凯达选煤厂煤泥水系统治理方法

赵晓丽

(华阳新材料科技有限公司 选煤质量管理中心, 山西 阳泉 045000)

1 概 况

凯达选煤厂位于鄂尔多斯境内，距离准格尔旗100 km,为设计入洗能力6.0 Mt/a的动力煤选煤厂，洗选工艺为13～80 mm重介浅槽分选，1.5～13 mm重介旋流器分选，0.25～1.5 mm粗煤泥水力旋流器组分选，-0.25 mm细煤泥压滤脱水回收，主要入选凯达煤矿生产的原煤及选煤厂自购周边矿井原煤。初设3台d38 m浓缩机(两用一备)，3台500 m2京津压滤机(现场预留2台安装位置)。

目前，因凯达矿原煤煤质比较好基本不入选，入选原煤为煤质较差的自购原煤，自购原煤质量达不到销售要求，必须全入洗。全入洗时煤泥量较大，占20%～25%，是一般动力煤选煤厂煤泥量的2倍，絮凝剂用量为每吨原煤30～35 g远超周边选煤厂，尾煤泥回收设备能力不足，又增加2台800 m2压滤机。由于煤泥运输转载皮带设计能力不足，两台压滤机同时卸料易发生煤泥运输转载皮带压车事故，目前只能单台压滤机卸料，严重影响煤泥回收，制约生产。

2 煤泥水系统问题分析

针对以上问题最简单直接的解决方法为更换煤泥转载运输皮带机，提高处理能力使两台及以上压滤机可以同时卸料，煤泥处理能力提高不制约生产即可。但是这种技改投入成本大且不能直接产生经济效益。经过综合分析，决定从两方面入手解决煤泥制约生产问题：1) 减少煤泥量，尽量多出商品煤产品。2) 解决煤泥运输转载皮带压车问题的同时降低絮凝剂消耗，提高自动化程度，降低劳动量。

2.1 煤泥特性分析

凯达选煤厂煤泥小筛分实验结果见表1. 由表1可知，煤泥的综合灰分为50.23%，高灰细泥含量大，无直接利用价值。但分析看出+0.075 mm产率27.38%，灰分21.69%. -0.075 mm产率72.62%，灰分60.99%. 如果将煤泥进行分级，-0.075 mm可以回掺到产品里面，既提高了产品产率，增加了经济效益，同时也降低了环保压力。

2.2 煤泥分级设备选型分析

1) 煤泥分级设备常用的有高频筛与叠层高频振动筛，比较如下：

高频筛：达到分级效果需要6台以上GPS1837高频筛，主洗车间的安装空间及基础都达不到要求，且筛布使用寿命短，更换频繁，员工劳动量增加。

叠层高频振动筛：叠层筛处理能力大，筛分效率高。多路并联，设备动负荷小，主洗车间的安装空间及基础都能达到要求。高开孔率，采用防堵耐磨聚氨酯筛网，使用寿命长，更换周期6个月以上。

表1 煤泥小筛分试验结果表

2) 煤泥脱水设备常用的有卧式沉降式离心机与压滤机，比较如下：

卧式沉降式离心机：出料快、排料量大、密闭运行操作运行环境好、操作方便、物料松散、水分低，但是能耗高、维修成本高。

压滤机：间歇性出料、物料不松散、产品水分大，能耗低，维修成本低。

综合考虑选煤厂现场空间布置等问题，且满足0.25～0.075 mm物料能直接掺入综合精煤产品中的要求，选用叠层高频振动筛+卧式沉降式离心机的组合工艺更为合理。

3 煤泥水系统解决方案

3.1 煤泥水处理系统工艺改造

3.1.1 浓缩沉降工艺改造

原煤泥水浓缩沉降工艺为煤泥水同时进入两台浓缩机，使用絮凝剂沉降，工艺流程见图1. 将浓缩机改成两段沉降，一段不加絮凝剂的自然沉降，二段加絮凝剂沉降，增加FY-HVS-1500型叠层高频振动筛2台，GT1420SBC卧式沉降离心机1台。叠筛筛缝为0.075 mm(部分为0.1 mm)，筛上物料直接去卧式沉降式离心机，筛下物料去二段浓缩机。工艺流程见图2.

图1 改造前煤泥水系统工艺流程图

生产操作时注意事项如下：

1) 减少系统的循环水量，保证一段浓缩池的沉降速度。

2) 一段浓缩池不能加絮凝剂沉降，避免出现卧式沉降式离心机断销子现象。

3) 控制叠层筛的入料量，使叠层筛的透筛率达到85%以上，保证筛上物料的高灰细泥透筛。

图2 改造后煤泥水系统工艺流程图

3.1.2 尾煤压滤机的改造

因煤泥分级，压滤机处理物料基本都是-0.075 mm极细粒煤泥，压滤机处理效率会下降。目前压滤机使用的是透气量为600 L/m2·s的滤布，需要更换成900 L/m2·s的滤布，提高压滤机的处理效率。把压滤机滤液水由原设计的去循环水池改至去二段浓缩机，保证循环水洗水浓度。

3.2 煤泥水自动化程序控制

压滤控制流程图见图3，在压滤系统和絮凝剂加药系统自动控制的基础上，在二段浓缩入料和底流泵安装浓度计，浓缩机底流自动供料缓冲搅拌桶，实现压滤机自动入料、逐台有序卸料等全过程的自动控制。

图3 尾煤压滤控制流程图

1) 二段浓缩机入料上安装煤泥水浓度检测仪，将煤泥水浓度检测数据反馈至自动加药系统，实现加药机给药频率自动调整，有助于水质控制，降低絮凝剂药剂的用量。

2) 将5台压滤机与对应卸料刮板输送机形成互锁关系，当一台开启时，其他的不能开启即压滤机不能卸料。

3) 602、603浓缩机底流浓度计与610—613四台底流泵关联，浓度过低时底流泵不启动，避免因入料浓度低压滤机处理效率降低，煤泥产品水分增加。

同时4台底流泵与831、832、853煤泥搅拌桶液位计关联。在煤泥桶高液位时(一般设75%)自动停止浓缩底流泵向压滤煤泥搅拌桶供料，低液位自动启泵供料(一般设30%)，为增加搅拌桶缓冲能力和避免冒料，将831、832、853三个搅拌桶底部加阀门联通在一体，可视浓缩池使用情况开启浓缩泵台数。

4) 煤泥压滤自动化控制时注意事项如下：

a) 尾煤压滤工改成压滤巡视工，定期巡视自动控制的阀门是否动作灵活可靠。

b) 加强自动控制泵、搅拌桶、压滤机、输送机等电气部件的维护及检查，确保各项保护灵敏可靠以及程序链闭锁及信号输出良好。

c) 对运输设备的各项保护定期进行试验，保证灵敏可靠。

d) 定期进行滤布冲洗、固定等养护，保证压滤机可以快速自动卸料，减少人工辅助卸料。

e) 加强监控系统维护，代替岗位巡查无人值守。

4 煤泥水系统改造后效果

叠层筛上物小筛分试验结果见表2. 由表2可知，筛上物综合灰分为22.63%，其中+0.075 mm产率85.45%，灰分17.24%. -0.075 mm产率14.55%，灰分54.27%.

通过对煤泥水系统工艺改造和全自动加药系统的完善，取得了如下技术经济效益：

1) 一段浓缩机底流通过叠层筛+卧式沉降式离心机处理后水分20%左右，生产中直接均匀掺入产品中，提高产品回收率，使得压滤机处理煤泥量减少25%～30%. 全年入洗自购煤量按240万t，煤泥量按20%，煤泥减少按25%计算，则全年增加精煤产量为12万t，2021全年按800元/t计算，则增加经济效益为9 600万元。

表2 叠层筛筛上物小筛分试验结果表

2) 絮凝剂使用量由技改前的30～35 g/t原煤降至15～20 g/t原煤，按节约10 g/t原煤计算，年节约絮凝剂24 t，节约费用26万元。

3) 煤泥压滤系统自动化的投入，每班减少2名岗位工，年节约人工费用50万元。

5 结 语

以往的动力煤选煤厂设计时把粒度-0.25 mm(多数选煤厂为-0.5 mm)的物料全部由压滤机处理做为煤泥副产品，煤泥作为产品销售压力大且价格低，很多时候只能外排。由凯达选煤厂煤泥水处理工艺的改造可以看出，随着细粒级分级设备的进步，根据煤质情况可以使煤泥分级下限继续降低，减少副产品煤泥产率，既可以增加选煤厂经济效益，又可以降低环保压力。