改善浓缩工艺提高煤泥水处理效果

【摘要】本文介绍了煤泥水的性质，煤泥水处理的工艺流程。通过对晓南矿选煤厂煤泥水处理工艺的分析与研究，论证通过改善浓缩工艺来提高煤泥水处理效果的可行性。

【关键词】煤泥水；浓缩；压滤

随着采煤机械化程度的不断提高，集团公司各矿选煤厂入选原煤中<0.5mm级细粒煤的含量也逐年增多，给煤泥水处理及煤泥脱水回收增加了难度。煤泥水处理的完善程度、管理水平及效果好坏对其他环节产生很大影响，甚至决定全厂的经济指标、技术效果和社会效益。

浓缩压滤是煤泥水处理的主要工艺，煤泥水的浓度又影响着压滤机的处理效果，因此通过改善浓缩工艺来提高煤泥水处理效果十分重要，本文以晓南矿选煤厂煤泥水工艺的改造为例进行阐述，以期对集团公司各矿选煤厂有所借鉴。

一、煤泥水的性质

煤泥水中因含有煤泥颗粒，导致其性质与纯水不同，煤泥水的特性突出表现在两个方面：1、煤泥水的比重与纯水不同，2、煤泥水的粘度变化。

晓南矿煤种属长焰煤，长焰煤是一种变质程度低的烟煤。长焰煤煤泥水呈弱碱性带有一定的负电荷。煤泥的矿物质成分主要是SiO2和Al2O3，这些物质在其表面形成较强负电荷的胶体颗粒，由于胶粒带电颗粒将极性水分子吸引到它周围形成一层“水化膜”，“水化膜”能阻止胶粒间相互接触。使煤泥水形成稳定的胶体分散系难于发生自然沉降。这样就会造成浓缩过程产生的溢流固体含量过多，底流浓缩物水分含量过大，势必会影响分选效果和煤泥的压滤效果。

二、煤泥水处理系统

选煤厂完善的煤泥水系统通常包括煤泥分选—尾矿浓缩，缺少其中任何环节，都不能构成完善的系统，其中煤泥水处理系统的浓缩—压滤过程尤为重要。

晓南矿选煤厂煤泥水进入24米耙式浓缩机，24米耙式浓缩机底流由渣浆泵运送至压滤车间煤泥罐，再由入料泵将煤泥罐内的煤泥输送至快速隔膜压滤机进行压滤处理。滤液作为循环水，滤饼进入干燥车间烘干后成为粉煤落地。24米耙式浓缩机溢流进入18米耙式浓缩机进行二次浓缩，18米耙式浓缩机底流进压滤车间，溢流作为循环水。

三、煤泥水处理效果的影响

煤泥水中所含颗粒的粒度分布对煤泥水处理效果有较大的影响。煤泥水中颗粒粒度越小，沉淀速度越慢，煤泥水处理的难度就越大。相反，煤泥水中颗粒粒度越大，沉淀速度就越快，煤泥水处理的難度就越小。原煤煤质的不同，煤泥水的性质有很大的差别，主要表现为：煤化程度较高的原煤所含灰分较低，因而其煤泥水的悬浮物浓度较小。煤化程度较低的原煤所含灰分较高，其煤泥水的悬浮物浓度较大。并且由于煤化程度高的原煤硬度相对较高，不易在煤炭洗选加工过程中破碎，而煤化程度低的原煤硬度相对较低，容易在煤炭洗选加工过程中破碎。

同时压滤机的入料浓度对煤泥水的处理也有着很大的影响，其灰分、粒度组成、浓度都会对压滤机的过滤效果有着明显的作用。在入料阶段，矿浆浓度高，其中的固体颗物含量就高，相比于较低的矿浆浓度，滤饼形成速度加快。当入料浓度低时，细小颗粒极易直接进入滤布孔眼中，穿过、堵塞或覆盖在上面，使过滤介质孔眼很快被堵塞，随着料浆浓度的提高，将会有更多的颗粒接近或到达过滤介质的孔眼。由于相互干扰，绝大部分颗粒不能进入孔眼而在其上成拱架桥，可使滤孔在较长时间内不被严重堵塞。压滤过程的进行，在过滤介质表面形成的滤饼沿入料方向由外向内平均粒度逐渐增大，滤饼阻力逐渐减小，使滤饼内侧的脱水受到影响，这种效应随着入料浓度的减小逐渐增强。所以，入料浓度越低，滤饼水分越高。

四、煤泥水处理系统工艺流程改造

矿井原煤煤质下降以及原煤入洗比率的提高是选煤厂煤泥水处理系统需要改造的两大原因（见表）。

晓南矿选煤厂改造前是将选煤厂煤泥水处理系统工艺流程为24米耙式浓缩机的溢流和底流都进入18米耙式浓缩机，18米耙式浓缩机的溢流作为循环水，底流进压滤车间煤泥罐，作为压滤机的入料煤泥水。此系统的特点是压滤机司机要料方式为一种方式，即从18米耙式浓缩机要料。24米耙式浓缩机排溢流管与18米耙式浓缩机排底流管都是单独的煤泥水管路，24米耙式浓缩机排溢流时不影响压滤机的入料工作，所以可以做到长时间排溢流。此种工艺将18米耙式浓缩机与24米耙式浓缩机串联使用，起到24米耙式浓缩机底流的二次浓缩以及缓冲作用。但在煤泥水处理量上作用不明显，同时18米耙式浓缩机溢流浓度不好控制。

改造后选煤厂煤泥水处理系统工艺流程为24米耙式浓缩机的底流直接进入煤泥罐，溢流进入18米耙式浓缩机，18米耙式浓缩机的溢流作为循环水底流进压滤车间煤泥罐，作为压滤机的入料煤泥水。此系统的特点是压滤机司机要料方式为两种方式，一种是24米耙式浓缩机要料，另一种是从18米耙式浓缩机要料。此种工艺将18米耙式浓缩机作为24米耙式浓缩机溢流的二次浓缩设备，避免了24米耙式浓缩机溢流与底流的再次混合，使18米耙式浓缩机溢流浓度得到了很好的控制，从而保证了洗煤循环水的质量。

五、结论

煤泥水处理是选煤厂生产的重要环节，是降低洗水浓度、实现洗水闭路循环的关键，它不仅关系到选煤厂的正常生产和发展，而且有利于选煤厂节水、煤炭资源回收，生态环境的保护。通过改善浓缩工艺，优化压滤机的入料性质，不但提高了压滤机的处理效果，而且通过降低循环水浓度保证了选煤厂的正常生产。晓南矿选煤厂煤泥水工艺流程的改造十分成功，证明改善浓缩工艺、提高煤泥水处理效果具有理论和技术上的可行性，对其他矿选煤厂也具有一定借鉴意义。

【参考文献】

[1] 谢广元. 选矿学[M]. 中国矿业大学出版社， 2001.

[2] 张明旭. 选煤厂煤泥水处理[M]. 中国矿业大学出版社， 2005.

【作者简介】

张涛（1981—），男，辽宁丹东人，本科学历，辽北技师学院教师。