浅析屯兰矿选煤厂煤泥水处理循环利用

刘永光

浅析屯兰矿选煤厂煤泥水处理循环利用

刘永光

(西山煤电(集团)有限公司 屯兰矿选煤厂，山西 古交 030206)

屯兰矿选煤厂在进行重介洗选改造后，为了适应生产，对煤泥水处理工艺系统进行了相应的改造。分析了煤泥水厂内回收、洗水闭路循环的影响因素，论述了实现煤泥水处理循环利用所采取的措施，通过改造取得了良好效果，实现了煤泥厂内回收、洗水闭路循环，煤泥水的再生利用。

煤泥水;处理;闭路循环;利用

西山煤电(集团)有限公司屯兰矿选煤厂于1997年投入试生产运行，采用的是跳汰—浮选联合流程。随着屯兰矿矿井原煤产量的提高及重介工艺的成熟，为提高入洗量和精煤回收率，该厂于2003年进行了重介改造，大大提高了精煤回收率，入洗量也由试运行时的年入洗原煤400万t提升到了500万t。随着矿井采煤机械化程度的提高，综采工作面不断出现新断层，原煤性质发生变化，原煤中的煤泥含量达到了30%，入洗量的大幅提升，造成了煤泥量的骤然增大，洗水浓度曾达到60 g/L以上，严重制约了生产。因此，该厂对煤泥水处理循环利用工艺系统在原来的基础上进行了改造。

1 煤泥厂内回收、洗水闭路循环的标准

国家规定洗水闭路循环的一级标准：要求煤泥厂内回收，洗水全部复用，消除煤泥水外排造成污染环境和资源浪费。在检修、事故放水时的煤泥水应放入事故池，检修或事故处理后返回厂内处理复用。实现洗水全部复用，处理每吨原煤的清水耗量应控制在0.15 m3以下。

2 煤泥水厂内回收、洗水闭路循环的影响因素

1)浮选工艺的选择。

2)生产废水(扫地水、各处溢流水、跑冒水等)，及厂区内地面废水和部分雨水回收达到净化，并做到循环利用。

3)煤泥水的再生和利用，达到洗水平衡(即生产系统中加入的清水量要等于分选产品带走的水量)。

3 实现煤泥水处理循环利用所采取的措施

3.1 浮选工艺

浮游选煤是利用煤和矿物表面润湿性的差别，在浮选剂的作用下分选粉煤(＜0.5 mm)的选煤方法。浮选的目的是将煤泥(＜0.5 mm)中低灰、高灰颗粒分离。泡沫浮选是在浮选药剂的作用下，形成矿化泡沫，实现煤泥分选的一种浮游选煤方法。泡沫浮选法是目前国内外采用最多，也是最有效、最经济的方法，并且在近一个时期不会被其它方法所取代。根据煤泥水流经浮选作业的顺序，通常把煤泥浮选分为几个流程：浓缩浮选流程、直接浮选流程和综合浮选流程(部分直接浮选)等。为了节约投资，使浮选分选指标达到最佳效果，并对产品进行回收，必须借助科学合理的浮选工艺流程，屯兰矿选煤厂采用了我国最先发展起来的浓缩浮选流程，该流程具有浮选、过滤、厂房等投资少，电耗、药剂消耗较低的优点。工艺系统流程示意图见图1。

图1 浓缩浮选工艺流程示意图

3.1.1 粗煤泥的回收

生产实践证明，浮选的分选粒度上限是0.5 mm，粒度大于0.5 mm的煤泥在浮选中无法得到有效的分选，严重影响浮选效果的提高，造成浮选精煤灰分降不下来，尾煤灰分提不上去，而且浮选药剂消耗量增多。目前有的研究根据不同粒度煤泥的浮选效果，结合我国选煤浮选入料中＞0.25 mm级别灰分很低和浮选尾煤中＞0.25 mm粒级的损失，考虑到近年来其它粗粒级煤泥分选设备的发展和效果，提出煤泥最佳浮选范围应在0.075～0.25 mm。这部分粗煤泥质量比较好，没有必要进入浮选重复分选，必须严加控制。为此采用了小直径旋流器+弧形筛+离心机流程对粗煤泥进行回收，有效地将＞0.3 mm的粗煤泥进行回收，脱水后混入精煤产品，保证了进入下一级的煤泥水即浮选入料的颗粒粒度小于0.5 mm。能稳定地控制浮选入料中不适于入浮的粗颗粒。

3.1.2 浮选入料的浓缩

煤泥浮选的工艺技术效果受其入料浓度的影响很大。经过分级的弧形筛下物煤泥水直接进入d30 m的浓缩池，借助重力自然沉降进行浓缩，浓缩后作为浮选的入料浓度一般都较高，因此选择性差，精煤灰分偏高，分选效果差。为使浮选入料的浓缩池底流浓度能够有效地保持在100～200 g/L，从而使浮选能够取得满意的技术指标。采用大排底流，在操作中做到少跑甚至不跑溢流，进入浓缩池的煤泥水要全部进行浮选作业，降低浓缩机底流浓度后去浮选，使其浓度符合最佳入浮浓度要求(80～100 g/L)。由于加大了底流排放量，均匀分布在煤泥水中的细泥有较大部分能经底流进入浮选系统进行回收，避免了细泥集聚，循环水浓度可保持在30 g/L左右。它的缺点是在溢流中含有少部分微细煤泥，作为循环水使用会造成水洗精煤质量受到一定程度污染，为消除其对水洗精煤质量的危害，做到所跑溢流要进入尾煤二段进行处理。

3.1.3 浮选设备的选型

更换使用了XK－1600型矿浆准备器+XTXTA16型机械搅拌式浮选机，浮选矿浆器的使用充分发挥了药剂性能，降低了油耗，达到了浮选煤泥和浮选药剂的充分接触。采用大容积的浮选机大大提高了分选效果，提高了精煤产品质量，产量得到了大幅提升，单台通过量可达600～800 m3。解决了旧浮选机能耗高、处理量小、分选效果差，无法适应现行生产的因素。

结果如图5所示，Rh2-S诱导K562和KG1a细胞24 h后，与对照组比较，HDAC6和HSP90蛋白表达水平显著降低（P＜0.05），α-tubulin蛋白表达水平没有变化，但是Ac-α-tubulin蛋白表达水平显著升高（P＜0.05）。

3.1.4 浮选精矿的脱水

浮选精矿采用加压过滤机和快开式压滤机进行脱水，有效地将浮精低灰细煤泥进行脱水回收，产品水份控制在20%以下，低灰产品直接混入到精煤产品中;滤液水进入尾煤一段浓缩池再进行澄清。

3.1.5 浮选尾煤回收设备的选择

d30 m浓缩池+旋流器+高频筛，浮选尾煤在d30 m浓缩池内自然沉降，进行初步浓缩使浓缩池溢流浓度保持在30 g/L以下。由于尾煤一段浓缩池内煤泥粒度大、浓度高、浓缩机的负荷大。特选用了处理量大、调控能力强、作业平稳可靠的提爬式浓缩机，当浓度过高时浓缩机自动将刮刀升高，浓度降低后再将刮刀落下，从而减轻浓缩机负载，既保护了浓缩机，稳定了底流浓度，又实现了生产的连续性，煤泥水处理量可达3 000～4 000 m3/h。旋流器+高频筛能有效地将经过初步浓缩的浮选尾煤、少量浮选作业未能捕收的粗粒煤、未经浮选作业的高灰煤泥进行脱水回收;它们具有简单、方便、便宜、处理量大、水分低等优点;筛上物直接混入中煤中作为副产品，筛下水进入尾煤一段浓缩池再次浓缩回收。

3.2 生产废水及厂区内地面废水的收集循环利用

3.2.1 生产废水的循环利用

将厂房内各处跑、冒、滴、漏、溢和打扫卫生的生产废水流过扫地沟排到负标高的集中蓄水池中收集，再将收集起来的废水通过渣浆泵送到尾煤一段浓缩池和浮选尾煤一起进行沉淀回收，做到废水不外排，实现循环利用。

在厂区内最低泄洪处修建了负标高的污水池和负标高的引水渠，平时用插板将防洪沟堵住让污水不外排，利用防洪沟和引水渠将厂区内地面废水引入污水池收集，然后通过渣浆泵将污水送到集中水池和生产废水一起处理。在有大雨时将插板取掉顺利泄洪。做到了厂区范围内废水回收利用和部分雨水的收集使用，既保护了环境又节约了用水。

3.3 煤泥水的再生和利用，达到洗水平衡

必须尽可能消除水系统内高灰微细泥的积聚;系统内多余洗水进行深度澄清，可代替生产清水返回系统复用;实现洗水闭路循环，只向系统内加水，不向外放水。洗水再生利用平衡系统图见图2。

图2 洗水再生利用平衡系统图

3.3.1 消除系统内高灰微细泥的危害

1)经过浮选工艺处理后的煤泥水通过尾煤一段浓缩池的自然沉降，将溢流浓度严格控制在了30 g/L以下，溢流进入了尾煤二段浓缩池。这部分煤泥水内含有浮选工艺无法处理的高灰微细颗粒(＜0.075 mm)，其具有一定黏性和难沉降的特性。这部分高灰细泥在水系统内的积聚不仅对水洗精煤质量产生轻度恶化，而且严重影响浮选作业。

2)采用d45 m浓缩池+凝聚、絮凝药剂，有效地消除了这部分高灰细泥。高含量细泥的煤泥水之所以难以澄清，主要是由于细泥物表面所带电荷往往较高，彼此斥力较大，影响甚至阻碍了絮凝作用，此时需要加入一定量的无机电解质凝聚剂进行凝聚，以压缩颗粒表面双电层，然后加入高分子絮凝剂进行絮凝，这些颗粒才能很好地絮凝沉降。所以选用了先加无机电解质凝聚剂、后加高分子絮凝剂的联合加药方式。由于细泥颗粒表面通常呈负电荷，所以选择了无机电解质凝聚剂硫酸铝，其最佳用量为50～70 g/m3。选用了高分子絮凝剂聚丙烯酰胺，絮凝剂通过架桥作用、电性中和作用、吸附作用、网捕絮凝作用，将固体粒子聚集在一起而产生沉降，其最佳用量为2 g/m3。而使用直径45 m浓缩池能够使煤泥有足够的时间和面积进行沉降，有效将这部分高灰细泥沉降到浓缩池底部，保证了溢流浓度在15 g/L以下。溢流进入循环池作为合格的洗水，多余的洗水通过连通管进入d30 m净化浓缩池，同时加上凝聚剂和絮疑剂进行深度有效的澄清，其净化后的溢流浓度达到了0.5 g/L以下，作为生产清水返回系统复用;两浓缩池底流浓度达到450 g/L左右，使用压滤机对这部分高灰微细煤泥进行脱水回收。滤饼作为副产品送到干燥厂进行烘干混入中煤中;滤液水返回净化浓缩池进行复用。

3.3.2 洗水循环利用平衡系统

洗水净化系统的核心部分是将增设的净化浓缩池的中流管与循环水泵池相连通，实现水位同步升降。其目的：1)可以在相当大范围内经过连通管及时地调节生产系统中洗水的波动变化;2)在停开机时，大型连通器本身的容量足以起到贮水和供水的作用，便于生产管理;3)系统中多余的洗水经过连通管随时流入净化水池中，借助絮凝剂和凝聚剂的作用，在近似于静止的状态下再次得到澄清，其净化后的溢流完全可以替代生产清水返回系统复用。这样多余的洗水再也不会外排，而且还节省了一部分清水补加量。这种洗水净化再生系统为保持全厂洗水平衡提供了一条有效的途径，对实现洗水闭路循环提供了可靠的保证。

4 结论

改造后的工艺对煤泥水经过一系列的处理，将煤泥水中的低灰颗粒分选出来作为精煤产品，高灰煤泥分选出来，脱水后成为中煤副产品，获得了尽可能多的煤炭资源。将煤泥水中的微细煤泥回收后实现了煤泥水的再生，通过采用合理的煤泥水系统解决了生产中洗水的平衡问题，实现了洗水闭路循环，做到了只向系统内加水，不向系统外放水，处理每吨原煤的清水耗量控制在了0.05 m3以下。既节约了资源，又做到煤泥水不外排，不污染环境。

［1］ 张明旭.选煤厂煤泥水处理［M］.徐州：中国矿业大学出版社，2005：79－81.

［2］ 郝凤印.选煤手册［M］.北京.煤炭工业出版社，1993：143－145.

Analysis on Recycling Utilization of Coal Slurry Water Processing in Tunlan Coal Preparation Plant

Liu Yong－guang

After the transformation of dense medium and washing in Tunlan coal preparation plant，in order to adapt the production，carries out the corresponding transformation to coal slurry water process system.Analyzes the influence factors of coal slurry water recovery in the plant and washing water closed－circuit circulation，discusses that has taken the measures of realizing recycling utilization of coal slurry water processing，through the reform has obtained the good effect，achieve coal slurry recovery in the plant，washing water closed － circuit circulation and reuse of the coal slurry water.

Coal slurry water;Processing;Closed－circuit circulation;Utilization

TD926

A

1672－0652(2012)02－0036－03

2011－11－29

刘永光(1976—)，男，山西古交人，2003年毕业于太原理工大学，助理工程师，主要从事煤泥水处理方面的研究(E －mail)zhang5108168@163.com