极细粒亲水性矿物时，脱水效果较好[9-10]。因此，将GPJ-60加压过滤机更换成KZG100/1500X1500-U快开式压滤机，其主要技术参数如表1所示。

表1 KZG100/1500X1500-U快开式压滤机的主要技术参数

2.3 工艺布置

根据工艺布置需求，结合现场测量结果，拆除加压过滤机后的空间位置能够满足快开式压滤机布置的要求，故将KZG100/1500X1500-U快开式压滤机布置在此处。鉴于螺旋矸石弧形筛和高频筛的筛下水共用同一管道输送，且该管道所处位置较高，其到块煤二号浓缩池的垂直距离为10 m，水平距离为11 m，管路水平角度约为44°，实际使用中不存在管道堵塞的问题。

3 应用效果

矸石细泥单独沉降与脱水工艺设计与改造完成后，在乌兰木伦选煤厂已运行半年多。生产实践表明：矸石细泥自由沉降效果较好，通过板框压滤机脱水后可全部排入矸石仓；与此同时，煤泥水沉降效果得到极大改善，药剂用量明显下降。根据统计资料计算，原来精煤产品中的矸石细泥量约为8 t/h，精煤产量约为900 t/h；该工艺系统投入使用后，每年可使精煤中的矸石细泥量减少约6万t，进而使商品煤灰分下降约0.2个百分点，发热量提高约83.68 kJ/kg。

现场实际生产数据显示，矸石细泥单独沉降与脱水工艺投入运行后，每班可节约的聚合氯化铝、聚丙烯酰胺用量分别为45 kg、9 kg，即每年可节约聚合氯化铝37 t、聚丙烯酰胺7.40 t。按照聚合氯化铝1 280元/t、聚丙烯酰胺7 300元/t计算，每年可节约药剂成本10.10万元。

4 结语

针对煤泥水处理系统中存在的问题，乌兰木伦选煤厂结合自身的工艺特点，将部分闲置设备加以利用，设计出矸石细泥单独沉降与脱水工艺，有效实现了矸石细泥的单独处理，使煤泥水处理效果大大改善，且带来了一定的经济效益。该工艺设计具有一定的创新性，对动力煤选煤厂煤泥水处理系统的优化具有一定借鉴意义。

[1] 戴少康.选煤工艺设计的思路与方法[M].北京:煤炭工业出版社，2003.

[2] 郭琴红.选煤厂设计中几种常见选煤工艺的浅析[J].洁净煤技术,2009(3).

[3] 戴少康.选煤工艺设计实用技术手册[M].北京：煤炭工业出版社,2010.

[4] 彭 彪，湛含辉.高效细粒分级的重要性及其设备[J].湖南工业大学学报,2011(2).

[5] 陈建中，沈丽娟，王永田，等.煤泥水系统技术改造分析及其思考[J].煤炭工程,2004(2).

[6] 悦 胥.现代化选煤厂设计中需要注意的几个方面[J].民营科技,2011(5).

[7] 王振生，李 寻.选煤厂生产技术管理[M].北京：煤炭工业出版社,1990.

[8] 李 寻.选煤厂设计[M].北京：煤炭工业出版社,1995.

[9] 杜焕铜. 高效选煤厂的设计探讨[J].选煤技术,2010(2).

[10] 匡亚莉.选煤工艺设计与管理(设计篇)[M].徐州：中国矿业大学出版社,2006.

Technological design of reject slime settling and dewatering alone in Wulanmulun coal preparation plant

NIU Chao, HAN Dan, ZHANG Shuai

(Coal Processing Center, Shenhua Shendong Coal Group, Ordos, Inner Mongolia 017209, China)

To separate reject slime efficiently, improve clean coal affected by high-ash filter cake, the comprehensive modification on thickening and filter pressing system to process reject slime alone. The application shows that dewatering function of filter press is greatly improved, with lower reagent consumption in the system and high calorific value of coal product.

reject slime; process alone; settling and dewatering

1001-3571(2015)05-0094-02

TD946

B

2015-10-09

10.16447/j.cnki.cpt.2015.05.025

牛 超(1983—)，男，陕西省神木县人，工程师，从事选煤厂生产管理工作。

E-mail：niuchao2001@163.com Tel：0477-8200409