雙鴨山選煤廠跳汰工藝改造設(shè)計

1、雙鴨山選煤廠跳汰工藝改造設(shè)計李凈儒（黑龍江科技大學礦業(yè)工程學院礦加11-2班 黑龍江 哈爾濱150027 ）摘 要：根據(jù)中國一些選煤廠煤泥水處理系統(tǒng)工藝流程的應用和技術(shù)改造情況,對中國選煤廠所使用的幾種煤泥水處理工藝流程的流程結(jié)構(gòu)、流程的優(yōu)袂點、適應條件及處理效果進行了分析和論述。同時，分析了引起選煤廠謀泥含量增加和循環(huán)水濃度升高的原因，以便選煤廠根據(jù)具體原因進行煤泥水處理系統(tǒng)藝流程的選擇，并進行技術(shù)改造。關(guān)健詞：煤泥；水處理；工藝流程；浮選Analyses of slime water treatment process designAbstract:The paper mainly dis

2、cussed and an alyzed on slime-water,treatme nt tech no logicalprocess to be applied in Chi na, The paper prese ntsthat structure,advantageous and shortcoming ,and applicationconditionsof these slime-water treatme nt tech no logicalprocess in order toapplicati on and inno vatio n of slime-water treat

3、me nt tech niq ues in some coal preparation plants in China, In the some times, the paper analyzed reasons to results in slime quantity increasing and higher concentration of circulati on water, Coal preparatio n pla nts will take reas on ably choice and inno vati on of slime-water treatme nt tech n

4、o logical process in accord ing to characteristics of slime.Keywords: slime; water treatment; process; flotation.1引言隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展和環(huán)保要求越來越嚴格，各個行業(yè)對煤炭產(chǎn)品質(zhì)量的要 求也在不斷地提高，這就使得選煤廠煤泥水處理作業(yè)顯得越來越重要。實踐證明, 煤泥水處理系統(tǒng)是濕法選煤生產(chǎn)中的一個非常重要的環(huán)節(jié)，煤泥水處理效果的 好壞直接影響選煤廠整個生產(chǎn)工藝流程分選效果的好壞。同時，煤泥水處理系統(tǒng)也是選煤廠實現(xiàn)“煤泥廠內(nèi)回收、洗水閉路循環(huán)”的一個重要措施。因此，根據(jù)原煤煤質(zhì)特性和煤

5、泥性質(zhì)，如何選擇合理的煤泥水處理工藝流程，是選煤廠 設(shè)計及老廠改造的根本任務。煤泥水是指煤炭在分選加工過程中所產(chǎn)生的介質(zhì)用水，是煤礦濕法洗煤加工 工藝的工業(yè)尾水，其中含有大量的煤泥和泥砂，給礦區(qū)附近的環(huán)境造成了嚴重的 污染，煤泥水已是煤炭工業(yè)的主要污染源之一，越來越受到人們的重視。煤泥水 處理和煤炭的洗選加工密切相關(guān)，隨著對選煤產(chǎn)品的要求愈加嚴格、 選煤工藝的愈加復雜、選煤廠的大型化愈加明顯以及水資源的愈加珍貴和環(huán)境保護標準的愈 加苛刻，煤泥水處理已經(jīng)變成了整個選煤工藝中涉及面最廣、投資最大、最復雜、最難管理的工藝環(huán)節(jié)。煤泥水特別穩(wěn)定，懸浮物濃度和COD濃度都很高，而且顆粒表面帶有較強的負電荷

6、，靜置幾個月也不會自然沉降，因此處理非常困難，煤 泥水必須實現(xiàn)廠內(nèi)循環(huán)再利用。煤礦煤泥水的直接排放，不僅嚴重地污染了周圍 的環(huán)境，而且還會造成大量煤泥的流失。如果煤泥水經(jīng)適當處理后回用于洗煤， 不僅解決了環(huán)境污染問題，而且還會為企業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟效益， 其中包括回收 煤泥所得和節(jié)省洗煤用水的水費和免交的排污費由于中國過去對環(huán)保要求的不嚴格，選煤廠在設(shè)計及建設(shè)中對煤泥水處理系 統(tǒng)重視的不夠，使許多選煤廠投產(chǎn)后，煤泥水處理系統(tǒng)工藝流程問題嚴重，循環(huán) 水濃度高，嚴重影響選煤廠生產(chǎn)工藝的正常進行。 所以，選煤廠煤泥水處理系統(tǒng) 的技術(shù)改造越來越頻繁，越來越完善。因此掌握和了解各種煤泥水處理工藝流程 及其

7、適應條件是非常重要的。下面主要對原煤中煤泥含量增加煤泥水處理工藝流 程和浮選流程結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點及適應條件等內(nèi)容進行論述，為選煤廠煤泥水技術(shù) 改造提供一點參考。2煤泥水處理工藝流程分析目前國內(nèi)外常用的煤泥水處理工藝概括起來有 3種流程：濃縮浮選、直接浮 選、半直接浮選流程。3種工藝流程各有所長，中國使用直接浮選工藝流程的選 煤廠越來越多，許多老選煤廠在煤泥水系統(tǒng)改造中采用直接浮選來代替濃縮浮 選。同時，中國選煤廠根據(jù)煤質(zhì)的變化和選煤廠實際出現(xiàn)的問題 ，在改造過程中, 結(jié)合不同處理工藝的特點提出了分級浮選處理流程。2.1濃縮浮選流程濃縮浮選流程，是指全部煤泥水進入濃縮機，經(jīng)濃縮后，溢流作為選煤用 循

8、環(huán)水，底流進入浮選作業(yè)，如圖1所示。這種流程的特點是濃縮機底流濃度較 高,在30 一40glL之間,在煤漿處理裝置中用清水稀釋到10 20g/L再進入浮 選,所以浮選濃度較高粒度較粗。溢流煤漿預處理裝膏循環(huán)水圖1加編浮透就程該流程的特點：80年代以前，中國選煤廠基本上使用濃縮浮選流程。有的選 煤廠處理效果較好有的選煤廠濃縮機溢流濃度偏高，洗水質(zhì)量差，必須補加清 水，外排煤泥來降低循環(huán)水濃度，造成環(huán)境污染資源浪費。其原因是對濃縮浮選 流程的特點及適應條件認識的不夠充分。通過實踐證明，濃縮浮選適應于煤質(zhì)變 化大而頻繁，細泥含量少，煤泥不易泥化的選煤廠。該流程的優(yōu)點：這種流程因采用容量很大的濃縮機作

9、為一個緩沖設(shè)備，提高了 入浮物料的穩(wěn)定性，能有效降低煤泥水輸入量對浮選人料濃度的影響，濃縮系 統(tǒng)抗干擾能力強?？商岣吒∵x濃度。該流程的缺點：大量細泥集聚在洗水系統(tǒng)中循環(huán)，不能外排，造成循環(huán)水濃度 高，常達到10 一2 0 g/ L , 不僅影響重選的分選也影響浮選效果；因循環(huán)水濃 度高，撈坑跑粗；細粒浮選速度快，在浮選機第一、二槽浮起，此時槽內(nèi)礦漿濃 度高，選擇性差；粗粒浮起慢，常常損失于尾礦中。另外，為了降低洗水濃度， 須增加向系統(tǒng)中的補加清水量，從而導致洗水不平衡，外排煤泥水，造成煤泥 流失，污染環(huán)境2.2直接浮選流程直接浮選流程，是指全部煤泥水，不經(jīng)濃縮機濃縮，通過緩沖池后，直接進浮 選

10、，浮選尾煤進濃縮機，在濃縮機中添加絮凝劑或有足夠的沉淀面積，所得清 凈的溢流作循環(huán)水使用。底流用壓濾機脫水，實現(xiàn)廠內(nèi)煤泥水閉路循環(huán)，如圖2 所示。溢流煤漿預處理裝置精煤尾煤濃編機底流循環(huán)水圖2接浮選流理該流程克服了濃縮浮選的缺點。近年來，在國內(nèi)外得到了廣泛地應用。中國新設(shè) 計的煉焦煤選煤廠多采用直接浮選流程。一些老選煤廠如田莊選煤廠、邢臺選煤 廠的煤泥水處理系統(tǒng)工藝流程也由濃縮浮選流程改為直接浮選流程，實現(xiàn)了洗 水閉路該流程的優(yōu)點：流程簡化，作業(yè)環(huán)節(jié)減少，取消了大面積濃縮設(shè)備，減少了廠 房面積，降低了基建投資和生產(chǎn)成本；浮選人料均勻，消除“跑粗”現(xiàn)象；浮 選濃度降低，適于細粒浮選，提高了煤泥水

11、的選擇性；直接浮選縮短了煤泥水 在水中的浸泡時間，改善了煤粒表面疏水性，提高煤泥的可浮性，縮短了浮選 時間；消除了細泥循環(huán)，降低了循環(huán)水濃度，由原來的100 一 150g/L降低到1g/L左右，減少了清水用量，改善了選煤粒度下限，提高精煤產(chǎn)率；減輕了泥 化現(xiàn)象該流程的缺點：直接浮選雖然有上述優(yōu)點，很受青睞，但仍有一些不足。入人 料濃度偏低,如不能保證合適的入浮濃度(80 一 10 g /L ),就要增加藥劑消耗； 需要設(shè)置適當容量的緩沖池，來穩(wěn)定浮選操作；直接浮選因相對于濃縮浮選濃 度偏低，故需要處理能力大的浮選機；浮選尾煤必須澄清，因此必須要加絮凝 劑或凝聚劑。該流程的特點：關(guān)鍵在于綜合掌握

12、該流程的適應條件。該流程適于煤泥含量大， 尤其是細泥含量大的選煤廠，浮選尾煤采用壓濾機脫水。但這種工藝極不適應極 細泥質(zhì)的分離與浮選。如杏花選煤廠由于入選原煤中細顆粒含量大殲石遇水極易 泥化，在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了大量的高灰細泥，資料報道 浮選人料中小于0. 07 4 m m勺細顆粒占人料的81.07 % ,致使選煤廠根據(jù)杏化選煤廠煤質(zhì)、水質(zhì)的特殊 性，改進煤泥水處理2.3半直接浮選流程半直接浮選流程是介于上述兩者之間的流程，溢流水一部分進入濃縮機，一部 分直接進人浮選作業(yè)。該流程比較靈活，適用于煤質(zhì)變化大的選煤廠，一般在選 煤工藝流程中有主再選作業(yè)的選煤廠中考慮，一般主洗撈坑的滋流有較高濃度 直

13、接作為浮選入料，再洗撈坑滋流因煤泥含量少，濃度較低直接作為循環(huán)水使 用。該流程目前主要用于濃縮浮選流程的老選煤廠改造 ，一方面減少了細泥的惡 性集聚，另一方面可保證循環(huán)水正常循環(huán)，對主洗循環(huán)水不產(chǎn)生負面影響。如蘆 嶺選煤廠根據(jù)其煤質(zhì)的變化和煤泥水處理系統(tǒng)存在的問題 ，由原來的直接浮選 改為部分脫泥浮選是較好解決煤泥水處理系統(tǒng)存在問題的有效途徑。3浮選流程結(jié)構(gòu)浮選流程是保證煤泥水浮選獲得理想的技術(shù)經(jīng)濟指標的重要條件流程結(jié)構(gòu)的 確定取決于原煤的性質(zhì)，以及對產(chǎn)品的質(zhì)量要求3.1 一段浮選流程一段浮選流程結(jié)構(gòu)如圖3所示，該流程結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、處理量大。適用于 分選可浮性好或?qū)嘿|(zhì)量要求不太嚴格的

14、煤泥。入料靖煤尾煤圖3 一段浮選流程結(jié)構(gòu)3.2兩段開路浮選流程兩段浮選流程結(jié)構(gòu)如圖4所示，該流程是把在浮選機后幾室灰分較高的泡沫產(chǎn)品 作為最終中煤?？傻玫捷^低灰分的精煤和可廢棄的高灰分尾煤，而浮選精煤產(chǎn)率 有所降低。當中煤基本上是煤和研石的連生體時，采用這樣的流程是合適的。但 由于需要一套浮選中煤脫水回收等設(shè)備使全廠的生產(chǎn)系統(tǒng)復雜化入料精煤掃選中煤尾饃圖4兩段浮選流程3.3中煤返回再選的浮選流程結(jié)構(gòu)中煤返回再選的浮選流程結(jié)構(gòu)如圖5所示。該流程的目的是提高浮選精煤產(chǎn)率。 返回量主要取決于中煤和入料的灰分，兩者相近時才是合理的。當中煤和研石基 本上是單體解離時，采用此流程才有意義。此流程適于可浮性

15、中等的煤泥，對煤質(zhì)變化有較強的適應性。但由于中煤返回形 成循環(huán)負荷，使操作復雜，并降低浮選機的處理能力。入料圖5中煤返回再選的浮選流程結(jié)構(gòu)3.4 一次精選的浮選流程粗選精煤全部精選的流程結(jié)構(gòu)如圖6所示入料粗選粗選尾煤精選粕煤 精選尾煤圖6 粗選精煤全部精選的浮選流程當粗選精煤達到最終精煤合格指標時，也可采用部分粗選精煤精選的浮選流程 結(jié)構(gòu)，即分支浮選流程結(jié)構(gòu)，如圖7所示。入料精選尾煤精煤圖7部分精煤精選的浮選流程結(jié)構(gòu)精選流程結(jié)構(gòu)復雜，浮選機處理能力低，只有當分選可浮性差的煤泥或生產(chǎn)低 灰分精煤時才米用。精選一般米用較低的煤漿濃度，粗選精煤經(jīng)過一次精選，灰 分可降低1% 一2.5 %,如趙各莊選

16、煤廠因煤泥可浮性變差，1999年為了改善浮選 效果，提高浮選精煤的回收率，把浮選流程由粗選流程改為粗選、精選和分支浮 選任意可調(diào)流程，浮選精煤產(chǎn)率由改造前的59.29%提高到改造后的72.35%4原煤中煤泥含量增加的原因原煤中煤泥含量增加的原因主要有以下 2個方面：(I)原煤煤質(zhì)的變化：許多選煤廠由于現(xiàn)在處理的原煤煤質(zhì)與原設(shè)計生產(chǎn)的原 煤煤質(zhì)有所不同，尤其是礦區(qū)型(中央)選煤廠這種現(xiàn)象更加明顯。(2) 采煤方法的變化 : 隨著機械化采煤程度的不斷提高 , 原煤中煤泥含量逐漸 提高 , 如田莊選煤廠入選原煤中煤泥含量比原設(shè)計增加 10% 以上。5 循環(huán)水濃度升高的原因選煤過程是一個復雜的系統(tǒng)過程

17、 , 在一個完整的洗選過程中 , 每個作業(yè)環(huán)節(jié)對 次生煤泥的產(chǎn)生都有影響。 所以 , 引起選煤廠循環(huán)水濃度升高的原因既有原煤煤 質(zhì)方面的原因也有選煤工藝流程本身的原因?？偨Y(jié)起來 , 主要有以下幾個方面 : (l) 煤質(zhì)的變化 , 粒度組成的變化 : 原煤中煤泥含量增加 , 尤其是細泥含量的 增加 , 另外還有洗選過程中因工藝配置的不盡合理而產(chǎn)生的次生泥化現(xiàn)象 ; 如 老屋基選煤廠因破碎環(huán)節(jié)而產(chǎn)生的次生煤泥量達 3.05%, 并且殲石泥化嚴重 , 加 重了煤泥水處理系統(tǒng)的負擔 , 通過改造破碎環(huán)節(jié)和采用高效的分選工藝 , 濃縮 機溢流濃度由 250g/L 左右降到了 12g/L(2) 分選工藝系

18、統(tǒng) : 一是帶有預先篩分作業(yè)的選煤工藝 , 篩分效果不好 , 致使 塊煤分選系統(tǒng)的循環(huán)水濃度偏高 ; 二是分級效果差 , 沉降作業(yè)面積不足 , 導致 循環(huán)水濃度偏高 , 如陽泉煤業(yè)公司選煤廠因分級設(shè)備效率低 , 大量粉煤進人跳 汰系統(tǒng) , 導致煤泥水處理系統(tǒng)不堪重負 , 致使循環(huán)水濃度常在 300g/L, 通過煤 泥水系統(tǒng)的改造后洗水濃度由 300g/L 降到 200g/L. 三是浮選效果不佳 ; 四是脫 水作業(yè)的配置 ; 還有就是煤泥水處理工藝流程的完善程度。(3 ) 分級、濃縮脫水及浮選設(shè)備的選擇 : 尤其是濃縮和浮選產(chǎn)品脫水設(shè)備 , 它 是影響循環(huán)水濃度的重要因素之一 ; 如屯蘭礦選煤廠在進行煤泥水技術(shù)改造前 就是因為濃縮