选煤厂煤泥水处理工艺改进研究

田 鹏

（晋能控股煤业集团山西王家岭煤业有限公司，山西 保德 036600）

引言

现阶段选煤厂常用的洗选方式包括有重介选、浮选以及跳汰选等，在洗选过程中使用的洗选介质均为水或者水混合物[1-2]。根据已有成果显示，洗选1 t 原煤时需要使用4 m3左右水，随着矿井采掘深度增加以及先进化综采设备应用，洗选原煤中煤泥、煤粉含量呈增大趋势，洗选用水量会明显增多[3-5]。煤泥水处理是需要注重下述两点[6-9]：采用固液分离技术分离煤泥水中固体、液体，并将分离的水作为循环水，实现洗水闭路循环；排放煤泥水时，必须确保水质满足相关标准要求，不能对环境造成污染。

高频筛具备有具备效率高、处理能力大、设备稳定性强等优点，通过振动筛可破坏矿浆表明张力，从而为固液分离创造良好条件。将高频筛应用到选煤厂煤泥水处理中，可实现煤泥水闭路循环并提高煤泥回收率。

1 选煤厂煤泥回收系统分析

某选煤厂具备洗选2.4 Mt/a 的洗选能力，主要洗选设备包括有：浅槽重介分选机（分选块煤）、旋流器（分选末煤）、压滤机（分选煤泥）。随着选煤厂洗选煤质出现变化，煤泥水系统煤泥水处理量大、长期高负荷（超负荷）运行，如何有效提高煤泥水系统系统处理能力，是选煤厂生产过程中面临的现实问题之一，因此需要对煤泥水处理系统进行针对性改造。

1.1 煤泥水处理系统现状分析

选煤厂洗选过程中将粒径1.0 mm 以内的煤泥均通过煤泥水处理系统进行处理，具体处理流程为：煤泥水先用分级旋流器处理，并用筛网1.0 mm 弧形筛过了，弧形筛筛筛上物则经离心机脱水后外运；底流则通过浓缩池、压滤机处理，生产流程如图1 所示。

图1 煤泥水处理系统流程

1.2 系统存在问题分析

选煤厂生产系统中末煤全部进行分选时，粒径1.0 mm 煤泥通过浓缩池、压滤机进行处理，处理系统中设备均按照原设计采购、安装。受到入选原煤煤泥以及粒径变化影响，煤泥产量由设计之初的14.82%增加至17.07%。选煤厂压滤机在超负荷状态运行，导致部分煤泥在浓缩池底部沉积。为维持选煤厂煤泥水处理系统高效运行，现阶段采取的措施主要为限制原煤洗选量，此种方式会给选煤厂洗选量带来制约，影响经济效益。

2 煤泥回收系统改造

2.1 改造策略

根据选煤厂生产情况，煤炭洗选过程中煤泥来源途径为：块煤脱泥（占比3.02%）、末煤脱泥（占比12.01%）以及次生煤泥（占比2.04%）等，煤泥产量占比达到17.07%左右。减少浓缩池内煤泥量可有效减轻后续压滤机处理负载，提高煤泥系统运行可靠性及效率。掌握煤泥内粒径分布情况，可指导后续工艺改进方案制定，下页表1 为煤泥筛分结果。

从表1 看出，粒径0.5～1.0 mm、0.25～1.0 mm 煤泥含量占比分别为26.14%、58.18%。根据其他选煤厂类似情况下处理经验，提出用高频筛对粗煤泥进行回收，细煤泥则进入到压滤机进行处理。仅回收粗煤泥主要考虑粒径0.25 mm 以内的细煤泥回收难度高。用高频筛对粗煤泥进行回收后，一方面增加粗煤泥回收率，减少进入到浓缩池内煤泥量；同时回收的粗煤泥可依据煤质情况及市场需求。

表1 煤泥筛分结果

2.2 改造方案

高频筛结构组成按照功能划分可细分为:预脱水区、滤层形成区以及过滤脱水区，具体结构组成如图2 所示。

图2 高频筛结构组成图

1）预脱水区。该区域主要对矿浆预脱水，通过预脱水区后矿浆内约有35%水分排出，并可为后续滤层形成区形成创造较好条件。

2）滤层形成区。在滤层形成区内，在设定合理的振动影响下，粗颗粒在筛网上形成一层滤层，该滤层可起到过滤、脱水作用。

3）过滤脱水区。在矿浆连续给入以及振动筛振动作用下，滤层形成区上部滤层及矿浆会进入到过滤脱水区，在筛网倾角以及滤料沉淀脱水等因素共同作用下，过滤脱水区越靠近排料端方向，筛网上物料运行速度越小；在过滤脱水区产生一定挤压力，提高脱水效果。

在原有的煤泥水处理环节中增加布置2 台GPS2425 高频筛，具体安装位置位于3 楼的弧形筛以及5 楼的水力旋流器间。水力旋流器底流大，导致高频筛仅可占用少量空间，因此高频筛处理部分低流，剩余的低流则用弧形筛处理。为提高弧形筛处理效果，将筛板由0.75 mm 更换为0.5 mm。改进后处理流程如图3 所示。

图3 改进后煤泥水处理系统工艺流程

由于对煤泥水处理系统进行改进属于后期改造项目，受到选煤厂原有厂房安排、设备及管线布局等限制，导致高频筛安装空间受限。因此，在对煤泥水处理系统改进中仅采用占用空间较小的2 台高频筛，并对安装好的高频筛进行调试、试运行。通过2 台弧形筛、2 台旋流器联合对旋流器底流进行处理，分流效果线显著；改进后的弧形筛、高频筛可实现选煤厂洗选环节所有煤泥水处理，并实现粒径0.5～1.0 mm 煤泥全部回收。

2.3 现场应用效果

选煤厂煤泥产生率按照17.07%计算，按照现阶段的洗选能力则年可产生约40.8 万t 煤泥，粒径0.5～1.0 m 煤泥占比约为26.14%，则通过对煤泥水处理系统进行改进全年可回收约10.7 万t 煤泥。根据产品品质需要，将煤泥与末煤混合销售，可显著提高选煤厂生产效益，同时煤泥水处理系统改进后可有效解决末煤全部入选时煤泥产生量大、选煤厂煤泥水处理能力不满足要求问题。

3 结语

选煤厂生产过程中各个设备环环相扣，若某一环节生产效率受到制约则会影响生产效率。针对该选煤厂煤泥水处理环节中存在问题以及处理系统设备布置情况，提出将2 台型号GPS2425 高频筛应用到煤泥水处理中，通过GPS2425 高频筛对水力旋流器中部分底流中粗煤泥进行回收，从而降低后续弧形筛处理工作量；文中所提改进技术方案具备投资小、成本低等优点，可有助于选煤厂实现洗水闭路循环并改善选煤厂生产环境。