易泥化煤泥水处理工艺的设计与应用

何茂林

(河南能源化工集团永煤公司，河南 永城 476600)

易泥化煤泥水处理工艺的设计与应用

何茂林

(河南能源化工集团永煤公司，河南 永城 476600)

针对五凤选煤厂入选原煤易泥化的特点，在对原煤泥化特性分析的基础上，研究煤泥脱泥与不脱泥浮选的效果，并确定煤泥水处理原则流程。对于该厂煤泥水来说，采用预先脱泥、浮选联合工艺处理，不但可减少煤泥水处理系统的负担，提高精煤产品产量，而且能够降低循环水浓度，实现洗水闭路循环。

煤泥水；泥化特性；预先脱泥；循环水

选煤厂煤泥水一般是指由水和<0.5 mm粒级煤泥组成的固液混合物，煤泥水处理主要是对煤炭洗选加工过程中产生的洗水进行处理，用截粗、分选、浓缩、过滤、澄清等方法得到满足生产用水要求的循环水[1]。煤泥水处理是减少污水排放，提高循环水利用率，保护环境的重要措施。随着煤炭入选比例的提升及水资源、环境保护要求的提高，煤泥水处理已成为煤炭洗选过程中涉及面最广、投资最大、工艺最复杂、管理难度最大的环节[2]。

五凤选煤厂地处贵州省毕节市大方县，隶属河南能源集团永煤公司贵州分公司，是一座设计能力为0.90 Mt/a的矿井型动力煤选煤厂。该厂入选原煤为3#无烟煤，较脆易碎，末煤含量大且矸石泥化严重，导致煤泥水处理困难，煤炭洗选效率低下，给生产带来诸多不利影响。通过三产品重介质旋流器底流大排放的方法在一定程度上可减少煤泥水中的细泥，但不能从根本上解决矸石泥化及由此引发的系列问题[3]。因此，选择切实可行的煤泥水处理工艺成为五凤选煤厂正常运行的关键。

1 原煤泥化特性

五凤选煤厂入选原煤灰分随粒度的减小而降低，而0.5～0 mm粒级灰分很高(为30.37%)，说明原煤中含有较多矸石；<0.5 mm粒级煤泥的综合产率较高(为27.23%)，综合灰分高达34.52%，大于原生煤泥灰分，说明原煤中的矸石存在泥化现象[4-5]。该厂>13 mm粒级原煤泥化试验结果如表1所示。

由表1可知：随着泥化时间的延长，>13 mm粒级和13～0.5 mm粒级产率总体上呈减小趋势，而<0.5 mm粒级产率总体上呈增大趋势，且该粒级灰分总体上增大，说明矸石泥化较严重。矸石的泥化使煤泥水粘度增大，沉降分离效果变差，导致煤泥水处理系统负担增加，循环水中经常含有细泥。

表1 >13 mm粒级原煤转筒泥化试验结果

2 分步释放试验

2.1 煤泥组成

由于五凤选煤厂原煤泥化现象严重，经两段浓缩两段回收处理后的洗水质量很难达到循环水质量要求，导致循环水中含有大量细泥，二段浓缩池溢流中固体颗粒较多，为此，对原煤的泥化程度和组成进行分析，结果如表2所示。

表2 煤泥组成

由表2可知：原生煤泥含量很高，为煤泥总量的88.47%，而<0.03 mm粒级含量占原生煤泥量的47.99%，且灰分高达72.95%，预先脱泥后原生煤泥灰分可下降13.08个百分点，说明实际生产过程中，预先脱泥可使浮选入料量减少一半以上。

2.2 分步释放试验

在入浮矿浆浓度为80 g/L的条件下，以轻柴油为捕收剂、仲辛醇为起泡剂进行分步释放试验，研究煤泥不脱泥与脱泥浮选的效果。不脱泥浮选时，轻柴油、仲辛醇的用量分别为1.20、0.12 kg/t；脱泥浮选时，轻柴油、仲辛醇的用量分别为1.00、0.10 kg/t，试验结果如表3、表4所示。

表3 煤泥不脱泥分步释放试验结果

表4 煤泥脱泥分步释放试验结果

由表3、表4可知：煤泥不脱泥浮选时浮选精煤产率为24.35%，脱泥浮选时浮选精煤产率为47.04%，说明脱泥浮选的效果更好，且灰分完全满足要求。根据实际生产经验，一般煤泥脱泥率在60%以上，如果脱泥率按60%计算，入料灰分可由58.76%降低至53.03%，能耗、药耗更少，可节约一定生产成本。由此来看，采用预先脱泥、浮选的联合工艺对该厂煤泥处理是完全必要和有效的，且可通过一次性投资获得较大的经济效益[6-7]。

3 煤泥水处理方案的确定

3.1 煤泥水处理原则流程

五凤选煤厂煤泥水处理原则流程如图1所示。截粗后的精煤磁选尾矿自流至精煤泥翻转弧形筛，进行一次脱水分级；弧形筛筛上物由离心机进行二次脱水，筛下物与离心机离心液混合后一起进入脱泥池；脱泥池底流由一次浮选机粗选，溢流进入二段浓缩机；一次浮选精矿由压滤机回收，压滤精煤作为最终产品，二段浓缩机底流由煤泥压滤机回收。该工艺充分发挥了重介分选下限低、分选精度高的优势，有效减少了浮选入料量，降低了生产成本，同时保证了最终精煤产品水分[8-9]。

图1 煤泥水处理原则流程如图

生产过程中扫选磁选机尾矿、中煤磁选机尾矿、截粗矸石磁选机尾矿一起自流至一段斜管浓缩机，一段斜管浓缩机底流由煤泥弧形筛、尾煤泥离心机回收；一段斜管浓缩机溢流、扫选浓缩机溢流、尾煤泥离心机离心液、脱泥池溢流一起进入二段浓缩机浓缩，二段浓缩机底流由压滤机回收；经带式压滤机处理的尾煤滤饼落地堆放，尾煤压滤机滤液、二段浓缩机溢流作为循环水使用，必要时在二段浓缩机的入料中加入絮凝剂，以提高循环水的质量；将清净的浓缩溢流作为脱介筛喷水，实现洗水一级闭路循环。

3.2 设备选型

在确定煤泥水处理原则流程的基础上，根据实际需要和现场空间选择相关设备，五凤选煤厂设备选型情况如表5所示。

表5 设备选型表

4 洗选效果

五凤选煤厂于2013年5月底开工建设，2014年3月竣工并进行试生产。试生产过程中，煤泥水处理系统运行正常，循环水浓度基本控制在15～20 g/L，有效保证了洗水质量和精煤产品质量。该系统投入运行后，不但使煤泥水处理系统负担减轻，而且使循环水浓度下降，实现了洗水一级闭路循环[10-11]。就目前的浮选药剂消耗情况来看，轻柴油、仲辛醇的用量均下降16.7个百分点，经济效益较好。

5 结语

在对易泥化原煤洗选加工时，应先通过粗煤泥回收设备回收煤泥水中的粗精煤，尽可能减少进入浓缩池的煤泥量。采用预先脱泥、浮选联合工艺对煤泥水进一步处理，不但能够将其中的低灰颗粒分选出来作为精煤产品，高灰颗粒分选出来作为中煤副产品，提高企业经济效益，而且能够保证循环水质量和介质回收效果，实现洗水闭路循环，进而为选煤厂的正常运行奠定物质基础。

[1] 中国煤炭加工利用协会.选煤厂煤泥水处理[M].徐州：中国矿业大学出版杜，2005.

[2] 建瑞革，戴 华，叶慧峰，等.选煤厂煤泥脱水回收系统设备和工艺现状分析[J].煤炭加工与综合利用，2010 (2).

[3] 赵江涛，祝学斌，刘 磊，等.高泥化煤泥水沉降试验的研究[J].选煤技术，2010(5)：19-21.

[4] 陈忠杰，闵凡飞，朱金波，等.高泥化煤泥水絮凝沉降试验研究[J].煤炭科学技术，2010，38(9)：117-120.

[5] 林 喆，杨 超，沈正义，等.高泥化煤泥水的性质及其沉降特性[J].煤炭学报，2010，35(2)：312-315.

[6] 孙丽梅,单忠键.煤泥水处理系统工艺流程分析[J].洁净煤技术，2006(1).

[7] 陆向阳，葛 蕙.谢桥矿选煤厂煤泥水深度净化的试验研究[J].选煤技术，2002(1)：10-13.

[8] 罗彩勇.易泥化动力煤洗选的煤泥水处理工艺[C]//《选煤技术》编辑部.2010年全国选煤学术交流会论文集.唐山：《选煤技术》杂志出版社，2010.

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[11] 冉进才，陶东平. 选煤厂煤泥水处理问题及对策[J]. 选煤技术，2003(1).

Design and application of easy degradation slurry treatment process in water

HE Mao-lin

(Henan Energy and Chemical Industry Group Co Ltd Yong Coal Company, Yongcheng, Henan 476600, China)

In order to solve the problem caused by slurry that is characterized by easy degradation in water in Wufeng coal preparation plant, desliming or non-desliming flotation effect of slurry are studied and made a comparison by analyzing properties of easy degradation slime in water to determine basic slurry treatment process. The result shows that pre-desliming flotation process is preferred for slurry treatment in the plant, which can not only reduce load of slurry treatment system, improve yield of clean coal, but lower concentration of circulating water to attain closed water circuit.

slurry; properties of degradation in water; pre-desliming; circulating water

1001-3571(2015)01-0082-03

TD946

B

2015-01-04

10.16447/j.cnki.cpt.2015.01.024

何茂林(1971—)，男，安徽省怀宁市人，高级工程师，从事选煤厂生产经营和基本建设工作。

E-mail:13569373223@163.com Tel：13569373223