洗煤廠泥水處理技術改造

洗煤廠煤泥水是在煤炭洗選加工時產(chǎn)生的工業(yè)廢水，煤泥水中含有等量不同的多種物質(zhì)，如重金屬、煤泥、化學藥劑、重介質(zhì)等，這些物質(zhì)如果得不到有效的處理便外排，則會污染到當?shù)氐沫h(huán)境。洗煤廠煤泥水處理系統(tǒng)是洗煤廠一項花費較多的系統(tǒng)工程，且該項管理系統(tǒng)在生產(chǎn)管理中也比較復雜和困難。煤泥水處理包括許多洗煤工藝環(huán)節(jié)，其處理的有效性和洗煤廠綜合效益有直接關系。沙坪洗煤廠是具有較大煤炭洗選能力的現(xiàn)代化大型無煙煤洗煤廠，近些年在煤泥水處理的研究和探索方面做了較大的努力，并獲得了顯著的成效。

1、煤泥水處理內(nèi)容

沙坪洗煤廠的洗選工藝包括，原煤不分級跳汰分選+粗煤泥干擾床分選機分選+煤泥浮選處理一濃縮壓濾尾煤等工藝，因此洗煤廠主要是通過管道滴漏水、分級、脫泥的篩下水、離心脫水機的離心液、末煤脫介篩下水、跳汰煤泥水脫泥的篩下水等工序產(chǎn)生煤泥水。

該洗煤廠處理煤泥水主要包括：①煤泥水處理過程中分選和回收煤泥是重要的部分，洗煤廠對煤泥水中所含的精煤盡量做到分離，既可提升洗煤廠回收精煤的概率，還可減輕洗煤廠處理煤泥水的負擔，是提升洗煤廠經(jīng)濟效益的重要途徑；②因為煤泥水中所包含著許多不同粒度的顆粒，對這些顆粒分離需采用不同的分選工藝，通過分析實際情況，可采用TBS干擾床分選機對+0.5ram的粒級進行分選，剩余的-0.5mm的顆粒采用浮選方法；③煤泥水中煤泥濃度較低，則無法使用煤泥回收設備和工藝，為使煤泥水中的煤泥得到有效的回收，洗煤廠一般會選擇濃縮煤泥的方法，當前洗煤廠使用的煤泥濃縮設備通常是自然沉降式的，有的為促進煤泥濃縮還會添加化學藥劑，濃度較高的煤泥漿會從濃縮設備的底部排出，含煤泥很少的溢流水自上部溢出；④洗選工藝是否有效取決于循環(huán)水的質(zhì)量，在循環(huán)水之前，通過降低煤泥水中的顆粒、灰分，是澄清循環(huán)水的重要工序。

2、煤泥水的處理現(xiàn)狀

煤泥水處理主要是分離煤泥和水。工業(yè)上通常采用的技術是固液分離技術，在一個閉環(huán)的循環(huán)系統(tǒng)中分離和回收煤泥水中的煤泥，但必須保證排放處理后的煤泥水在標準范圍之內(nèi)，不對水資源和生態(tài)環(huán)境造成污染。煤泥水處理系統(tǒng)主要由煤泥分選、尾礦濃縮、壓濾等部分組成。當前我國煤泥水處理設備和技術對于新時代發(fā)展的需求還無法滿足，特別是那些規(guī)模較小的煤場，因受自身環(huán)境和資金不足等制約，在處理煤泥水的過程中投入不多。

我國當前仍然存在數(shù)量不少的沒有實現(xiàn)閉路循環(huán)的煤泥水系統(tǒng)，已經(jīng)實現(xiàn)閉路循環(huán)的煤泥水還存在回用標準不達標，也較大程度的影響到了選煤設備和煤泥水處理設備的正常運行。我國存在很大一部分遇水極易泥化的原煤，因此產(chǎn)生的煤泥水也存在沉淀方面的困難，加上和國外發(fā)達國家相比，我國的選煤和煤泥水處理設備的性能都明顯不足，也在無形中增加了煤泥水處理的難度。

3、煤泥水系統(tǒng)的處理方法

煤泥水處理的方法包括混凝沉淀法、自然沉淀法、結團凝聚處理法、重力濃縮沉淀法等，但國內(nèi)采用的主要是絮凝處理技術，通常用到的絮凝劑主要包括無機高分子絮凝劑、有機高分子絮凝劑、微生物絮凝劑。

4、煤泥水處理過程中的問題和原因

4.1 煤泥水處理過程中的問題

選煤廠對煤泥水進行濃縮處理時使用了2臺濃縮機，選擇聚丙酰胺為煤泥水的處理藥劑。通過一段時間的運行后，可以有效的處理選煤廠的煤泥水，煤泥水經(jīng)過處理后可以作為洗選過程中的循環(huán)水應用，但循環(huán)水的煤泥濃度在7月份以后持續(xù)較高，使得洗煤廠在生產(chǎn)過程中有許多問題出現(xiàn)。①因為循環(huán)水含有較多的煤泥，使得浮選入料超過規(guī)范要求的濃度，也因此與合格的精煤灰分相比，浮選機浮選獲得的精煤灰分明顯較高；②由于煤泥水中含有較多的細粒級的煤泥，導致濃縮機出現(xiàn)較低的底流濃度，因此加重了濃縮機的負載，而且含有較多的洗煤泥還會一定程度降低壓濾機的工作效率，對脫水的效果造成影響；③濃縮機和壓濾機缺乏足夠的處理能力，濃縮機底部積聚的煤泥時間較長會產(chǎn)生壓耙現(xiàn)象，可采用在室外的沉淀池中引入濃縮機底流，這樣既會浪費場地和資金，而且會影響煤泥水閉路循環(huán)要求的實現(xiàn)。

4.2 煤泥水處理過程中問題的原因

通過現(xiàn)場分析可得，導致循環(huán)水濃度較高的原因主要有：①循環(huán)水濃度偏高的重要因素是入洗的原煤煤質(zhì)發(fā)生變化，在礦井不斷增加開采深度的情況下，當前開采的煤層也會發(fā)生變化，如果碰到矸石含量較高、相對軟弱的煤質(zhì)，便會增加入洗原煤中細顆粒煤巖的顆粒含量，而且在破碎原煤的過程中也會產(chǎn)生較多的次生煤泥，原煤中所含的泥巖質(zhì)矸石在遇到水后會出現(xiàn)泥化，都會對煤泥水的處理效果造成較大的影響；②篩分和分級作業(yè)沒有達到理想的效果，脫水作業(yè)缺乏合理的配置等，都會導致循環(huán)水煤泥出現(xiàn)較高的濃度；③循環(huán)水的濃度會受到因分級、濃縮、脫水時選擇的設備、藥劑及加藥方式等的影響，該選煤廠對煤泥進行沉降時使用的是單絮凝劑，導致循環(huán)水出現(xiàn)較高的濃度，可能是煤泥水中所包含較多的細粒級煤泥所帶的電荷之間相互作用而對煤泥的絮凝產(chǎn)生制約，進而降低了煤泥的沉淀效果；④如濃縮機跑粗，壓縮機故障等管理方面的問題都會使循環(huán)水濃度增加向。

5、煤泥水處理系統(tǒng)的技術改造方案

5.1 對藥劑進行合理的選擇和使用

該選煤廠之前使用的藥劑是明礬凝聚劑，在對煤泥進行處理時，存在采用了較大劑量的絮凝劑、添加藥劑比較頻繁、達不到有效的處理效果等問題，因此從節(jié)能降耗方面分析得出，采用TLT系列的絮凝劑和有機凝聚劑可有效解決明礬使用中存在的問題，在確定選煤成本和分選效果用藥量的過程中發(fā)揮重要作用。基于滿足生產(chǎn)的要求，根據(jù)不同型號的藥劑進行交叉試驗，綜合洗水濃度、藥劑的添加量、煤泥的沉降速度等指標確定藥劑量和藥劑組合。根據(jù)試驗可知，只有在質(zhì)量分數(shù)為0.1%的TLT8610型的絮凝劑和質(zhì)量分數(shù)為1.0%的TLT8840型凝聚劑用量達到一定的標準后，煤泥的沉降效果才能達到最佳，此時的洗水濃度也會實現(xiàn)最低，而且還能妥善解決細煤泥處理較難的問題，因此，應該結合試驗結果確定煤泥處理系統(tǒng)的用藥量和藥劑組合。另外添加的藥劑的位置也會影響煤泥的沉降效果，通過反復試驗得出，藥劑的添加位置與距離濃縮機的入料點太近，煤泥水和藥劑的混溶用時比較短，則不利于藥劑的分散，反之，如果藥劑的添加位置距離入料點太遠，藥劑的絮團極易產(chǎn)生破壞。所以通過分析，最終確定的絮凝劑添加位置為距離入料點20m處，凝聚劑添加位置應是絮凝劑添加位置前的14~15cm處，可使煤泥水和藥劑的溶合更加有效，達到提升煤泥水處理能力的目的。

5.2 對分選工藝進行優(yōu)化

傳統(tǒng)的煤泥水處理工藝流程中存在的洗水和精煤灰有較高濃度的問題，制約了洗煤廠效益和產(chǎn)品質(zhì)量的提升，此次對原煤泥水處理工藝設計做出了優(yōu)化，改造完的工藝如圖1所示。

由圖1可知，該煤泥水處理系統(tǒng)主要包括2段濃縮和2段回收煤泥處理系統(tǒng)，主要工藝流程為煤泥水通過1號濃縮機進入，根據(jù)相關要求1號濃縮機添加TLT8610型的絮凝劑和TLT8840型的凝聚劑以對煤泥達到濃縮和沉淀的目的，由1號濃縮機處理煤泥水后的底流進入離心機內(nèi)，離心機離心液和溢流進入2號濃縮機內(nèi)；按照相應的要求在2號濃縮機內(nèi)添加TLT8610型的絮凝劑，加壓過濾機內(nèi)進入2號濃縮機的底流進行壓濾，然后壓濾液通過沉淀池對其進行沉淀，最后濃縮機的溢流進入閉路循環(huán)水系統(tǒng)。這種對煤泥水處理的系統(tǒng)加壓過濾機和離心機可以實現(xiàn)分離給料，可有效的解決細煤泥處理的問題，而且因為2號濃縮機的使用細煤泥的回收效果也得到較大提升”。其中對有機凝聚機和絮凝劑的使用是煤泥正?；厥盏闹匾Ｕ?，還在降低洗水濃度和提升產(chǎn)品質(zhì)量方面發(fā)揮了較大的促進作用。

6、煤泥處理系統(tǒng)優(yōu)化處理的效果

通過對煤泥水系統(tǒng)進行改造和藥劑量的合理選擇和添加，提升了煤泥水系統(tǒng)的處理能力，還對洗水濃度實現(xiàn)了有效的控制，使精煤灰分保持在合理的范圍之內(nèi)，是選煤廠主分選系統(tǒng)得以穩(wěn)定運行的重要保障。同時，對洗水濃度的有效性進行合理控制，決定著分選過程中介質(zhì)的消耗量是否能有效降低。通過對煤泥水系統(tǒng)改造處理前后的各項指標對比分析可得，改造后精煤回收率達62%，高出原來17%；洗水濃度達24g/L，和原來80~120g/L相比，降低比較明顯；介質(zhì)消耗量為2.3kg/t，和原來相比，降低3.3kg/t，經(jīng)濟效益也提升了30%，因此可得，經(jīng)過改造后煤泥水系統(tǒng)獲得的效果較為顯著。

7、結語

本文綜合選煤廠原煤系統(tǒng)處理中存在的問題，通過添加劑的合理選擇和煤泥水處理工藝的改進，使煤泥得到更加有效的回收，也是洗水實現(xiàn)閉路循環(huán)的重要條件，且煤泥水處理系統(tǒng)經(jīng)過改造后經(jīng)濟效益較好。（來源：山西省晉神能源有限公司沙坪洗煤廠）