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摘要：为进一步提高选煤厂煤泥水处理系统的稳定性及应用效果，晋华宫选煤厂通过技术研究，对选煤厂煤泥水处理系统在生产中主要存在的问题进行分析，并根据实际情况，对原煤泥水处理系统进行优化。应用效果表明，优化后大大提高了煤泥水处理能力，提升了产品煤质量，取得了显著成效。
关键词：选煤厂；煤泥水；问题分析；优化设计
1 引言
近年来，我国的选煤工业水平有了较大的提升，但相比于一些发达国家还存在着一定的差距。目前，我国的煤泥水处理技术还不够先进，一些相关的装备也不够齐全，因此，无法满足一些选煤厂低投资和低成本的需求。另外，一些小的选煤厂甚至没有实现洗水闭路循环。想要从根本上解决选煤厂外排煤泥水的问题，就应该不断提高煤泥水处理技术，不但需要将细粒煤脱水设备进行系列分类研究，还必须尽快开发出针对动力煤选煤厂的重力分选技术，加强对浮选技术和浓缩机方面的研究工作。
2 煤泥水处理现状
目前，国内洗煤厂的煤泥水沉降处理是添加絮凝剂和凝聚剂使煤泥沉降。但是国内各地的煤矿性质差异较大，煤泥水澄清循环的工艺和药剂制度有很大的不同，各地煤泥水澄清循环的效果也有很大的差异。煤泥沉降效果将影响循环水的澄清程度，进而直接影响选煤过程的生产指标。高泥化的煤泥水在各地洗煤厂处理效果很不稳定，煤泥的澄清循环主要存在以下问题：（1）煤泥沉降过程缓慢，导致单位沉降效率低下。（2）循环系统中微细粒煤泥含量高使水质的黏度高，影响整个洗选工艺的效果。（3）絮凝剂和凝聚剂的消耗大。（4）煤泥水澄清系统配置的沉降池或浓密机等占地面积大，有悖于我国的耕地保护与环境保护政策。总的来说，国内的煤泥澄清循环处理工艺不能满足国内现有的煤泥水澄清处理生产要求，同时也与选煤绿色技术和清洁煤炭生产与利用的要求相违背。近几年，大量的研究学者探索了煤泥水的新技术新方案，对煤泥水澄清循环有了新的探索。
3 煤泥水系统优化改造
案例分析：本文以某厂为例，该选煤厂设计选煤能力为5.5Mt/a，选煤方法为150～25mm块煤采用重介浅槽分选机分选；25～1.5mm末煤采用重介旋流器分选；1.5～0.2mm粗煤泥采用TBS分选机分选；0.2～0mm细煤泥采用压滤机脱水回收。该系统于2016年5月投入生产以来，结合市场对产品的需求不断作出调整，同时对各工艺流程不断改造，该方法足以能够保证选煤厂产品质量的稳定。然而，至三盘区进入回采作业后，加入选煤厂的原煤灰分和产量的不断增大，原洗煤装置已经不能满足现在的生产需求。
3.1 处理系统优化
1）为减少矸石泥对煤泥水处理系统的影响，现决定安装沙石分离装置对高频筛筛下的矸石泥进行初步处理，沙石分离装置主要由上轴承座、溢流槽、下轴承座、U型槽、驱动装置、导流板、水箱等部分组成。矸石泥进入设备箱体后，块状较大的矸石会迅速沉淀在U型槽底，并进行排除，煤泥水则从溢流槽排除，实现矸石泥排除目的。2）根据现场检测数据有所发现，9号煤与12号煤以1：4的混合煤在洗煤后，煤泥中直径为0.2～0.08mm的煤泥含量达62.7%，针对这种情况可安装精细煤泥多级过滤装置，可以将0.2～0.08mm粒级的煤泥提前进行回收，从而降低浓缩池的入料浓度及压滤煤泥量。3）为提高粗煤泥处理能力，可在煤泥回收前安装三台煤泥离心机，将原来的末煤浓缩分级旋流器溢流增加二次浓缩旋流分级，二次浓缩分级旋流器底流在经离心机进行脱水。4）为进一步利用煤泥水，在选煤厂煤泥水排水处安装一台自动干燥压虑机，改变传统流程使煤泥水实现脱水、洗涤、压榨、干燥一体化流程。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆物料进入搅拌桶后分别进行过滤、压榨脱水、穿流吹风、反风、“热间歇泉”干燥、真空干燥、卸料合拢等工序，从而进一步提高煤泥水的处理能力及自动化水平。
3.2 煤泥水分选设备研究
1）静态旋流微泡浮选柱。目前，我国的选煤厂选用的煤泥浮选设备有2种：第一，机械搅拌式浮选机，这种浮选机属于传统式；第二，旋流微泡浮选柱（床），这种是新型的设备。相比于传统的浮选机，这种浮选设备有以下几种优势：选择性好，分选出的煤质量比较高；有较强的适应性，无论是什么煤种、粒度、浓度、可浮性等，都可以进行分选；耗电少；运行稳定；设备大型化与系列化；配套系统完善。2）干扰床分选机。干扰床分选机的原理有2点：第一，干扰沉降原理；第二，流体力学二次流原理。它主要利用原料的密度差异，在上升过程中搅动水流来达到物料分开的目的，成功分离了煤和岩石。3）螺旋分选机。这种分选机在国内外的应用非常广泛，这主要源于它的独特优势：分选精度非常高，分选下限却很低，而且灵活性较强；占地面积较小，处理效率高无需药剂和介质，入料时也不需要借助外部压力；操作简单，安全系数高，维修几率比较低。综合分析，干扰床分选机和螺旋分选机分选粒度有限，煤质不均匀对分选精度影响较大。需开发出更先进的煤泥分选设备，分选下限更低，精度更高，提高煤泥水系统的处理能力，降低进入浓缩系统的细煤泥量。
3.3 电场辅助沉降
电场辅助沉降通常分为电泳沉降和电絮凝沉降。电泳沉降的主要原理是在通电情况下，带负电的煤泥颗粒在电场力的作用下向阳极作电泳运动，加快煤泥颗粒的沉降速度，从而提高沉降效果。通过对电泳沉降的研究，发现它可以减少矿泥沉降后的含水率，同时沉降后的矿泥更加密实，沉降速度和沉降效果更加显著。它是在直流电场中通电，使阳极的铝片或铁片溶解成+3价的铝离子和铁离子，煤泥颗粒通过带电离子的作用改变电性，在溶液中更易吸附絮凝剂，生成煤泥絮团。煤泥处理过程中通过铝盐和铁盐在水解过程中产生的带正电离子来中和煤泥表面的负电荷，降低表面电位，增大矿物颗粒的碰撞，形成絮凝体；经过电絮凝沉淀技术后，絮凝剂通过链状吸附、桥架连接或网状链接吸附等使煤泥团聚，增大体积。也有学者通过研究表明，在电絮凝过程中，控制矿浆的pH或调整矿浆水的硬度可以使絮凝沉降效果更显著。通过采用电絮凝可以消除煤泥表面的电荷，减少煤泥絮凝沉降时间，提高循环水的生产效率。电场辅助沉降技术与传统的煤泥水沉降相比，可以节省大面积的设备占地，节约大量的絮凝剂药剂，节约煤泥水的处理成本。但是在电场辅助沉降处理煤泥水过程中需要外加电场，耗电量较高，同时需要电力的设备防护等装置。在电絮凝沉降过程中，需要较高的直流电处理煤泥水，会带来用电隐患。
4 结束语
煤泥水系统进行升级改造后，提高了洗煤厂的生产能力，降低了选煤厂设备故障率，保证了洗煤系统的稳定性。由于将煤泥按照粒级等级进行分类，完全充分发挥了筛网沉降离心机的优势，生产出的煤泥处于松散状态，可以将煤泥掺配量大大提升，增加了洗煤厂的客户需求量与经济收入。
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论文作者:万光显
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年14期
论文发表时间:2019/10/16
标签：泥水论文; 选煤厂论文; 絮凝论文; 选煤论文; 系统论文; 电场论文; 洗煤厂论文; 《建筑学研究前沿》2019年14期论文;