邯郸选煤厂煤泥水深度澄清生产试验研究

郝巧霞

(冀中能源峰峰集团邯郸洗选厂,河北 邯郸056000)

隶属于冀中能源峰峰集团的邯郸选煤厂属于中央型炼焦煤选煤厂,投产于1959年12月,是我国自行设计并施工的第一座选煤厂。工艺流程由最初的跳汰主再洗＋浓缩浮选流程,经两次改造后变成现有的脱泥无压＋粗煤泥分选＋分级浮选流程。

1 煤泥水系统存在的问题及分析

1.1 存在的问题

邯郸选煤厂现有3个直径为30m的浓缩池(701,702,703),每个浓缩池的沉淀面积约707m2,总进水量约1800m3/h,其中701入料主要为沉降离心机溢流、高频筛筛下水及部分快开压滤机滤液,约500m3/h;702入料主要为中矸旋流器溢流及部分浮选机尾矿,约700m3/h;703入料为浮选柱尾矿及部分浮选机尾矿,约600m3/h,(每个浓缩池的入料量会因各闸门的调整而有所变化、沉降离心机溢流、高频筛筛下水也可进入703),702浓缩池溢流水极少出现超标现象,701、703浓缩池溢流水较易出现超标现象。

1.2 问题分析

浓度高、粒度细、粘土矿物含量高、颗粒表面电负性强、水质硬度偏低等这几方面因素是导致煤泥水难沉降性的原因。要达到较好的固液分离效果,就必须结合煤泥水的特点,采取有效的措施,减弱导致煤泥水难沉降因素的影响,从而有效地实现煤泥水的澄清。

煤泥粒度组成是影响煤泥水沉降效果的重要因素,煤泥粒度越小,沉降速度越慢,受干扰就越大,稳定分散能力越强,沉降澄清难度越大。对于煤泥水中的颗粒来说,大于0.075mm的煤泥颗粒在重力和药剂的作用下易于沉降,而小于0.075mm的微细煤泥处理难度较大,特别是当煤泥水中小于0.045mm粒级微细颗粒含量高时,容易导致高灰细泥在煤泥水系统的恶性循环,使循环水固体物含量增大。所以煤泥的粒度组成,尤其是微细粒级的含量,对煤泥水的处理有着决定性意义。

为了解浓缩池各入料的煤泥水特性,分别取沉降离心机离心液、高频筛筛下水水样(1＃),浮选机尾煤(2＃),浮选柱尾煤(3＃),检测浓度并分别进行粒度分析,结果如表1,表2所示。

表1 三组水样的浓度分析结果

表2 三组水样的粒度分析结果

由表1数据可知,沉降离心机离心液浓度较高,浮选机、浮选柱尾煤浓度相近。由于浮选尾煤灰分都在60%以上,沉降离心机离心液以及高频筛筛下水灰分也在以上,结合表2数据(三组煤泥水－0.074mm含量均高于76%)可以得出,该煤泥水属于典型的高灰、微细粒含量高,难以沉降、澄清的煤泥水。

2 沉降试验

2.1 试验条件

试验用药剂:絮凝剂(PAM)(1‰),有机高分子凝聚剂(6.25%)。

试验仪器:500m L量筒,500m L烧杯各若干。

2.2 三组水样不同浓度下沉降试验效果对比

煤泥水浓度是煤泥水性质的重要表征,浓度的变化直接决定了系统中煤泥量的大小。当煤泥水浓度增大时其性质也发生一系列变化,诸如:系统中细煤泥的绝对含量增加,煤泥水动力粘度增大,颗粒相对运动速度减小,水中离子含量发生变化,浓缩机沉降面积不足,药剂制度紊乱,药剂不能充分分散等。因此,煤泥水浓度是煤泥水的重要特征参数,也作为控制系统中的一个重要检测指标。

分别取1＃水样及1＃稀释到1/2浓度的水样,添加絮凝剂及凝聚剂后,两组水样几乎不沉降。将1＃水样浓度分别稀释到原浓度的1/3、1/5倍,与2＃、3＃水样进行沉降效果的对比试验。试验结果如表3所示。

表3 三组水样不同浓度絮凝沉降试验

由表3中数据可知,1＃水样稀释到7.5%的时候添加药剂沉降才有效果,且稀释的浓度越小,沉降效果越好,而2＃、3＃水样因其本身浓度较低,其沉降速度也较快。

2.3 药剂用量的探讨试验

絮凝剂用量与分散颗粒总比表面积成正比,所以煤泥粒度变小和浓度增加产生的影响相同,不仅絮凝剂用量增加,絮团结构也不如粗粒形成的絮团致密。

絮凝剂使用量不宜过大,因为过量的絮凝剂会将颗粒包裹住,不利于与其他颗粒作用,使絮凝作用削弱,一般颗粒表面被絮凝剂半饱和覆盖时,絮凝效果最佳。

取稀释到1/3浓度的水样,进行不同药剂添加量的煤泥水沉降试验,试验结果如表4所示。

表4 稀释到1/3浓度的1＃水样絮凝沉降试验结果

由表4中数据可知,随着絮凝剂与凝聚剂加量的增多,沉降速度逐渐变快,沉降效果逐渐变好,但当药剂添加过量后(絮凝剂4ml＋凝聚剂2ml),沉降效果反而变差。

3 结论

(1)该选煤厂浓缩池的三组入料高灰细泥含量高,煤泥水难沉降。

(2)絮凝剂添加过量反而会降低沉降速度,且影响尾煤处理车间的正常生产(煤泥太黏,会延长入料时间且增加卸料难度)。

(3)煤泥水浓度是影响沉降效果的最重要因素,只有当煤泥水浓度小于7.5%时,添加絮凝剂才有效果,水处理才能满足生产需求。

(4)凝聚剂对煤泥水中固体颗粒的沉降速度影响不大,但直接影响上清液的清晰度,且对浮选机尾矿的处理有重要作用。

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