洗煤廠泥水處理工藝改造?

洗煤廠煤泥水是在煤炭洗選加工時(shí)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(xué)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(huì)污染到當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境。洗煤廠煤泥水處理系統(tǒng)是洗煤廠一項(xiàng)花費(fèi)較多的系統(tǒng)工程，且該項(xiàng)管理系統(tǒng)在生產(chǎn)管理中也比較復(fù)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(guān)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(jī)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(jī)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(fù)擔(dān)，是提升洗煤廠經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑；②因?yàn)槊耗嗨兴S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(shí)際情況，可采用TBS干擾床分選機(jī)對+0.5ram的粒級進(jìn)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(shè)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(huì)選擇濃縮煤泥的方法，當(dāng)前洗煤廠使用的煤泥濃縮設(shè)備通常是自然沉降式的，有的為促進(jìn)煤泥濃縮還會(huì)添加化學(xué)藥劑，濃度較高的煤泥漿會(huì)從濃縮設(shè)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(shù)是固液分離技術(shù)，在一個(gè)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(biāo)準(zhǔn)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(dāng)前我國煤泥水處理設(shè)備和技術(shù)對于新時(shí)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(dāng)前仍然存在數(shù)量不少的沒有實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)的煤泥水系統(tǒng)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)的煤泥水還存在回用標(biāo)準(zhǔn)不達(dá)標(biāo)，也較大程度的影響到了選煤設(shè)備和煤泥水處理設(shè)備的正常運(yùn)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(dá)國家相比，我國的選煤和煤泥水處理設(shè)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(jié)團(tuán)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(shù)，通常用到的絮凝劑主要包括無機(jī)高分子絮凝劑、有機(jī)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(jìn)行濃縮處理時(shí)使用了2臺濃縮機(jī)，選擇聚丙酰胺為煤泥水的處理藥劑。通過一段時(shí)間的運(yùn)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(yīng)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?yàn)檠h(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(jī)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(xì)粒級的煤泥，導(dǎo)致濃縮機(jī)出現(xiàn)較低的底流濃度，因此加重了濃縮機(jī)的負(fù)載，而且含有較多的洗煤泥還會(huì)一定程度降低壓濾機(jī)的工作效率，對脫水的效果造成影響；③濃縮機(jī)和壓濾機(jī)缺乏足夠的處理能力，濃縮機(jī)底部積聚的煤泥時(shí)間較長會(huì)產(chǎn)生壓耙現(xiàn)象，可采用在室外的沉淀池中引入濃縮機(jī)底流，這樣既會(huì)浪費(fèi)場地和資金，而且會(huì)影響煤泥水閉路循環(huán)要求的實(shí)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(dǎo)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(dāng)前開采的煤層也會(huì)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(huì)增加入洗原煤中細(xì)顆粒煤巖的顆粒含量，而且在破碎原煤的過程中也會(huì)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(huì)出現(xiàn)泥化，都會(huì)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(dá)到理想的效果，脫水作業(yè)缺乏合理的配置等，都會(huì)導(dǎo)致循環(huán)水煤泥出現(xiàn)較高的濃度；③循環(huán)水的濃度會(huì)受到因分級、濃縮、脫水時(shí)選擇的設(shè)備、藥劑及加藥方式等的影響，該選煤廠對煤泥進(jìn)行沉降時(shí)使用的是單絮凝劑，導(dǎo)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(xì)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(jìn)而降低了煤泥的沉淀效果；④如濃縮機(jī)跑粗，壓縮機(jī)故障等管理方面的問題都會(huì)使循環(huán)水濃度增加。

5、煤泥水處理系統(tǒng)的技術(shù)改造方案

5.1 對藥劑進(jìn)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(jìn)行處理時(shí)，存在采用了較大劑量的絮凝劑、添加藥劑比較頻繁、達(dá)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(jī)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?；跐M足生產(chǎn)的要求，根據(jù)不同型號的藥劑進(jìn)行交叉試驗(yàn)，綜合洗水濃度、藥劑的添加量、煤泥的沉降速度等指標(biāo)確定藥劑量和藥劑組合。根據(jù)試驗(yàn)可知，只有在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的TLT8610型的絮凝劑和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%的TLT8840型凝聚劑用量達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)后，煤泥的沉降效果才能達(dá)到最佳，此時(shí)的洗水濃度也會(huì)實(shí)現(xiàn)最低，而且還能妥善解決細(xì)煤泥處理較難的問題，因此，應(yīng)該結(jié)合試驗(yàn)結(jié)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(huì)影響煤泥的沉降效果，通過反復(fù)試驗(yàn)得出，藥劑的添加位置與距離濃縮機(jī)的入料點(diǎn)太近，煤泥水和藥劑的混溶用時(shí)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(diǎn)太遠(yuǎn)，藥劑的絮團(tuán)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(diǎn)20m處，凝聚劑添加位置應(yīng)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(dá)到提升煤泥水處理能力的目的。

5.2 對分選工藝進(jìn)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(shè)計(jì)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(jī)進(jìn)入，根據(jù)相關(guān)要求1號濃縮機(jī)添加TLT8610型的絮凝劑和TLT8840型的凝聚劑以對煤泥達(dá)到濃縮和沉淀的目的，由1號濃縮機(jī)處理煤泥水后的底流進(jìn)入離心機(jī)內(nèi)，離心機(jī)離心液和溢流進(jìn)入2號濃縮機(jī)內(nèi)；按照相應(yīng)的要求在2號濃縮機(jī)內(nèi)添加TLT8610型的絮凝劑，加壓過濾機(jī)內(nèi)進(jìn)入2號濃縮機(jī)的底流進(jìn)行壓濾，然后壓濾液通過沉淀池對其進(jìn)行沉淀，最后濃縮機(jī)的溢流進(jìn)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(jī)和離心機(jī)可以實(shí)現(xiàn)分離給料，可有效的解決細(xì)煤泥處理的問題，而且因?yàn)?/span>2號濃縮機(jī)的使用細(xì)煤泥的回收效果也得到較大提升。其中對有機(jī)凝聚機(jī)和絮凝劑的使用是煤泥正?；厥盏闹匾Ｕ希€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(jìn)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(jìn)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(shí)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(yùn)行的重要保障。同時(shí)，對洗水濃度的有效性進(jìn)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(xiàng)指標(biāo)對比分析可得，改造后精煤回收率達(dá)62%，高出原來17%；洗水濃度達(dá)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(jì)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(jié)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(jìn)，使煤泥得到更加有效的回收，也是洗水實(shí)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(jì)效益較好。（來源：山西省晉神能源有限公司沙坪洗煤廠）