加压过滤机和板框压滤机联合工艺在塔山选煤厂

细粒煤泥处理中的应用

贾怀军

  （同煤集团大地选煤工程有限责任公司，山西  大同  037000）

摘要：通过对塔山选煤厂煤泥处理滞后的问题进行研究，改造了原有的加压过滤机处理煤泥的工艺，使用加压过滤机和板框压滤机的联合工艺来处理细粒煤泥，并且根据煤质变化调整了加药制度，不但使煤泥处理量加大，而且降低了洗水浓度，取得了良好效果。

关键词：煤泥处理系统；存在问题； 加压过滤机；板框压滤机；加药制度；改造效果；

1、概述

塔山选煤厂是同煤大唐塔山煤矿配套项目,由约翰芬雷公司总承包建设，于2003年11月开工建设， 2006年4月开始试运转，2008年12月通过验收。是一座设计能力15Mt/a的矿井型动力煤选煤厂，服务年限120年。该厂采用分级入选工艺，150～13mm块煤重介浅槽分选;13-1.5mm末煤三产品重介旋流器分选;1.5-0.2mm粗煤泥进入煤泥分选机分选；<0.2mm细煤泥由加压过滤机回收，主要产品有精煤和中煤两个产品，副产品有高岭岩、矸石。精煤主要用于动力发电，中煤用于综合利用电厂燃料，矸石和高岭岩分别供给园区内建材砖厂和高岭岩加工厂作为原料。

2010年3月以来，随着塔山煤矿开采年限的增加，原煤煤质发生了变化，煤泥量及煤泥中细颗粒含量也随之增加。导致选煤厂煤泥系统处理相对滞后,使煤泥在浓缩池中大量积聚,且煤泥沉降速度变慢，浓缩机溢流固体物含量增多。曾采用掺入部分粗颗粒以提高加压过滤机处理能力的做法，但此法却造成系统跑粗。煤泥水系统的问题可影响到全选煤厂的整个洗选系统，可导致介质消耗增加，管路堵塞，介质密度不稳定，加压过滤机处理量降低、洗选产品的技术指标不稳定等诸多问题。而加压过滤机的处理量降低，煤泥不能及时处理，煤泥在浓缩池中大量积聚，反过来又影响加压过滤机的入料浓度，从而形成一种恶性循环，严重影响了选煤厂的正常生产，进而制约塔山矿矿井的生产。基于以上原因，塔山选煤厂对煤泥处理系统进行了工艺改造，并对煤泥系统的加药制度做出了调整。

2、煤泥处理系统工艺改造  

塔山选煤厂采用的是HBF-120/10加压过滤机,加压过滤机的入料粒度应有一个合理的级配，如果细颗粒含量太高，会影响加压过滤机的过滤效果，在实际生产中，随采煤机械化程度增高,导致塔山选煤厂煤泥中细颗粒含量逐渐增大，从而导致加压过滤机处理滞后,在耙式浓缩机4#耙架积聚,使得耙架放不下,从而形成煤墙,致使物料进不了中心搅拌。由于煤泥中极细粒级含量太高，使每台加压过滤机实际处理能力由正常时的75t/h降低到35t/h。通过调整分级旋流器上料压力而掺入粗颗粒，以期提高加压过滤机处理能力，滤饼厚度层有所改善，每台过滤机压煤泥板数由6～8板/15min,增大到10～11板/15min，但循环水中仍存在大量细颗粒。将加压过滤机使用的滤布由原来的120目换成80目，使滤布筛孔尺寸由0.125mm加大至0.180mm。滤饼厚度虽有所增加，但加压过滤机滤液中细颗增多。基于这种情况，最终决定采用加压过滤机和板框压滤机联合工艺流程。

与改造前工艺流程（图1）相比，改造后工艺流程（图2）具有以下优点：

（1）、采用加压过滤机和板框压滤机联合工艺可大大提高了选煤厂的煤泥处理能力，避免了煤泥积聚，处理滞后的现象。

（2）、增加了煤泥系统工艺的灵活性。当有跑粗事故发生时，为避免出现加压过滤机压主轴事故的发生，可单独使用板框压滤机处理煤泥；当对煤泥水分要求较高时，可单独使用加压过滤机处理煤泥，降低精煤水分。

（3）、采用加压过滤机和板框压滤机联合工艺，可有效降低细煤泥在循环水中的积聚，降低循环水的浓度。

图1  改造前煤泥处理流程图图         2  改造后加压过滤机和板框联合工艺流程图

为了增加煤泥处理量，把加压过滤机使用的滤布由原来的120网目换成80网目，即滤布滤网孔径由0.125mm加大至0.180mm,这样加压过滤机的处理量就有大幅度提高，但是也带来一个问题就是筛孔尺寸增大，加压过滤机产生的滤液中细颗粒多，沉降速度变慢，因此需要调整加药制度 。

3、加药制度的调整

 针对煤泥水不沉降的问题，塔山选煤厂对煤泥水进行了分析，通过多次煤泥水沉降试验，最后选定了一种方案，即先加聚合氯化铝凝聚剂（简称PAC，通常也称作聚铝，它是介于ALCL₃ 和AL(OH)₃ 之间的一种水溶性无机高分子聚合物，是一种颜色呈黄色或淡黄色、深褐色、深灰色树脂状固体，有较强的架桥吸咐性能，在水解过程中，伴随发生凝聚，吸附和沉淀等物理化学过程）对煤泥进行聚合，然后再使用聚丙烯酰胺（简称PAM，由丙烯酰胺单体聚合而成，是一种水溶性线型高分子物质为白色粉末，易溶于水，几乎不溶于苯，乙醚、酯类、丙酮等一般有机溶剂，其水溶液几近透明的粘稠液体，属非危险品，无毒、无腐蚀性，能使悬浮物质通过电中和与架桥吸附作用达到絮凝）对煤泥实现沉降，由此达到煤泥水快速沉降的目的。

在使用聚铝和聚丙烯酰胺做沉降试验时，取18组旋流器溢流做试验用煤泥水，观察到只加聚铝时，煤泥水中的细微颗粒迅速靠拢，沉降速度慢，而在此基础上添加聚丙烯酰胺，煤泥沉降速度加快，单个絮团增大，结合紧密，利于加压过滤机形成滤饼，澄清水水质好。当不加聚铝，只加聚丙烯酰胺时，沉降速度明显较前者慢，单个絮团较小，结合不够紧密，不利于加压过滤机的成饼，澄清水相对前者也稍差，并含有部分细微颗粒。

因此采取以下方案：在主洗车间五层处设搅拌桶，先将聚铝加入搅拌桶，搅拌达到规定浓度后，再加入旋流器溢流回浓缩池的管道内，原有加聚丙烯酰胺加药点不变。

调整加药制度后，煤泥沉降速度加快，沉降效果变好，循环水的浓度降低，对选煤厂的各个工艺环节产生了良好的促进作用。

4、改造效果

(1) 煤泥系统改造完成后，随着煤泥处理量的提高，选煤厂的系统也趋于正常，入洗量恢复到煤泥处理系统出现问题之前甚至略有增加，每年可增加近亿元的利润。

(2) 煤泥系统改造完成后，澄清水也变得非常清，大大降低了介质消耗，介耗由2kg/t煤降至1.5kg/t，按每月入洗原煤100万t，铁粉价格垵860元/t计算，每年可节约成本约500万元。

(3)煤泥系统改造后,选煤厂的生产逐渐趋于正常。与改进前相比,入洗量明显增加,改前日入洗量为50000吨左右，（煤泥较多时，日入选量仅30000吨），改后可配合矿井产量至日入洗60000吨。改造后，每月可多入洗原煤30万t，增加近百万元的利润。

(4) 改造后，浓缩机压耙、压大轴的次数大为减少,降低了事故率。从而节省了大量人力和物力。