选煤厂难沉降煤泥水处理的研究与实践_刘刚.pdf

第42卷第02期2023年02月煤炭技术Coal TechnologyVol.42 No.02Feb.2023doi:10.13301/ki.ct.2023.02.0590前言在选煤厂日常的洗选生产中，煤泥水必须经过一定的工艺流程处理后才能在选煤厂循环使用，以满足选煤厂各工艺环节对循环水的要求，因此，煤泥水的处理和选煤厂日常的洗选加工作业密切相关。1车集煤矿选煤厂煤泥水处理工艺现状车集煤矿选煤厂煤泥水处理工艺：在跳汰选煤作业后，跳汰精煤首先进入13 mm的脱水分级筛，13 mm产品作为块煤产品入仓，13 mm的末精煤和煤泥水进入捞坑沉淀分级，捞坑溢流的煤泥水经渣浆泵直接打入矿浆准备器后进入浮选作业，分选出的浮选精煤由加压过滤机进行脱水作业，浮选尾矿进入浓缩机，浓缩机溢流作为循环水返回循环水池，浓缩机底流进入压滤机回收煤泥。车集煤矿选煤厂煤泥水处理工艺如图1所示。图1车集煤矿选煤厂煤泥水处理工艺流程图2存在问题随着车集煤矿开采深度的不断递进，车集煤矿选煤厂入选原煤煤质变化越来越大，特别是进入2020年以来，入选原煤灰分越来越高，块煤含量越来越低，粉煤含量却越来越高，致使煤泥水处理压力越来越大，煤泥水系统中浓缩沉降效果越来越差，循环水浓度则居高不下，使得煤泥水难以得到有效澄清，无法及时回收煤泥，导致整个洗选系统紊乱，煤泥水处理环节则成为了制约整个选煤厂生产的主要因素。尤其是进入2020年9月份，选煤厂入选原煤日平均灰分几乎每天都达到45%以上，最高时达到了55%以上，入选原煤灰分指标较往常提高约20%，同时原煤煤质脆性增加、粉煤量激增且泥化现象严重，浮选入料浓度最高时超过了180 g/L，循环水浓度最高时超过了150 g/L。受入选原煤煤质的剧烈变化影响，煤泥水处理处理系统出现了一系列问题，导致跳汰末精煤和浮选精煤灰分指标不断升高，浮选尾煤灰分降低，严重干扰了选煤厂的各项生产指标的控制。3试验研究3.1浮选入料分析根据现场实际情况，对浮选入料进行了采样和小筛分实验工作，实验结果如表1所示。从表1可知，从各粒级来看，主导粒级为0.0750.045 mm，占56.58%，随着粒级的减小，各粒级灰分呈 增 长 趋 势，从20.76%增 加 到47.25%。其 中，选煤厂难沉降煤泥水处理的研究与实践刘刚，张华义，孙玉（永城煤电控股集团有限公司，河南 永城476600）摘要：针对车集煤矿选煤厂煤泥水处理系统存在的问题，通过增设絮凝剂添加装置，采用多点加入法，并通过试验确定加药浓度和数量，取得了良好的煤泥水沉降效果，最终实现了洗选生产稳定。关键词：难沉降煤泥水；絮凝剂；选煤厂；工业实验中图分类号：TD94文献标志码：B文章编号：1008 8725（2023）02 243 03Study on Treatment of Hard-to-settle Coal Slurry Water in CoalPreparation PlantLIU Gang，ZHANG Huayi，SUN Yu（Yongcheng Coal Electyicity Group Corporation Ltd,Yongcheng 476600，China）Abstract:According to the problems of slurry water treatment system in Juji coal preparation plant，through setting up flocculant adding device，multi-point addition method was used，and the concentrationand quantity of the drug were determined by experiments，good effect of slime water settlement isobtained，stable washing production is realized.Key words:hard-to-settle coal slurry water；flocculant；coal preparation plant；industrial experiment0.5 mm0.5 mm煤泥水斗子 捞坑-+脱泥 筛离心 脱水浮选 入料池矿浆 准备器浮 选加压过 滤机脱水浓缩 机搅拌 桶-+-+-+-+跳汰末精煤浮选精煤循环水池煤泥压滤 机243第42卷第02期选煤厂难沉降煤泥水处理的研究与实践刘刚，等Vol.42 No.020.075 mm粒级占57.84%，灰分达到43.74%。以上数据充分说明，原煤泥化现象严重，浮选入料之中高灰细泥含量较高，浮选尾矿中的煤泥在浓缩机的沉降过程中仅仅依靠自身重力作用将很难得到沉降，在浓缩机溢流中不断发生集聚，致使循环水浓度居高不下。为改善此现象，必须在煤泥水处理系统中增设煤泥水处理药剂添加工艺，促使煤泥颗粒相互聚团，加快其沉降的速度，降低浓缩机溢流浓度。表1车集煤矿选煤厂浮选入料小筛分实验3.2浓缩沉降药剂添加工艺现状车集煤矿选煤厂在用浓缩机为NTJ-30型的2台耙式浓缩机，每台浓缩机的沉淀面积均为707 m2，每个浓缩池深度均为3.97 m，采取中心入料方式。车集煤矿选煤厂在浓缩机入料管处原建有1套煤泥水处理药剂配置和添加装置，该装置有2部分组成，上侧设置配有搅拌电机的搅拌桶（容积为1.3m3），采用聚丙烯酰胺作为絮凝剂配置药剂，下侧设置缓冲池（容积为2.5 m3），在缓冲池底部安装加药管，依靠药剂自重和手动阀门控制直接加入浓缩机入料管。3.3增设絮凝剂加药装置的分析在浮选机尾矿槽中直接采取样本，利用之前使用的絮凝剂配制溶液浓度为1/的药剂，通过在实验室做煤泥水沉降实验得知，该絮凝剂可以使煤泥水得到快速沉降，由此可确定，车集煤矿选煤厂煤泥水处理药剂添加工艺中絮凝剂的选择无重大问题。但车集煤矿选煤厂原有煤泥水处理药剂添加装置中的药剂罐体容量仅有1.3 m3，药剂的配置能力约为3.5 kg/h，在煤泥水系统恶化的情况下，该装置无法持续提供药剂的添加且无法精确控制药剂添加量，添加能力明显不足，无法有效帮助浓缩池中的煤泥水得到澄清，亟需增加药剂添加能力和精确控制药剂添加量。4增设浓缩沉降工艺装置4.1制作絮凝剂制作与添加装置加工2套絮凝剂添加装置，每套装置由3部分组成，上侧设置搅拌桶（容积为3 m3），配置功率为3 kW的可变频搅拌电机，搅拌叶轮的转速为300400 r/min，下侧设置缓冲池（容积为5 m3），在缓冲池下方安装1台可变频药剂泵借以控制添加药剂的数量。4.2装置的安装与使用车集煤矿选煤厂浮选尾矿槽距离浓缩机入料管的距离约为60 m，为使絮凝剂在煤泥水中充分分散以提高药效，故在装置安装时采用多点加入法，即首先在浮选尾矿槽处安装1套絮凝剂添加装置，在距离浮选尾矿槽约30 m的浮选尾矿管中间点处再安装1套絮凝剂添加装置，再加上原有的浓缩机入料管处的1套絮凝剂添加装置，则在整个浓缩沉降中絮凝剂添加装置共配置了3套，3套装置大大增加了药剂添加能力。4.3增设浓缩沉降工艺装置后的工业实验研究为检验装置安装后的实际使用效果，车集煤矿选煤厂在实际生产过程中进行了工业实验以检验使用效果和确定日常使用的需注意事项。为便于区别，本次实验使3套装置处于同一工况状态，即在同一时间段的实验过程中，3套药剂添加装置使用统一的药剂浓度，新安装的2套装置中的可变频药剂泵使用统一的频率。为便于统计，将原有的药剂添加装置命名为1#装置，在距离浮选尾矿槽约30 m的浮选尾矿管中间点处安装的药剂添加装置命名为2#装置，将在浮选尾矿槽处安装的药剂添加装置命名为3#装置。制定絮凝剂配置和添加制度，使絮凝剂配置浓度控制在12，搅拌桶内搅拌时间为4060 min，增设浓缩沉降工艺装置后煤泥水处理效果对比如表2所示。表2增设浓缩沉降工艺装置后煤泥水处理效果对比由表2可知，通过新增浓缩沉降工艺装置，并施行多点加药方式，使得浓缩池内煤泥水沉降效果迅速好转，并呈现以下特点：（1）在药剂浓度相同的情况下，通过增加药剂泵频率增加药剂添加量，可使沉降效果进一步优化；（2）在药剂泵频率固定即药剂添加量固定的情况下，增加药剂浓度，同样可使沉降效果得到进一步优化；（3）对比实验数据可说明，在日常使用过程中，药剂的配置浓度适宜在12，药剂泵的频率适药剂浓度1#(1)、2#（未使用）、3#（未使用）1#(1)、2#（1）、3#（1）1#(1)、2#（1）、3#（1）1#(2)、2#（2）、3#（2）1#(2)、2#（2）、3#（2）加药药剂泵频率/Hz6767浮选入料浓度/gL-117313011010582循环水浓度/gL-11425022156备注未使用新装置粒级/mm0.500.250.250.1250.1250.0750.0750.0450.045合计产率/%8.219.4524.5056.581.26100.00灰分/%20.7621.3839.3443.6647.2538.66累计产率/%8.2117.6642.1698.74100.00累计灰分/%20.7621.0931.7038.5538.66244第42卷第02期Vol.42 No.02选煤厂难沉降煤泥水处理的研究与实践刘刚，等宜设置在67 Hz（每台药剂泵药剂添加量在7.510.5 kg/h）,但药剂的浓度配置和药剂泵的频率设置两者之间必须相互合理配置，否则煤泥水沉降过快容易造成压耙事故；（4）在实际使用的过程中，可根据煤泥水系统中的实际情况，选择性地使用1#、2#、3#加药装置，未必需要全部使用，只要满足煤泥水沉降需求，使得浮选入料浓度在80120 g/L，循环水浓度在50 g/L以下，即可以选择性地使用部分加药装置。5结语（1）煤泥水系统中的悬浮物粒度小，在浓度居高不下时就难以自然沉降，除药剂选择外，还需要根据实际情况改变絮凝剂添加方式和添加量，并在实际生产上通过具体实验来确定药剂的配置浓度和加药量。（2）絮凝剂的添加量并非越多越好，用量不足时，悬浮物絮凝沉降效果不好；用量过大时，不仅造成物料和经济上的浪费，还有可能使得悬浮物沉降速度过快而容易造成压耙事故，甚至可能导致沉降速度下降，处理效果反而变得恶化。参考文献：1谢广元选矿学M.徐州:中国矿业大学出版社，20012匡亚莉.选煤工艺设计与管理M.徐州:中国矿业大学出版社，20063张明旭.选煤厂煤泥水处理M.徐州:中国矿业大学出版社，20054凌丽伟，吉英华，王召召.易泥化难沉降煤泥水处理的研究与实践J.选煤技术，2018(6):132-1355祝学斌，刘刚.助滤剂在浮选精煤脱水中的研究与应用J.煤炭技术，2015，34(8):279-2806吴林，刘刚.两种浮选药剂在选煤厂浮选中的应用研究J.煤炭技术，2015，34(9):311-313作者简介：刘刚（1986），河南濮阳人，工程师，现从事选煤生产技术及煤质管理工作，电子信箱：.责任编辑：李景奇收稿日期：20220416245