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洗煤生产过程中的煤泥水处理研究深度剖析

放大字体  缩小字体 发布日期:2014-07-19  浏览次数:0
核心提示:中国煤泥水处理工艺虽得到了较快发展,但效果尚不理想,亟待改善。下面就洗煤生产过程中的煤泥水处理加以重点研究,以期提高洗煤生产综合效益。 煤泥水处理既是洗煤生产过程中最重要也是最复杂的环节,但其应用效果尚不理想,已然成为当下煤炭企业亟待攻关的难题。这就要求我们基于对其价值意义的正确认知,以及具体实践中的问题所在,积极寻求行之有效的改进和优化措施,以此通过煤泥水处理成效的改善,实现节能减排、保护环境、提高效益的预期目标。
 在洗煤生产过程中,不可避免地会产生煤泥水,若不加以妥善处理,影响煤炭生产质量和效益不说,也易污染周围环境,浪费大量资源,因此煤泥水处理历来是洗煤生产的关键环节之一。但就当下而言,中国煤泥水处理工艺虽得到了较快发展,但效果尚不理想,亟待改善。下面就洗煤生产过程中的煤泥水处理加以重点研究,以期提高洗煤生产综合效益。

煤泥水处理的意义

简单地讲,煤泥水处理一般是指处理煤炭在分选加工过程中产生的介质用水的工艺技术。因其所含煤泥的浓度、粒度、质量等不尽相同,如有的粗煤泥与精煤性质接近,有的煤泥粒度细、粘度大、灰分高,故其流量大、性质复杂等特点决定了煤泥水处理效果受煤泥水粒度分布、矿物构成、颗粒数量、密度大小、粘度、水的硬度以及pH值等一系列因素的影响,这无疑加大了处理难度,进而导致诸多煤泥水难以得到理想的沉降效果。如此一来,煤炭资源无法得到高效回收,精煤质量有所下降,加之含有残留药剂的循环水外排,不仅造成了水资源的大量浪费,更对周围环境带来了一定的污染。足以见得,洗煤生产过程中的煤泥水处理水平对煤炭生产的经济效益、社会效益、生态效益均有着不容忽视的影响,故提高煤泥水处理效率和质量势在必行。

煤泥水处理的发展现状

随着能源供需矛盾的不断升级,节能减排活动的深入开展,越来越多的专家学者、技术人员相继投入到煤泥水处理研究中,促使煤泥水处理工艺得到了快速发展,不可否认,其对处理效果起到了一定的促进作用,但因煤泥水处理影响因素较多,工艺流程相对复杂,致使实际结果与预期设想有着较大差距。

目前对煤泥水处理的研究重点侧重于絮凝处理技术,研究方向则集中在煤泥水的性质和构成,沉降速度与粒度的关系,煤泥水沉降数学模型的构建,药剂用量的确定等方面。但在具体实践中,絮凝剂自身存在一定的缺陷,如有机分子利用率低、难以溶解、有毒且价格较高;天然有机絮凝剂虽易溶解且价格低、来源广,但稳定性差,难以奏效等;同时对用于细粒度高灰煤泥水的絮凝剂研究较少,亟待加强;再如煤泥水处理流程中的直接浮选,虽有助于积聚细泥,改善可浮性,降低精煤灰分等,但入浮浓度较低,波动幅度较大,药剂消耗较多,用水要求较高;而浓缩浮选虽有助于浮选入料通过量与浓度的有效调节,但易降低分选较细物料的实际效果,破坏洗水系统平衡,并影响煤泥的可过滤性和沉降特性,故不足可取;此外部分煤泥水处理技术和系统还忽视了除颗粒以外的影响因素,致使出现成本高、效果差、资源浪费严重的问题,其中细粒度高灰煤泥水处理问题尤为突出,是制约选煤厂正常生产的关键所在。

洗煤生产过程中的煤泥水处理研究

由上可知,煤泥水处理意义重大,但其发展现状实在是令人堪忧,若想进一步提高煤泥水处理水平和效益,就必须切实做到:a)煤泥水性质可自动检测,药剂用量也可自动控制,以确保避免药剂浪费,污染周围环境;b)洗煤设备要满足生产需要,以确保煤泥可全部经机械回收;c)力争实现清水洗煤,以确保全部用于回收煤泥的洗水能够循环利用等。具体可参考下述几点建议。

配备合理的煤泥水处理设备

在煤泥水处理过程中,必然会涉及相应的机械设备,若设备高效可靠,自然有助于改善处理效果,因此煤泥水处理设备选择值得研究。如针对其中的浓缩设备,主要有下述几种可供选择。如由浓缩池、传动机构、耙架、给排料装置等构成的耙式浓缩机,可经给予入料促使大部分水流流向周边,而颗粒则在随水流流动的过程中在重力的作用下发生下沉,经连续沉降浓缩后,沉降物由底部排除,而澄清水则会从周边溢出;而结构形式与之类似的深锥浓缩机,则因60°左右的锥角,较大的高度直径比,形成更大的沉降面积,进而提升沉淀物浓度和溢流水洁度,故处理能力更胜一筹;再如斜管浓缩机可经均匀进入的入料促使煤泥水出现高效浓缩和成团,待形成大颗粒后快速沉降至浓缩池底部,进而借助锥角到达没泥坑,并在煤泥泵的作用下用于后续的脱水和回收,此时澄清水会经水槽进入循环水池以备循环利用,实践证明,其具有良好的浓缩效果。

选用高效的煤泥水处理技术

在煤泥水的实际处理中,往往离不开混凝技术,换句话说,涵盖了絮凝和凝聚方法的混凝技术是当下用于沉降细粒煤泥最广泛且有效的途径。

其中絮凝技术是指将合适的絮凝剂加入至煤泥水中,以促使絮凝剂与分散颗粒因发生理化反应而形成絮团颗粒而迅速沉降,进而澄清煤泥水,通常当颗粒表面处于半饱合覆盖状态时具有最佳的絮凝效果。如PAM(聚丙烯酰胺)这一絮凝剂,有着絮凝、过滤、增稠、增粘、沉降、净化等诸多功能,在入洗量较少、煤质条件较好的情况下使用阴离子型PAM效果显著;若煤泥水组成复杂,粘度和细粒浓度较大,且具有较高的灰分,建议结合使用阳离子与阴离子型PAM,以此加快煤泥沉淀速度,提高净化效果,但混凝剂种类的选择、用量的确定和时间的控制应视情况而定。此外凝聚技术在煤泥水处理中也较为常见,常见的凝聚剂有NaCl、Al2(SO4)3、FeCl3、石灰等,若其选用质优价廉,可使煤泥水起到事半功倍的沉降效果;但还是建议最好综合运用絮凝剂和凝聚剂的优点,以此进一步提高煤泥水处理效果。此外,磁处理技术利于加大煤泥水分散颗粒结合的几率,以此形成聚集粒团,加快沉降速度,故值得深入研究和实践。

改进煤泥水处理局部环节

其实在煤泥水处理中,实现煤泥厂内回收和洗水闭路循环才是主要目的,这就要求我们根据煤泥水的实际去向加以分析,以此寻找正确的切入点,对煤泥水处理的局部环节进行改进,以此为上述目的的实现提供一定的保障。

具体而言,煤泥水的浮性效果以及煤泥的循环系数分析有助于解决煤泥循环积聚这一问题,而常见的浮选方式主要包括浓缩、直接和半直接浮选,其中前两者各有利弊,存在一定的局限性,故建议综合利用两者的优点,对半直接浮选工艺加以改进,即将一部分煤泥水用于直接浮选,另一部分则用于循环水,以此提高实际操作的合理性和灵活性,并保证浮选入料和循环水浓度合适。但需要根据实际情况对煤泥水循环量予以科学设定。

优化煤泥水处理系统流程

鉴于煤泥水处理对洗煤生产和企业效益有着不可忽视的重要意义,以及受采煤机械化水平的提高和细粒度高灰煤泥水处理固有缺陷的影响,建议企业立足长远,结合实际,对煤泥水处理系统加以优化,以期在整体上提高煤泥水处理效果和效益。
煤泥水处理系统概述。已知,该系洗煤厂经优化重介系统后精煤产量得到了有效提升,但煤泥水处理系统却相对滞后,为精煤质量、煤炭回收率、水量平衡等带来了较大的影响,其中煤泥浓缩机浓缩效果相对理想,但脱泥降灰效果较差;中煤泥分级旋流器溢流中的灰分高达40%,-320#高达60%,可见难以有效处理高灰细泥,并为压滤煤泥量和油耗的增加埋下了隐患;同时高频振动筛能力不足,致使煤品综合回收率有所降低,此外,絮凝剂耗量增大,煤泥水外排量增多等问题也较为突出。显而易见,对该厂的煤泥水处理系统加以优化十分必要;

煤泥水处理系统优化。经全面分析和科学权衡后,对煤泥水处理系统作了下述优化设计(见图1),即基于原有的浓缩机对煤矸石、中煤等磁选尾矿作一段浓缩,配以沉降过滤离心机取代以往的高频振动筛,并将振动弧形筛用作预脱水装置,以此实现系统的简化和合理化。其中浓缩机的改进,可有效解决浓缩效用显著而脱泥降灰效率低下的缺陷,从而实现分级粒度的合理降低和溢流浓度的有效控制,进而利于粒度较细的分散颗粒能够最大限度地到达底流产品,为后续的脱水回收奠定基础;而具有产品水分低、处理能力强等特点的新型过滤离心机不仅可高效率地回收灰分低的粗泥,也可最大程度地回收细粒物料并使其与中煤混合,故经济效益良好;

煤泥水处理系统优化效果。经一段时间运作发现,优化后的煤泥水处理系统彰显了较为可观的经济效益和社会效益,据统计,该厂每月可多回收4000t以上的中煤,那么生产效益必然会大量增加;而浓缩机的改进,因增大了尾煤的沉降面积而降低了循环水的实际浓度,进而防止了煤泥的积聚恶化,既确保了系统的正常运转,也提高了精煤质量,降低了重介消耗;同时工艺环节的简化,不仅有效节约了能源和辅料资源,也扩大了煤泥水的处理能力,从而消除了煤泥水的外排问题。如此一来,循环水的质量和利用率得到了明显改善,既降低了水资源耗量,又避免了对周围环境的污染,还提高了企业经济效益。故该厂煤泥水处理系统的改善距离清水洗煤的理想目标越来越近,且与节能减排这一绿色经济发展要求相吻合,值得推广应用。

煤泥水处理既是洗煤生产过程中最重要也是最复杂的环节,但其应用效果尚不理想,已然成为当下煤炭企业亟待攻关的难题。这就要求我们基于对其价值意义的正确认知,以及具体实践中的问题所在,积极寻求行之有效的改进和优化措施,以此通过煤泥水处理成效的改善,实现节能减排、保护环境、提高效益的预期目标。
 
关键词: 煤泥水处理
 
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