双鸭山选煤厂跳汰工艺改造设计

双鸭山选煤厂跳汰工艺改造设计

李净儒

（黑龙江科技大学矿业工程学院矿加11-2班 黑龙江 哈尔滨 150027）

摘 要：根据中国一些选煤厂煤泥水处理系统工艺流程的应用和技术改造情况, 对中国选煤厂所使用的几种煤泥水处理工艺流程的流程结构、流程的优袂点、适应条件及处理效果进行了分析和论述。同时, 分析了引起选煤厂谋泥含量增加和循环水浓度升高的原因, 以便选煤厂根据具体原因进行煤泥水处理系统艺流程的选择, 并进行技术改造。

关健词: 煤泥; 水处理; 工艺流程; 浮选

Analyses of slime water treatment process design Abstract: The paper mainly discussed and analyzed on slime-water,

treatment technological process to be applied in China, The paper presents that structure, advantageous and shortcoming ,and application conditions of these slime-water treatment technological process in order to application and innovation of slime-water treatment techniques 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 circulation water, Coal preparation plants will take reasonably choice and innovation of slime-water treatment technological process in according to characteristics of slime.

Keywords: slime; water treatment; process; flotation.

1 引言

随着经济的不断发展和环保要求越来越严格, 各个行业对煤炭产品质量的要求也在不断地提高, 这就使得选煤厂煤泥水处理作业显得越来越重要。实践证明, 煤泥水处理系统是湿法选煤生产中的一个非常重要的环节, 煤泥水处理效果的好坏直接影响选煤厂整个生产工艺流程分选效果的好坏。同时, 煤泥水处理系统也是选煤厂实现“ 煤泥厂内回收、洗水闭路循环” 的一个重要措施。因此, 根据原煤煤质特性和煤泥性质, 如何选择合理的煤泥水处理工艺流程, 是选煤厂设计及老厂改造的根本任务。

煤泥水是指煤炭在分选加工过程中所产生的介质用水,是煤矿湿法洗煤加工工艺的工业尾水，其中含有大量的煤泥和泥砂，给矿区附近的环境造成了严重的污染，煤泥水已是煤炭工业的主要污染源之一，越来越受到人们的重视。煤泥水处理和煤炭的洗选加工密切相关，随着对选煤产品的要求愈加严格、选煤工艺的愈加复杂、选煤厂的大型化愈加明显以及水资源的愈加珍贵和环境保护标准的愈加苛刻，煤泥水处理已经变成了整个选煤工艺中涉及面最广、投资最大、最复杂、最难管理的工艺环节。煤泥水特别稳定，悬浮物浓度和COD 浓度都很高，而且颗

粒表面带有较强的负电荷，静置几个月也不会自然沉降，因此处理非常困难，煤泥水必须实现厂内循环再利用。煤矿煤泥水的直接排放，不仅严重地污染了周围的环境，而且还会造成大量煤泥的流失。如果煤泥水经适当处理后回用于洗煤，不仅解决了环境污染问题，而且还会为企业带来显著的经济效益，其中包括回收煤泥所得和节省洗煤用水的水费和免交的排污费

由于中国过去对环保要求的不严格, 选煤厂在设计及建设中对煤泥水处理系统重视的不够,使许多选煤厂投产后, 煤泥水处理系统工艺流程问题严重, 循环水浓度高, 严重影响选煤厂生产工艺的正常进行。所以, 选煤厂煤泥水处理系统的技术改造越来越频繁, 越来越完善。因此掌握和了解各种煤泥水处理工艺流程及其适应条件是非常重要的。下面主要对原煤中煤泥含量增加煤泥水处理工艺流程和浮选流程结构的优缺点及适应条件等内容进行论述, 为选煤厂煤泥水技术改造提供一点参考。

2 煤泥水处理工艺流程分析

目前国内外常用的煤泥水处理工艺概括起来有3 种流程: 浓缩浮选、直接浮选、半直接浮选流程。3 种工艺流程各有所长, 中国使用直接浮选工艺流程的选煤厂越来越多, 许多老选煤厂在煤泥水系统改造中采用直接浮选来代替浓缩浮选。同时, 中国选煤厂根据煤质的变化和选煤厂实际出现的问题, 在改造过程中, 结合不同处理工艺的特点提出了分级浮选处理流程。

2.1浓缩浮选流程

浓缩浮选流程, 是指全部煤泥水进入浓缩机, 经浓缩后, 溢流作为选煤用循环水, 底流进入浮选作业, 如图1 所示。这种流程的特点是浓缩机底流浓度较高, 在30 一40glL 之间, 在煤浆处理装置中用清水稀释到10一20g/L 再进入浮选,所以浮选浓度较高粒度较粗。

该流程的特点：80 年代以前, 中国选煤厂基本上使用浓缩浮选流程。有的选煤厂处理效果较好有的选煤厂浓缩机溢流浓度偏高, 洗水质量差, 必须补加清

水, 外排煤泥来降低循环水浓度, 造成环境污染资源浪费。其原因是对浓缩浮选流程的特点及适应条件认识的不够充分。通过实践证明, 浓缩浮选适应于煤质变化大而频繁, 细泥含量少, 煤泥不易泥化的选煤厂。

该流程的优点: 这种流程因采用容量很大的浓缩机作为一个缓冲设备, 提高了入浮物料的稳定性, 能有效降低煤泥水输入量对浮选人料浓度的影响, 浓缩系统抗干扰能力强。可提高浮选浓度。

该流程的缺点: 大量细泥集聚在洗水系统中循环, 不能外排, 造成循环水浓度高, 常达到10 一2 0 g/ L , 不仅影响重选的分选也影响浮选效果; 因循环水浓度高, 捞坑跑粗; 细粒浮选速度快, 在浮选机第一、二槽浮起, 此时槽内矿浆浓度高, 选择性差; 粗粒浮起慢, 常常损失于尾矿中。另外, 为了降低洗水浓度, 须增加向系统中的补加清水量, 从而导致洗水不平衡, 外排煤泥水, 造成煤泥流失, 污染环境

2.2直接浮选流程

直接浮选流程, 是指全部煤泥水, 不经浓缩机浓缩, 通过缓冲池后, 直接进浮选, 浮选尾煤进浓缩机, 在浓缩机中添加絮凝剂或有足够的沉淀面积, 所得清净的溢流作循环水使用。底流用压滤机脱水, 实现厂内煤泥水闭路循环, 如图2 所示。

该流程克服了浓缩浮选的缺点。近年来, 在国内外得到了广泛地应用。中国新设计的炼焦煤选煤厂多采用直接浮选流程。一些老选煤厂如田庄选煤厂、邢台选煤厂的煤泥水处理系统工艺流程也由浓缩浮选流程改为直接浮选流程, 实现了洗水闭路

该流程的优点: 流程简化, 作业环节减少, 取消了大面积浓缩设备, 减少了厂房面积, 降低了基建投资和生产成本; 浮选人料均匀, 消除“ 跑粗” 现象; 浮选浓度降低, 适于细粒浮选, 提高了煤泥水的选择性; 直接浮选缩短了煤泥水在水中的浸泡时间, 改善了煤粒表面疏水性, 提高煤泥的可浮性, 缩短了浮选

时间; 消除了细泥循环, 降低了循环水浓度, 由原来的100 一150g/L 降低到1g/L 左右, 减少了清水用量, 改善了选煤粒度下限, 提高精煤产率; 减轻了泥化现象

该流程的缺点: 直接浮选虽然有上述优点,很受青睐, 但仍有一些不足。入人料浓度偏低, 如不能保证合适的入浮浓度(80 一10 g /L ), 就要增加药剂消耗; 需要设置适当容量的缓冲池, 来稳定浮选操作; 直接浮选因相对于浓缩浮选浓度偏低, 故需要处理能力大的浮选机; 浮选尾煤必须澄清, 因此必须要加絮凝剂或凝聚剂。

该流程的特点： 关键在于综合掌握该流程的适应条件。该流程适于煤泥含量大, 尤其是细泥含量大的选煤厂, 浮选尾煤采用压滤机脱水。但这种工艺极不适应极细泥质的分离与浮选。如杏花选煤厂由于入选原煤中细颗粒含量大歼石遇水极易泥化, 在生产过程中产生了大量的高灰细泥, 资料报道 浮选人料中小于0. 07 4 m m的细颗粒占人料的81.07 % , 致使选煤厂根据杏化选煤厂煤质、水质的特殊性, 改进煤泥水处理

2.3半直接浮选流程

半直接浮选流程是介于上述两者之间的流程, 溢流水一部分进入浓缩机, 一部分直接进人浮选作业。该流程比较灵活, 适用于煤质变化大的选煤厂, 一般在选煤工艺流程中有主再选作业的选煤厂中考虑, 一般主洗捞坑的滋流有较高浓度直接作为浮选入料, 再洗捞坑滋流因煤泥含量少, 浓度较低直接作为循环水使用。该流程目前主要用于浓缩浮选流程的老选煤厂改造, 一方面减少了细泥的恶性集聚, 另一方面可保证循环水正常循环, 对主洗循环水不产生负面影响。如芦岭选煤厂根据其煤质的变化和煤泥水处理系统存在的问题, 由原来的直接浮选改为部分脱泥浮选是较好解决煤泥水处理系统存在问题的有效途径。 3浮选流程结构

浮选流程是保证煤泥水浮选获得理想的技术经济指标的重要条件流程结构的确定取决于原煤的性质, 以及对产品的质量要求

3.1一段浮选流程

一段浮选流程结构如图3所示, 该流程结构简单、操作方便、处理量大。适用于分选可浮性好或对精煤质量要求不太严格的煤泥。

图3 一段浮选流程结构

3.2两段开路浮选流程

两段浮选流程结构如图4所示, 该流程是把在浮选机后几室灰分较高的泡沫产品作为最终中煤。可得到较低灰分的精煤和可废弃的高灰分尾煤, 而浮选精煤产率有所降低。当中煤基本上是煤和研石的连生体时, 采用这样的流程是合适的。但由于需要一套浮选中煤脱水回收等设备.使全厂的生产系统复杂化.

图4 两段浮选流程

3.3中煤返回再选的浮选流程结构

中煤返回再选的浮选流程结构如图5 所示。该流程的目的是提高浮选精煤产率。返回量主要取决于中煤和入料的灰分, 两者相近时才是合理的。当中煤和研石基本上是单体解离时, 采用此流程才有意义。

此流程适于可浮性中等的煤泥, 对煤质变化有较强的适应性。但由于中煤返回形成循环负荷, 使操作复杂, 并降低浮选机的处理能力。

图5 中煤返回再选的浮选流程结构

3.4 一次精选的浮选流程

粗选精煤全部精选的流程结构如图6 所示