高煤泥含量动力煤的处理实践

石云江

(中煤中原(天津)建设监理咨询有限公司，天津 300000)

选煤厂的煤泥系统是选煤工艺中最重要的环节之一，如果煤泥系统出现问题，会导致全厂不能正常生产，不仅降低了选煤厂的生产效率，更会给选煤厂带来严重的经济损失。随着采煤技术的不断提高和采煤设备的不断改良，煤泥含量过多的问题越来越明显，使选煤厂煤泥处理系统的负担越来越大。经过对雁北地区的塔山、同忻、麻家梁、北辛窑、安太堡及安家岭6座千万吨选煤厂的煤泥含量进行调研了解到：其中5座选煤厂的1.5～0.5 mm粒级粗煤泥约占原煤产率的5%～7%、粒度小于0.5 mm的细煤泥占原煤产率的4%～6%；另1座选煤厂1.5～0.5 mm粒级的粗煤泥约占原煤产率的7%～9%、粒度小于0.5 mm的细煤泥占原煤产率的8%～12%，该选煤厂的煤泥量远高于其他5座选煤厂，特别是细煤泥含量，几乎是其他选煤厂的1倍，导致该选煤厂的煤泥处理设备数量、设备维修量及药剂使用量等远超其他选煤厂。为此，中煤中原(天津)建设监理咨询有限公司对该选煤厂的煤泥处理现状进行了调查与研究。

1 工艺流程及煤泥处理存在的问题

1.1 工艺流程

该选煤厂为动力煤选煤厂，2012年年底投产使用，小时带煤量为2 850 t，每年入洗原煤12.00 Mt以上。选煤工艺为：块煤重介浅槽分选，末煤重介旋流器分选，粗煤泥螺旋分选机分选，细煤泥由加压过滤机和板框式压滤机联合回收。

煤泥系统具体工艺流程如图1所示。150 mm粒度以下的原煤入厂后，经筛孔为13 mm原煤分级筛分为块煤和末煤两部分，块煤进入重介浅槽进行分选，末煤进入筛孔为1.5 mm的末煤脱泥筛进行分级，筛上物进入重介旋流器进行分选，筛下物即煤泥水进煤泥水桶经转排泵打入煤泥系统处理；煤泥进入水力分级旋流器进行分级，分级出底流和溢流，底流即粗煤泥，溢流即细煤泥；粗煤泥进入螺旋分选机，分选出矸石和精煤，矸石经高频筛脱水后进入矸石胶带，精煤进入弧形筛预脱水后进入煤泥离心机，再次脱水后进入精煤胶带；弧形筛筛下水、离心机离心液、高频筛筛下水和分级旋流器溢流全部经保护箱进入浓缩池，浓缩池底流经泵送到煤泥缓冲桶后，再由煤泥泵将物料送入加压过滤机和板框压滤机进行处理，处理后的精煤经刮板机进入精煤胶带。

图1 煤泥系统具体工艺流程

1.2 煤泥处理存在的问题

通过6座千万吨选煤厂的煤泥含量对比可知：6座选煤厂的粗煤泥含量相差不大，因此粗煤泥的处理几乎不存在问题；有1座选煤厂细煤泥含量过高，给细煤泥处理系统带来了巨大的压力。一旦细煤泥处理系统出现问题，会影响到该选煤厂的正常生产，通过几年的生产实践发现，具体问题如下：

(1)煤泥水沉淀问题：当系统带煤量超过2 400 t/h时，随着入洗量的增加，煤泥含量增加，进入浓缩池的煤泥水浓度增加，煤泥沉淀困难，浓缩池清水层高度随之降低，甚至出现没有清水层的现象，造成循环水浓度增大，脱水脱介筛上喷水嘴堵塞，影响脱介效果，同时，清水层降低或没有，需要减少系统带煤量或系统停煤，影响选煤厂的正常生产。

(2)絮凝剂使用量大的问题：煤泥含量高，进入浓缩池的煤泥水浓度高，絮凝剂用量大。

(3)压滤设备维修费用高：因煤泥含量高，导致浓缩池底流浓度高，即压滤系统设备入料浓度高，设备处理压力大，同时，煤泥中含有大量金属离子，对设备有一定的腐蚀性，压滤设备配件周期短，维修维护费用高。

2017年到2018年上半年，该矿煤质发生变化，灰分增加明显，煤泥沉淀效果不佳，经常出现浓缩池清水层降低或没有的情况，系统带煤量最大仅达到2 400 t/h，无法达到设计的2 850 t/h，严重影响该选煤厂的正常生产。

2 应对措施及效果检查

2.1 应对措施

2.1.1 脱粉改造前

(1)絮凝剂和凝聚剂联合使用：该选煤厂不仅细煤泥含量高，而且煤泥中含有金属离子，煤泥水沉降难度大，因此采用絮凝剂和凝聚剂联合使用的方法，保证煤泥水的沉降效果和循环水的澄清度。

(2)多点加药：因进入浓缩池的煤泥水浓度高，单点加药不能保证煤泥沉降效果，因此在保护箱、保护箱到浓缩池管路的中部和尾部，进行3点加药，保证煤泥的沉降效果。

(3)增加配水管：因浓缩池底流浓度过高，即加压过滤机和板框压滤机入料浓度过高，影响压滤设备脱水效果，因此在浓缩池底流泵上料管、加压过滤机和板框压滤机入料泵上料管处分别增加配水管，降低压滤设备的入料浓度，保证压滤设备的脱水效果。

2.1.2 脱粉技术改造

具体措施：将原有单层原煤分级筛更换为双层驰张筛。原有单层原煤分级筛为香蕉筛，筛板筛缝为13 mm，筛上物料进入重介浅槽分选系统，筛下物料进入筛板筛缝为1.5 mm的末煤分级筛；末煤分级筛筛上物料进入重介质旋流器分选系统，筛下物料进入煤泥系统。同时单层原煤分级筛分级方法为湿法分级，分级效率较高，但当采用干法分级时，分级效率低，部分煤泥随原煤进入浅槽块煤系统，导致块煤系统分选密度降低速度极快，严重影响块煤系统稳定性，同时，介质消耗量增大，增加洗煤成本。改造后的双层驰张筛，上层筛板筛缝为13 mm，下层筛板筛缝为6 mm和3 mm混搭，2种筛缝筛板的数量根据煤质情况而定，下层筛板筛下的部分物料不入洗，经转载刮板直接进入转载带式输送机，再进入精煤带式输送机，减少进入洗选系统的煤泥量；同时，双层弛张筛采用干法分级，分级效率高，不影响块煤系统稳定性，随时能够根据煤质变化情况，通过调节不同筛缝粒度的筛板来控制系统入洗量和不入洗量，从而达到控制精煤质量的目的。

具体改造工艺流程如图2所示。

图2 具体改造工艺流程

具体工艺流程为：150 mm粒度以下的原煤入厂后，经上层筛孔为13 mm、下层筛孔为6 mm/3 mm的双层弛张筛分级后，150～13 mm块煤进入重介浅槽分选，13～6 mm/3 mm末煤进入末煤脱泥筛进行分级，6 mm/3 mm～0 mm部分末煤进入末煤脱泥筛进行分级，另一部分6 mm/3 mm～0 mm末煤进入刮板机，经转载胶带进入精煤胶带，直接作为产品进入精煤仓。而进入筛孔为1.5 mm的末煤脱泥筛进行脱泥的物料，筛上物进入重介旋流器系统进行分选，筛下物即煤泥进煤泥分选系统。

2.2 效果检查

(1)脱粉改造前：当细煤泥灰分小于32%或系统带煤量小于2 400 t/h时，采取的3条应对措施完全能够解决煤泥水沉淀效果不佳带来的一系列问题；当细煤泥灰分大于32%或系统带煤量超过2 400 t/h时，浓缩池清水层会出现降低或没有的情况，因此脱粉改造前采取的应对措施是有条件限制的，要根据煤质情况和系统带煤量来决定，治标不治本，具有一定局限性。

(2)脱粉改造后：部分末煤不入洗，进入压滤系统的细煤泥含量由原来的8%～12%降低到5%～7%，煤泥系统压力骤降，药剂使用由絮凝剂和凝聚剂联合使用变为只用絮凝剂，且药剂使用量大幅降低，选煤成本降低；因煤泥量减少，压滤系统设备开机率降低，设备维修维护工作量减小、配件更换周期延长，降低了选煤成本；系统带煤量最大可以达到2 850 t/h，解决了入洗量不足的问题，保证了每天的外运量。

3 结 语

通过对该选煤厂煤泥系统处理情况的研究和调查发现，煤泥含量过高严重影响到选煤厂的正常生产，对系统进行小改小革无法从根本上解决问题，只有从全厂工艺系统考虑，根据每个选煤厂的实际情况，选择最佳的工艺改造，才能取得最好的改造效果。该选煤厂脱粉改造的成功，不仅解决了煤泥含量高对系统造成的影响，而且创造了一定的经济效益，同时对其它煤泥含量高的动力煤选煤厂有一定的借鉴作用。