阿刀亥选煤厂用两段浓缩、两段回收模式改造煤泥水流程.pdf

第 5 期 煤 质 技 术 2 0 0 6 年 9 月 咚 曙 。 咯稚。 。 奄。 铷 壤 ； 咏 。 黼 I 睡 ≥ 镪堍 略 婚帮 ． 龟 毪 阿刀亥选煤厂用两段浓缩、两段 回收模式 改造煤泥水流程 柴 进 ，石建光 ，张春林 ，张晓洲 ，武丽丽 1 ．阿刀亥选煤厂 ，内蒙古 包头0 1 4 1 0 0 ；2 ．唐 山国华科技有 限公 司，河北 唐 山0 6 3 0 2 0 摘要分析阿刀亥选煤厂技改前煤泥水系统存在的主要问题 ，介绍 了技术改造的工艺流程及取得 的效果 。 关键词两段浓缩；两段回收；煤泥水流程 中图分类号TD 9 4 6 ． 2 1 文献标识码 B 文章编号1 0 0 7 7 6 7 7 2 0 0 6 0 5 0 0 4 4 0 3 Co a l s l u r r y r e f o r mi n g p r o c e s s b y t wo 。 s t a g e c o n c e nt r a t i o n a n d r e c o v e r y i n Ad a o ha i Co a l Pr e p a r a t i o n Pl a nt CHAI J i n ，S HI J i a n g u a n g ，ZHANG C h u n l i n 。 ，Z HANG Xi a o z h o u 。 ，W U Li l i 。 1． Ad a o h a i C o a l Pr e p a r a t i o n Pl a n t ，B a o t o u 0 1 4 1 0 0 ，Ch i n a 2 T a n g s h a n Gu o h u a T e c h n o l o g y Li mi t e d Co r p o r a t i o n ，T a n gs h a n 0 6 3 0 2 0， Ch i na Ab s t r a c t Th e e x i s t i n g p r o b l e m o f c o a l s l u r r y s y s t e m b e f o r e t e c h n o l o g i c a l r e f o r m i s p r e s e n t e d a n d t h e t e c h n i c a l p r o c e s s o f t e c h n o l o g i c a l r e f o r m a n d r e l a t i v e e f f e c t s a r e i n t r o d u c e d i n t h i s p a p e r ． Ke y wo r d s t wo - s t a g e c o nc e nt r a t i o n；t wo s t a ge r e c o v e r y；c oa l s l ur r y p r o c e s s 1 概 述 神 华集 团包头矿业公司阿刀亥选煤厂是投资 3 8 6 7 万元资金兴建的，于 2 0 0 4年 6月投产的炼焦 煤选煤厂 ，设计生产能力为年处理原料煤 9 O万 t 小时人选量 2 1 4 t 。选煤工艺为原料煤预先脱泥、 有压给料三产 品重介旋流器分选 ，煤泥直接浮选。 投产后，煤泥水流程就暴露出若干问题 ，成为严重 制约选煤生产的瓶颈 ，并且频繁发生灾难性事故。 2 0 0 4 年 6月 至 9月 ，共 发 生浓 缩 机 压 耙 子 2 9起 ， 为此只得将高浓度底流排到厂外。为扭转这一被动 局面，经充分调研 ，最 终决定 委托唐 山国华科技 有限公 司 以下简称国华科技用该公司的专利技 术两段浓缩 、两段 回收模式的煤泥水流程来改 造该厂原有的煤泥水系统。投资 2 8 6万元 的技改工 程于 2 0 0 6年 3月竣工投产以来 ，煤泥得到有效分 选和回收，煤泥水达 到深度 澄清，实现 了清水选 煤 ，达到了洗水一级闭路循环标准 ，取得了显著的 经济效益和社会效益。 44 2 存在 问题 阿刀亥选煤 厂原设计采用 的是传 统的单段 浓 缩 、单段 回收的煤泥水流程 ，即浮选尾煤等高灰分 煤泥水进入 HVN2 X F 一 2 O型高效浓缩机，其底流 由 2台压滤面积各 为 8 0 0 m。的 X MZ S O O ／ 2 O O O UK型 压滤机脱水回收 。浓缩机溢流作为循环水 ，主要用 于脱泥筛和脱介筛喷洗水。 针对浓缩机压耙严峻事实 ，于 2 0 0 4年又增设 了 3台高频筛 ，其中 2台分别处理精煤磁选机和中 煤 、矸石磁选机尾矿的旋流器底流，另 1台处理高 效浓缩机 的底流 ，其筛下水 再 由压滤机处理 ，如 图 1 所示 。该措施虽杜绝了压耙事故 ，但煤泥水问 图 I 技改前的煤泥水流程 滤饼 维普资讯 第 5 期 煤 质 技 术 2 0 0 6 年 9 月 题并未根治 ，循环水浓度仍居高不下，在浓缩机人 料浓度高达 2 3 0 g ／ L的条件下 ，曾尝试添加多种凝 聚剂和絮凝剂来强化煤泥沉降、澄清 ，根本无济于 事 。结合该厂煤泥水处理系统的具体情况，发现主 要存在以下问题 2 ． 1 煤泥 量过大 人厂原生煤粉量 高达 3 1 。人选原 料煤经预 先脱泥后，与重介质悬浮液一起由泵有压输送到旋 流器分选 ，因煤质易碎，在介质泵叶轮高转速旋转 和管道输送撞击下 ，又产生 了相 当可观 的次生煤 泥量 。 2 ． 2 压滤 机实 际处 理能 力小 压滤机实际循环周期 为 6 0 rai n ，没 达到设 计 要求 。如果不对该厂煤泥进行压滤速度试验 ，贸然 采用制造厂家提供 的处理能力数据可能会出差错 ， 因为压滤时问与入料的流变性和煤泥性质 、粒度组 成、泥化程度等因素密切相关 。同时要考虑到捅落 滤饼 、清洗更换滤布、设备维护所需的时问。 2 ． 3 煤泥积聚恶性循环 由于压滤机实际处理能力小 ，大量煤泥积聚在 浓缩机 中形成粘稠的高浓度悬浮液 ，在这种严重干 扰沉降条 件下 ，0 ． 2 5 ～0 ． 0 4 5 mm 粒 级甚 至 大 于 0 ． 2 5 mm粒级 的煤泥无法 沉降到底流 中，而随溢 流恶性循环，底流 中主要是质量大的 0 ． 5 mm左右 的粗粒和在水体 中均匀分布的小于 0 ． 0 4 5 mm 的细 泥 。对这样两极分化，粗细不匀 的粒度组成，压滤 机的处理能力将进一步减小 ，而导致搅拌桶产生大 量溢流。这股高浓度的煤泥水又返回浓缩机 ，再次 增加了其实际负荷 ，煤泥恶性循环进一步加剧 。 2 ． 4 连 锁超 负荷 反应 浓度约为 1 5 0 g ／ L的浓缩机溢流作为选前脱泥 筛和选后脱介筛 的喷水 ，其效果是脱泥和脱介效率 极低，选后产物带泥量大 ，“ 跑介严重” 。脱介筛筛 下水到磁选机处理 ，其浓度远远超过磁选机入料浓 度的要求范围，磁性物 回收率也极低，因此 2 0 0 5年 平均吨煤 介耗竞高达 8 ． 5 k g 。更 为严重 的是 ，浓 度在 2 1 0 g ／ L左 右的精煤磁选机尾矿 由浮选机分 选 ，即使添加大量起泡剂 ，也形不成泡沫层 ，以致 无法生产 ，使得浮选尾矿携带大量煤泥直接回到浓 缩机，又进一步加大了它 的负荷 。 总之 ，由于循环水浓度高，脱介 、脱水、脱泥 都很困难，细泥污染精煤 ，产品质量指标难以完成， 精煤产率低、介耗高。只得将处 理量降到 1 5 0 t ／ h ， 勉强维持生产 ，并将 全厂煤 泥水定期 7 ～1 5日 排放到厂外沉淀池 ，重新换水生产 。 3 技术改造 为彻底解决煤泥水问题 ，国华科技受阿刀亥选 煤厂委托 ，从 2 0 0 5年 1 1月开始，在不影响生产的 前提下 ，将厂原有 的煤泥水 流程改造 为两段浓缩 、 两段 回收模式 的煤 泥水 流程 图 2 。其 目的有两 个 ①采用沉降过滤离心机强化煤泥 回收能力，脱 水后的粗煤 泥水 分低且 松散 ，可直接 连续 掺人 中 煤 ，并大幅度减轻压滤作业 的负荷 ；②添加絮凝剂 将煤泥水深度澄清 ，获得清净的浓缩机溢流做循环 水 浓度小于 0 ． 5 g ／ L ，实现清水 选煤 ，使全厂 煤泥水系统走上 良性循环 。 浓缩机入 斜管浓缩机 l l 沉降过滤离心脱水机 第一段浓缩 第一段回收 心 掺入 中煤 囊 兰 鋈 榘 第 霞 收 卜 滤 饼 循 水 滤液 图 2 两段 浓缩、两段 回收模 式的煤 泥水流程 组成该煤泥水流程的有 4个作业，各有不同却 又紧密相关的功能 3 ． 1 第一段 浓 缩作 业 1 水力分级尽量减少大于 0 ． 0 4 5 mm粒级 混入溢流 ，而将大量小于 0 ． 0 4 5 mm粒级的细泥从 溢流中脱除 。 2 浓缩 底流浓度和小于 0 ． 0 4 5 mm 粒级含 量控制在合适的范围内，为后续 的粗煤泥离心脱水 回收设备创造必需的工艺条件。 该作业选用 1台 I TT B 8 0型斜 管浓缩机 ， 该机特点是 占地面积小 ，基建投资仅 为传统耙式浓 缩机的 1 ／ 5 ，它在有限的空间中有近千平方 米的等 效面积 ；固体颗粒在层流状态下沉降 ；且沉降距离 短。浓缩机溢流中大于 0 ． 0 4 5 r f l m 粒级含量 在 3 以内，底流中小 于 0 ． 0 4 5 mm 粒级 控制在 4 0 以 下，浓度可调整在 2 0 ％～4 0 。 3 ． 2 第一段脱水回收作业 1 回收固体颗粒 提高大于 0 ． 0 4 5 mm粒级 的固体回收率 ，以减少尾煤压滤机的负荷 。 2 降低水分 提高脱水效率 ，使脱水后 的粗 煤泥水分低 ，能良好地掺人 中煤 ，满足燃煤用户的 要求。 45 维普资讯 第 5 期 煤 质 技 术 2 0 0 6 年 9 月 该作业选用 1台 L WZ 1 2 0 0 1 8 0 0型沉降过滤 式离心脱 水机。因 L WZ系列 离心机 回收 以大 于 0 ． 0 4 5 mm粒级为主的粗煤泥，采用了较低转速和 较短的转鼓 ，故功耗低 、部件磨 损少 ，维修 量较 小 ，设备运行平稳 ，可靠 。脱水产物水分在 1 8 ％ 左右，大于 0 ． 0 4 5 mm颗 粒 固体 回收率在 7 4 ～ 8 0 之间，同时小于 0 ． 0 4 5 mm粒级也有 1 ／ 3 左右 被 回收 。 3 ． 3 第二段浓缩作业 1 深度澄清 细煤 泥近乎百分之百地沉降 ， 清净的溢流水循环使用。 2 浓缩 底流浓度一般达到尾煤压滤机的要 求。但 因进入该作业的实际煤泥量大幅度减少 ，不 必强求该项浓度指标。 该作业采用的是原有的高效浓缩机，在人料浓 度低于 8 0 g ／ L的条件下 ，添加絮凝剂水溶液 ，能 显著加速煤泥的沉降。 3 ． 4 第 二段脱 水 回收 作 业 1 固液彻底分离 近乎百分之百地回收已沉 降浓缩的细煤泥并力求滤液清净。 2 细煤泥脱水 降低滤饼水分 ，以满足煤泥 贮存堆放 、装卸运输 、用户使用的要求 。 该作业采用原有的 2台压滤机。在技改后的煤 泥水流程中，能充分发挥固液分离最终把关设备的 作用。 此外，还将原有 1台 MP F 一 1 6型喷射式浮选机 改造为 F J C R1 6 - 4型喷射式浮选机 。在节约资金原 则指导下，保 留原有机槽 ，安装 了国华科技开发的 我国第三代煤用喷射式浮选机的充气搅拌装置，各 机槽铺设 了假底 ，第 1 、2 、3室加 设 了活动刮泡 堰 ，并相应调整 了刮泡器直径 ，并在生产系统 中， 安装了水喷射式乳化器 。 4 效 果 技改工程投产后立见成效 。沉降过滤式离心脱 水机处理量 ，在 3 0 t ／ h左右。喷射式 浮选机工 作 正常。进入高效浓缩机的人料浓度降到 了 5 5 g ／ L， 添加絮 凝剂 后 ，生 产 时能 连续 保 持 1 ． 2 m 的清 水 层 。 大量煤泥由沉降过滤式离心机和浮选精煤真空 过滤机回收。进入高 效浓缩 机 的煤泥 量大幅度减 少 。技改后每个工作 F I 尾煤压滤机平均完成 1 6个 循环 搅拌桶不再跑溢流 ，而技改前每个工作 日 46 平均完 成 3 5个循 环 ，还 远远不 能解决 煤泥积 聚 问题 。 煤泥水问题是选煤生产的主要矛盾 ，主要矛盾 一 旦解决，其它矛盾也就迎刃而解 。实现清水选煤 后 ，分选效果明显提高 ，各项指标得到有效控制， 诸如精煤质量和产量、处理量 、介耗等主要生产技 术指标均有显著地改善和提高。 4 ． 1 精煤 质量 技改前介质消耗高达 8 ． 5 k g ／ t 入料 ，污染精 煤严重 ，使商品煤质量波动。 技改后介耗降到 1 ． 8 k g ／ t 人料，下降了 7 8 ． 8 2 。 商 品煤质量批合格率达到 1 0 0 9 ／ 6 ，比技改前提高 了 5 个百分点。 4 ． 2 精煤 产量 技改后浮选机得 以正常生产，预计 2 0 0 6年可 增产精煤 9万 t ，增加销售收入 3 7 3 2万元 。 4 ． 3 处理 量 技改前为维持生产 ，小时处理量仅 是设计 的 7 O 。技改后小时处理量为 2 4 0 t ／ h，是设计 能力 的 1 1 2 9 ／ 5 ，全年原料煤人选量可达 1 1 0万 t ／ a 。 4 ． 4介质消 耗 介耗由原来的 8 ． 5 k g ／ t 入料降到 1 ． 8 k g ／ t 入 料 ，达到国 内先进水平 ，与去年水平相 比较 全年 节约磁铁矿粉 7 3 7 0 t ，每吨按 5 8 0元计 ，可节支 4 2 7万 元 。 需要指出的是，此项技改工程未涉及到原料煤 脱泥和选后产物脱介系统 。事实表明用水力旋流器 分级截粗工 艺不稳定 、不 可靠，浮选人料 中 “ 跑 粗”严重 ，大于 0 ． 5 mm低灰分煤粒最终损失到浮 选尾煤 中，急需采取技术措施予以解决。 阿刀亥选煤厂技改前后 的生产形势发生 了可 喜、可贺的变化 ，取得了良好的经济效益和社会效 益，用两段浓缩、两段回收模式来改造该厂原有的 煤泥水流程是成功的。 参考文献 [ 1 ] 张春林，姚伟民，徐学武，等 ．两段浓缩两段回收 模 式的煤 泥 水 流 程 [ j ] ．煤 炭 加 工 与 综 合 利 用 ， 2 0 0 6 3 ． 作者简介柴进 1 9 7 2 ，男 ，陕西府谷 人 ，助理 工程 师 阿刀亥选 煤厂副厂 长。 收稿 日期2 0 0 6 0 7 1 0 维普资讯