涡北选煤厂降低水耗的途径探索

谢保冈 陈沉 赵玉龙

摘要：絕大多数选煤厂是以水或者其混合物作为洗选介质，从环境保护和降低成本的角度都需要节约用水。做好选煤厂节水工作，不仅节约了宝贵的水资源，更重要的是可以降低产品煤的水分进而减少无效运输。选煤厂作为一个独立的生产系统，大部分水都是循环使用，水的损耗主要是由各种产品带走的水分。本文通过对涡北选煤厂水资源利用情况的分析，就如何降低选煤厂水耗提供了一定的借鉴。

关键词：选煤厂;水耗;节水;闭路循环

1、概述

涡北选煤厂是一座大型的炼焦煤选煤厂，设计能力1200万吨/年，为一次设计两期施工，一期生产能力600万吨/年，2012年底投产，现实际生产量300万吨/年，主要入洗焦煤和肥煤。主洗工艺为：入厂原煤经筛分破碎至-50mm以下后，采用无压三产品重介旋流器分选，原生煤泥浓缩浮选，煤泥浓缩压滤回收。

2、涡北选煤厂水资源利用现状

1）涡北选煤厂主要通过矿井水、处理过的生活污水以及部分地表收集雨水向生产系统补水。

2）生活用水、消防用水全部由地下水提供。

3）压风机等设备冷却水自成循环回路。

4）水泵冷却水、打扫卫生用水、跑冒滴漏的水等通过集中水池中转后进入煤泥沉淀池澄清后重复使用。

5）煤泥沉淀池单池容积5000m3，采用双池串联方式，大幅提升煤泥水自然沉降效果，经济高效地向生产系统提供合格的澄清水。

其水路流程如下图1。

6）从以上图表可以看出，精煤、中煤、矸石、煤泥等产品经洗选后水分变化，是选煤厂消耗水资源的主要途径。下表1为2017-2019年涡北选煤厂主要产品综合水耗情况。

3、涡北选煤厂降低水耗的途径探索

涡北选煤厂主要从降低产品水分、提高水重复利用率、减少地下水消耗三个方面探索如何降低水耗。

3.1降低产品水分

1）自2019年底超级旋流器改造完成以后，为了降低重介精煤水分，涡北选煤厂将每个系统重介精煤卧式离心机由两台改为四台，重介粉精煤立式离心机由一台改为两台，提高脱水效率。

2）单系统采用两至三台加压过滤机对浮选精煤脱水。岗位司机根据来料情况及时调节主轴转速、仓内压力、排料时间等参数，同时加强加压过滤机的日常保养与检修，保证滤布的完好。

3）严格控制尾煤浓缩机循环水的浓度，涡北选煤厂循环水浓度均在3g/L以下，尽量减少清水补给。同时严格控制筛子喷水的开度，定期检查筛子窜料情况，及时调头或更换筛板，保证筛子效果。

4）采用八台KZG650-2000型快开隔膜压滤机处理浮选尾煤，单台过滤面积达650平方米。针对不同煤种积极进行煤泥水沉降试验，确定最佳药剂配比，保证压滤机入料浓度在500g/L以上。同时建立定期冲洗滤布制度，防止细泥堵塞滤布。正常煤泥水分控制在20%左右，如使用压榨功能，煤泥水分在18%左右。

5）加强生产管理，完善考核制度。综合近几年生产指标，涡北选煤厂在绩效考核中制定了外运精煤、粉精煤、浮选精煤水分考核办法，另将外运水分作为质量奖单独考核，提高职工参与产品水分管理的积极性。

上表2为超级旋流器改造前后外运精煤水分对照表，从表中可以看出，外运精煤水分下降约0.3个百分点。以2019年的综合产率估计，年节约用水约0.6万立方。

3.2提高水重复利用率

1）生活污水全部复用

涡北选煤厂自投产以来，生活污水经污水处理站处理后，中水中COD、BOD、大肠杆菌数、细菌总数等指标均达到国家标准，满足复用水的要求。以厂区平均每天产生350立方生活污水计算，年可节约用水约13万立方。

2）雨水复用

将厂房周边、浓缩池周边的雨水通过地沟收集至集中水池作为生产系统补水，煤泥场地雨水转排至沉淀池内实现雨污分流。

3）矿井水复用

将选煤厂旁边涡北矿的废水通过泵转至沉淀池内作为生产系统补水复用，平均每天转排量150～400方，减少地下水补给量，提升水资源利用率。

3.3减少地下水消耗

1）涡北选煤厂在2013年底完成水路工艺系统改造。改造完成后，所有水泵冷却水不再使用地下清水，改用煤泥沉淀池的澄清水。澄清水浓度小于5g/L，且无颗粒状杂质，不会造成管道堵塞等问题。厂区需要用冷却水的水泵共有36台，以每天生产12小时，全年生产200天计，年节约地下水约10万立方。

2）聚丙烯酰胺，氯化钙的溶解水不再使用地下清水，改用煤泥沉淀池的澄清水。药剂在溶解过程中不会出现絮团，不影响药剂的效果。以年生产300万吨原煤计，其节约地下水见下表3。

3）同时为保证系统的灵活性，当原煤水分较大时，可通过放煤泥浓缩池中流经集中水池中转后进入煤泥沉淀池，系统不会出现“胀肚子”的情况。

4、应用效果分析

通过计算得出涡北选煤厂全年共节约用水约30万立方米。同时综合水耗下降至0.039m3/t原煤。煤泥全部在室内由机械回收，洗水动态平衡，不向厂区外排放水，水重复利用率90%以上，洗水浓度小于50g/L，符合选煤厂洗水闭路循环的一级标准。

5、经济效益分析

按照年节约用水约30万立方米，年节约水资源费、地下水抽采相关费用等至少15万元。

6、社会效益、环境保护效益分析

节水措施减少了水资源的消耗，提高了产品质量，减少了无效运输，并在一定程度上减少了冬季冻结事故的发生。且污水不外排，全部在生产系统复用，缩短了下游企业精煤炼焦时间，提高了企业形象，具有较好的社会效益和环保效益。

7、结论

水、介质、油、电等均是选煤厂的高消耗资源，节能降耗的理念深入人心。选煤厂不仅要把握产品的质量，更要将节能减排作为企业发展、提高综合竞争力的一项战略定位。引进高效的脱水设备并做好设备的保养和维修，同时优化水资源利用工艺，可以最大程度地减少水耗，降低成本。