煤泥回收工艺（精选7篇）
煤泥回收工艺 篇1
1涡北选煤厂概况
淮北矿业集团有限公司涡北选煤厂是一座大型中心型炼焦煤选煤厂,设计处理能力为12. 0 Mt / a。工程分两期建设,一期规模为6. 0 Mt / a, 采用不脱泥无压给料三产品重介质旋流器主选、 煤泥浮选、尾煤压滤的联合工艺流程。一期工程包括两个系统,设计上两系统中各环节所采用的对应设备和工艺相同,其中粗煤泥系统均采用传统煤泥弧形筛 + 高频筛 + 煤泥离心机的回收工艺。为了提高资源利用率,寻求效益最大化,对粗煤泥回收系统进行了优化与改造。
2粗煤泥回收工艺理论分析
粗煤泥是介于重介质分选下限和浮选分选上限之间的煤泥。对粗煤泥回收工艺的选择,直接影响浮选作业的入料量以及粗精煤的数质量。
为了探索最佳的粗精煤回收工艺,确定1号和2号系统粗精煤回收工艺流程如图1和图2所示。从图中可以看出,2号系统煤泥弧形筛和高频筛[1,2]筛下的煤泥水一起进入浮选系统回收, 煤泥离心机离心液返回精煤泥桶; 1号系统只有煤泥弧形筛筛下煤泥水进入浮选系统,高频筛筛下煤泥水和煤泥离心机离心液返回精煤泥桶[3]。
为了验证两系统的优劣,首先从理论上分析粗精煤产率及浮选入料量,再进行试验验证。
设入料产率 γ'0= γ0= 100% ,1号系统和2号系统的溢流返回量占各自入料的比例分别为 Δ'、Δ,弧形筛筛上物占弧形筛入料比例为x, 高频筛筛上物占高频筛入料比例为y,则:
根据数量平衡原则,可以得到式 ( 2) 和式 ( 3) :
很显然,γ'3< γ8,γ'6> γ6,1号系统浮选入料量少于2号系统,但粗精煤产率高。因此理论上可以认为,高频筛筛下水返回煤泥弧形筛可以提高粗精煤的产率,减少浮选作业的入料量。
3粗煤泥回收工艺的实际效果分析
在实际生产中,由于脱泥筛( 如弧形筛、高频筛等) 筛面的磨损,导致筛缝变大。在重介质旋流器中已经得到分选的部分粗颗粒,会随着振动进入高频筛筛下。因此,对高频筛筛下物料的处理,将直接影响后续浮选作业,进而影响经济效益。
3.1浮选作业的对比分析
为了对比同一种煤在两个系统中的分选效果,连续3 d对1号系统和2号系统浮选入料及产品进行采样化验,结果如表1和表2所示。
对比表1、表2中的数据可以看出,在浮选入料性质相差很小和浮选精煤灰分满足要求的前提下,2号粗煤泥系统浮选尾矿的灰分比1号粗煤泥系统的低,浮选精煤的回收率也相对较低; 两个系统的浮选尾煤都经尾煤浓缩机处理后利用压滤机进行脱水,1号系统压滤煤泥的灰分比2号系统高1. 19个百分点。由此可以说明2号系统浮选尾矿存在一定程度的跑煤现象。
3.2经济效益分析
两系统对粗煤泥及浮选煤泥的分选效果见表3和表4。
从表3和表4可以看出,在满足灰分要求的前提下,1号系统浮选精煤产率低于2号系统, 但是1号系统的总精煤产率比2号系统高出3. 31个百分点。按年处理量300万t,精煤价格980元/t计算,采用高频筛筛下水返回的工艺可以多盈利9 717万元,经济效益十分显著。
4结语
采用煤泥弧形筛 + 高频筛 + 煤泥离心机的粗精煤回收工艺[4,5,6],无论从理论还是实际应用情况来看,采用高频筛筛下水返回弧形筛的回收工艺是较好的。一是可以及时回收在重介质系统中已经得到分选的粗精煤,减少浮选入料量,减轻浮选作业及压滤作业的负荷,提高煤泥水系统的处理能力,保证循环水质量,稳定选煤生产; 二是可以改善浮选系统的处理效果,减少浮选尾煤跑粗,提高浮选精煤回收率,稳定精煤产品质量; 三是1号系统的粗煤泥回收工艺对于整个选煤工艺系统的优化起着重要的作用: 减少了操作及维护的工作量,降低了生产成本,提高了总精煤产率,增加了经济效益。因此,该工艺的选择,对于新厂的建设及老厂的改造都具有重要的借鉴意义。
煤泥回收工艺 篇2
由表1可知, 2个矿的原生细煤泥量并不大, 分别占全样的12.75%和16.81%。但是经过洗选加工后, 由表2可看出, 两个矿区的原煤有明显的泥化现象。结合这些矿区选煤厂的生产运行情况, 普遍发现选煤厂的煤泥水不能有效沉淀, 或者是沉淀后煤泥回收设备不能有效处理, 均导致了选煤厂的洗选系统至今无法正常运行。另外, 我国多数选煤厂大部分采取将煤泥回掺到精煤产品中, 煤泥脱水不彻底, 会使产品煤的水分升高, 从而严重影响选煤厂的质量和效益。因此, 如何对煤泥进行有效脱水回收, 是多年来我国选煤工作者尤其是选煤厂工程设计人员急需解决的一项重大课题。
1 常用的煤泥脱水回收设备
我国广大选煤工作者经过不断研究、探索煤泥水处理过程中的沉降、浓缩、澄清、过滤、压滤等固液分离的机理和实践, 开发出了一批煤泥脱水回收设备, 改善了选煤厂的生产条件, 提高了选煤厂的技术经济效益。目前在选煤厂中较为常用的煤泥脱水回收设备主要有压滤机、加压过滤机和沉降过滤式离心脱水机等。
1.1 压滤机
工作原理:
压滤脱水是借助泵或压缩空气, 将固、液两相构成的矿浆在压力差的作用下形成挤压, 通过过滤介质 (滤布) 而实现固液分离的一种脱水方法。
设备工作过程:
压滤机工作时, 操纵液压系统使压力油充入液压缸体, 并推动活塞及头板向前移动, 将多片滤板压紧在头板和尾板之间, 这时由相邻滤板构成的许多中空滤室充满浆液后, 压滤过程开始, 浆液借助于给料泵产生的压力进行固液分离。固体颗粒留在滤室内, 滤液经滤布、过滤网沿滤板上的泄水沟槽流出。压滤机的一个工作循环包括压紧滤板、加压过滤、松开滤板和拉板卸料4个工作过程。
压滤机的主要特点:
① 压滤机在现阶段仍是处理细、粘物料最有效的设备之一, 能够实现一次压滤出清水, 其入料粒度要求小于0.5 mm, 入料浓度一般以400～500 g/L较为合适, 但处理浮选精煤时可以稍低, 在200 g/L左右。经压滤机处理后得到的滤饼水分一般在18%～24%, 滤饼呈块状, 不宜破碎。滤液中的固体含量也较低, 一般在0.01～0.1 g/L, 基本是清水, 不需经其他处理即可返回使用。② 每个循环的压滤时间与处理的物料性质、泵的型号、压滤机的型号等有关, 一般一个压滤循环通常在20～40 min。目前较流行的250 m2快开式隔膜压滤机每个循环的时间较短, 大约为15～30 min。③ 单台设备处理量较小, 通常情况下为0.03～0.07 t/ (m2·h) , 由于大型或特大型选煤厂的煤泥量较大, 使得压滤机的选用台数过多, 不宜选用。但对于泥化严重、细物料含量高的煤泥, 会导致加压过滤机等其他脱水设备的处理能力大幅降低, 甚至设备不能正常使用, 而压滤机却可以作为洗水闭路循环理想的把关设备。
1.2 加压过滤机
工作原理:这是利用真空抽吸或空气加压使物料脱水的一种脱水方式。加压过滤机是将一台盘式过滤机装入一个密闭的加压仓中, 工作时加压仓保持一定的压力, 在滤网两侧形成一个正压差 (其中一侧与大气相通) , 用压力空气挤出滤饼缝隙中的水, 经过滤、脱水、卸饼等工序后形成固液分离。
加压过滤机主要特点:① 单台设备处理量大, 通常情况下为0.3～0.8 t/ (m2·h) 。② 产品水分低, 滤饼水分一般为16%～22%。③ 自动化程度高, 全自动化操作, 全机启动、工作、停止以及特殊情况下短时等待均为自动操作;液位、料位、排料周期自动调整和控制;具有自动报警及停止运转等安全装置。根据工作状态变化和用户需要, 自动程序可以很容易地进行调整。④ 滤液浓度低, 通长情况下为5～15 g/L。⑤ 滤饼松散, 易于掺混。⑥ 噪音低, 主机附近噪音为64.5 dB。
1.3 沉降过滤式离心脱水机
工作原理:
沉降过滤式离心脱水机 (简称沉降离心机) 是利用离心力使煤水混合物实现固液分离的, 它主要借助离心加速度来实现固液分离, 并用螺旋刮刀进行卸料的一种脱水设备, 是利用离心沉降和离心过滤两种操作机理的有效脱水设备, 可用于浮选精煤脱水, 也可用于原生煤泥及浮选尾煤的脱水回收。
设备工作过程:
矿浆经给料管给入离心脱水机转鼓锥段中部, 依靠转鼓高速旋转产生的离心力, 使固体在沉降段进行沉降, 并脱除大部分水分。沉降至转鼓内壁的物料, 依靠与转鼓同方向旋转, 但速度低于转鼓2%的螺旋转子推到离心过滤脱水段。在离心力作用下, 物料进一步脱水, 脱水后的物料经排料口排出。由溢流口排出的离心液含有少量微细颗粒。由过滤段排出的离心液, 通常含固体量较高, 需进一步处理。
沉降离心机的主要特点:
① 工作性能稳定, 适应性强, 单台设备处理能力大。② 产品水分低, 一般在15%～24%。③ 无辅助设备, 能耗小, 占地面积小。④ 整机电气控制系统先进、可靠, 有良好的过扭矩、过载、油压、过电流保护等。系统简单, 操作条件较好, 有利于实现自动化。⑤ 随着入料中小于0.045 mm粒级含量的增加, 产品水分几乎呈直线增加趋势, 当入料中小于0.045 mm粒级含量超过40%, 离心液中固体含量迅速增加, 导致固体回收效率和脱水效率明显降低, 不宜选用。⑥ 筛网、螺旋体易磨损, 且检修更换不便, 难度较大。
1.4 3种脱水设备综合比较
客观地说, 3种设备都有其优越性和局限性, 目前在国内外都有广泛的应用。为了综合客观评价几种脱水设备, 选择采用常用的HBF S120/10型120 m2加压过滤机、FP400/2000型400 m2隔膜压滤机和SB6400型Φ1 100×3 300筛网沉降离心机3种设备处理同类型煤泥 (浮选精煤) 时的脱水工艺效果和技术经济指标进行比较分析, 见表4。
通过表4比较可以看出, 在处理类似物料、处理量相当的情况下, 采用压滤机设备台数最多, 因此占用厂房体积较大, 煤泥经压滤机处理后, 滤饼不够松散, 水分较高, 但其功耗相对较小, 对细煤泥适应性好。筛网沉降离心机占地面积最小, 功耗中等, 细煤泥适应性中等, 干料松散, 水分较低, 但不宜作为细煤泥处理的最终把关设备。加压过滤机效率高, 占地面积中等, 功耗相对较大, 细泥适应性中等, 滤饼松散, 水分较低。因此, 在处理较粗物料时, 采用加压过滤机或筛网沉降离心机应是首选, 而处理较细物料时, 采用压滤机较为合适, 但选择设备还需要结合厂型规模最终确定。鉴于3种脱水工艺都有其优越性和局限性, 在选择设备时应取长补短, 将其中的2种设备联合应用, 以达到经济、高效的煤泥脱水目的。
2 煤泥脱水回收工艺
目前, 随着选煤技术的发展, 选煤厂根据原煤性质和用户对产品煤质量的要求, 煤泥脱水回收系统的处理工艺主要可以分为单段煤泥脱水回收工艺和两段煤泥脱水回收工艺。
2.1 单段煤泥脱水回收工艺
单段煤泥脱水回收工艺就是采用一次浓缩沉淀, 一次脱水回收煤泥。根据所选用设备的不同, 又可以分为压滤机单段脱水回收工艺和加压过滤机单段脱水回收工艺2种。
(1) 压滤机单段脱水回收工艺。
选煤厂的煤泥水经过浓缩机一次浓缩沉淀后, 浓缩机的底流进入压滤机一次脱水回收, 煤泥掺入产品煤中。原则流程如图1a所示。
在下列情况下, 选煤厂宜选用该工艺:① 煤泥量小, 煤泥中细粒煤泥含量较多;② 投资不高, 自动化程度要求较低;③ 压滤机是洗水闭路循环理想的把关设备, 能够实现一次压滤出清水, 该工艺是泥化现象较为严重的选煤厂煤泥脱水回收系统的理想工艺之一。
(2) 加压过滤机单段脱水回收工艺。
选煤厂的煤泥水经过浓缩机一次浓缩沉淀后, 浓缩机的底流进入加压过滤机一次脱水回收, 煤泥掺入产品煤中。原则流程如图1b所示。
在下列情况下, 选煤厂宜选用该工艺:① 煤泥含量较大, 若选用压滤机则台数太多;② 选煤厂自动控制程度要求较高;③ 采用加压过滤机进行的工业试验, 效果较好, 或在同一矿区中处理同一煤种效果明显。
2.2 两段煤泥脱水回收工艺
两段煤泥脱水回收工艺就是将煤泥水分2次浓缩沉淀, 分2次回收。第一段浓缩设备和煤泥脱水设备最大限度地回收大于0.045 mm粒级为主的煤泥, 做到物尽其用。第二段浓缩设备是充分沉淀细粒煤泥, 发挥压滤机善于回收细煤泥、固液分离彻底的特点, 使煤泥水良性循环, 达到清水或低浓度洗水选煤的目的。两段煤泥脱水回收工艺能够充分发挥设备各自的优势, 确保煤泥的回收效果和最终精煤产品的质量。
第一段浓缩作业的目的是:
① 可以起到下列两个作用水力分级作用, 尽量减少溢流中大于0.045 mm粒级的产率, 大幅度减轻第二段浓缩和煤泥回收设备的负荷。② 浓缩作用, 将底流浓度调整到合适范围 (300～500 g/L) , 为粗煤泥脱水回收设备创造良好的工艺条件。
第一段煤泥脱水回收以大于0.045 mm粒级为主的粗煤泥, 应该达到以下效果:① 脱水产物水分低且松散, 能够容易地掺混到混煤里, 以符合燃煤用户的要求;② 脱水产物的固体回收率高, 只有这样才能实质性地减少第二段浓缩和煤泥脱水回收作业的煤泥量。
第二段浓缩作业的作用是:
① 煤泥水深度澄清, 获得合格的循环水, 作为脱介筛喷水和浮选稀释水, 实现清水选煤;② 煤泥沉降浓缩至合适范围 (300～500 g/L) , 最大限度地发挥细煤泥脱水回收设备的潜力。
第二段针对小于0.045 mm细煤泥的脱水回收, 要求做到固液分离彻底, 具体有2个作用:① 经脱水后的低热值煤泥所含水分能够保证其正常贮存堆放;② 滤液澄清, 杜绝了高灰分细泥在煤泥水中的恶性循环。
两段煤泥脱水回收工艺根据所选用设备的不同, 主要分为2种:一是加压过滤机+压滤机联合回收工艺;二是沉降过滤式离心机+压滤机联合回收工艺。
(1) 加压过滤机+压滤机联合回收工艺。
选煤厂的煤泥水进入一段浓缩机浓缩、沉淀。一段浓缩机底流用加压过滤机回收。一段浓缩机溢流、加压过滤机滤液进入二段浓缩机浓缩, 二段浓缩机的底流采用压滤机脱水回收, 其溢流作为循环水使用。脱水回收后的煤泥均掺入产品煤中。原则流程如图2a所示。
(2) 沉降过滤式离心机+压滤机联合回收工艺。
选煤厂的煤泥水进入一段浓缩机浓缩、沉淀。一段浓缩机底流用沉降过滤式离心机回收。一段浓缩机溢流、加压过滤机滤液进入二段浓缩机浓缩, 二段浓缩机的底流采用压滤机脱水回收, 其溢流作为循环水使用。脱水回收后的煤泥均掺入产品煤中。原则流程如图2b所示。
(3) 在下列情况下, 选煤厂宜选用两段煤泥脱水回收工艺。
① 煤泥量大, 原煤泥化现象较为严重;② 煤泥一次沉淀较为困难;③ 煤泥中大于0.045 mm粒级含量较多的选煤厂, 宜选用沉降离心机作为一段粗煤泥回收设备;④ 煤泥中小于0.045 mm粒级含量大于40%的选煤厂, 宜选用加压过滤机作为第一段粗煤泥回收设备。
3 结 语
(1) 在设计和选择煤泥脱水回收设备和工艺时应综合考虑原煤的特性、选煤厂的建设投资和管理成本, 具体情况具体分析, 灵活选用, 切忌照搬套用。
(2) 选煤厂应委托专业机构对入洗原煤做原煤转筒泥化试验和原煤伴生矿物泥化程度试验, 以确定本厂原煤的泥化程度, 为设计提供必要的依据。
(3) 为稳妥起见, 选煤厂应该预先提供煤样并委托设备厂家进行工业性试验, 以便获得可靠的设计参数。
参考文献
[1]郝凤印, 李文林, 王祖讷, 等.选煤手册 (工艺与设备) [M].北京:煤炭工业出版社, 1993.
[2]邓晓阳, 周少雷, 解京选, 等.选煤厂机械设备安装使用与维护[M].徐州:中国矿业大学出版社, 2004.
煤泥回收工艺 篇3
汾西矿业集团公司贺西选煤厂设计入选能力200万t / a,入选原煤来自贺西矿,属矿井型选煤厂,主要产品包括精煤、中煤、矸石和尾煤泥。 贺西矿现主采3号、4号煤层,均为优质主焦煤。
贺西选煤厂入洗原煤采用不脱泥无压入料三产品重介质旋流器分选,一次性分选出精煤、中煤、矸石三种产品,分别脱水、脱介后作为最终产品上仓存储。精煤合格介质进入煤泥重介质旋流器分选,轻产物进入精煤稀介质系统,重产物进入中煤稀介质系统。精煤、中煤、矸石脱介筛下的稀介质分别进入各自的磁选机回收磁选精矿,精煤磁选尾矿则通过弧形筛截粗后,粗煤泥脱水回收,细煤泥经浮选后由压滤系统回收精煤。中煤、矸石磁选尾矿则统一收集后进入浓缩、沉降过滤离心机系统,回收尾煤泥。
随着采煤机械化程度逐步提高,原煤中的粉煤含量随之增加; 另外,选煤厂为了控制入料上限,需要破碎大块物料,也使得入选原煤中粗煤泥含量增大。大量粗煤泥进入浮选系统,导致浮选系统处理能力不足,浮选精煤灰分偏高,往往要靠重选 “背灰”。在煤泥水系统中,跑粗现象也是一个极其重要的问题,如果不采取合适的限制跑粗的工艺或措施,会导致压滤机卸饼困难, 可能发生浓缩机压耙、底流管道堵塞、电机烧毁等生产事故。
粗煤泥回收不当会直接影响到选煤厂的生产能力和产品质量,选煤厂应根据具体情况,通过采取改造流程、采用新型设备等对粗煤泥系统进行优化改造,保证生产正常运行。
2粗煤泥系统存在的问题
贺西选煤厂自2005年11月试运行以来,粗煤泥系统陆续出现了一些问题,对选煤厂的正常生产造成了很大影响。
2.1中煤、矸石磁选尾矿系统存在的问题
图1所示为选煤厂原中煤、矸石磁选尾矿处理系统工艺流程。中煤、矸石脱介筛下稀介质经泵分别给入中煤磁选机和矸石磁选机,磁选尾矿直接进入一段浓缩机。由于脱介筛筛面磨损严重,筛缝变宽,导致中煤、矸石稀介质中经常跑粗,造成一段浓缩机底流泵出料管和入料管因堵塞而停产。另外,中煤、矸石脱介筛因入料冲击大,有时会发生筛板脱落事故,或因末中煤与中煤稀介质溜槽分隔不严,也会造成稀介质跑粗。
2.2精煤磁选尾矿截粗系统存在的问题
图2所示为精煤磁选尾矿截粗系统工艺流程。因精煤稀介质筛筛板脱落或末精煤与精煤稀介质溜槽分隔不严造成的精煤稀介质跑粗,会导致精煤磁选机堵塞。精煤磁选尾矿进入浮选系统前会采用分级设备将粗、细粒级煤泥分离开来。 若分级效率低,会造成一段普浮乐充气式浮选机空气发生器堵塞,浮选机入料泵上料少或不上料。另外,由于振动弧形筛与其他设备共同固定在一个基础上,振幅较大,筛板损坏严重,脱水效果差,造成粗煤泥水分高,直接导致精煤水分过高。
2.3跑粗原因分析
精煤、中煤、矸石系统产生跑粗的根本原因是选煤厂原设计中未考虑到截粗措施,即使有相应的截粗设备,其选型能力也不足,导致生产中跑粗现象时有发生。比如在精煤磁选尾矿系统, 尽管原设计已经考虑到了浮选入料的跑粗问题, 并设置了振动弧形筛作为截粗设备,然而由于设计中对共同基础的危害考虑不足,导致生产中仍发生了跑粗现象。
3改造方案
针对上述问题的出现,选煤厂首先对系统中介质桶等关键部位的筛板进行了更换。将中煤、 矸石稀介桶上的筛面由10 × 10 mm条缝筛面改为冲孔为 6的不锈钢筛板; 中煤、矸石稀介质磁选尾矿收集箱上加6 mm筛网; 一段浓缩机分配箱内加6 mm筛网。将精煤稀介质桶、煤泥合格介质桶上由10 × 10 mm条缝筛面改为冲孔为 6的不锈钢筛板。同时,加强生产管理,坚持每班清理,随时观察,发现跑粗及时处理。
为从根本上抑制跑粗现象发生,选煤厂还对中煤、矸石及精煤磁选尾矿系统进行了如下改造。
3.1中煤、矸石磁选尾矿系统的改造
选煤厂增设了中煤、矸石磁选尾矿桶,将中煤、矸石磁选尾矿收集后用泵打入分级旋流器 ( 新增设备) ,旋流器底流进入卧式沉降离心脱水机脱水,或进入高频筛( 新增设备) 脱水,得到的粗煤泥混入中煤作为最终产品。分级旋流器溢流、高频筛筛下水则进入一段浓缩机。工艺流程中增加了控制跑粗的设备,具体见图3。
3.2精煤磁选尾矿系统的改造
贺西选煤厂入选原煤中1 ~ 0. 5 mm含量约为11. 87% 、灰分15. 68% 。这部分粗煤泥含量较高,而灰分相对较低,若不分选,直接回收并掺入到精煤中也可满足最终精煤产品要求。如果粗煤泥进入分选系统,跑粗严重,不仅会造成精煤损失,而且会影响生产,严重时造成选煤厂无法正常运行。
对精煤磁选尾矿系统采取的改造方案为: 增加分级旋流器,与弧形筛共同把关,同时增设精煤磁选尾矿收集桶。收集的尾矿由泵打入分级旋流器,其底流粗煤泥经弧形筛脱水后进入离心机脱水,并最终掺入精煤产品; 旋流器溢流和弧形筛筛下水一并进入浮选系统处理。工艺流程如图4所示。
改造需新增的主要设备及技术参数见表1。
4结语
经过改造后,选煤厂各系统跑粗得到了有效控制,实现了连续生产,彻底改变了原设计粗煤泥系统的薄弱环节。同时,粗煤泥通过截留脱水后,既降低了产品煤的水分,又满足了浮选入料的浓度和粒度要求,使得浮选效果大幅度提高, 有效降低了浮选精煤的灰分,改变了浮选要靠重选背灰的现状,提高了重选精煤产率。最终精煤产率可提高1 ~ 2个百分点,大幅度增加了选煤厂的经济效益。
煤泥回收工艺 篇4
1问题分析
根据入洗原煤、煤泥粒度组成分析 (见表1) 可知, 该煤种易碎, 煤泥含量大, 在要求的精煤产品质量条件下, 其可选性为易选到极难选, 在这样的煤质条件下, 采用无压给料三产品重介质旋流器分选工艺, 有利于减少矸石泥化, 不易造成过粉碎, 产生的次生煤泥量较少。但是, 从表1可以看出原生煤泥加浮沉煤泥已占39.09%, 如果不考虑预先脱泥分级入洗, 是否会给后续的介质回收系统和煤泥回收系统带来很大的麻烦, 并且这两个系统的处理能力、装机容量都不会小。经过对多个方案进行论证比较, 结合附近地区不脱泥入洗工艺的生产实际, 对粗煤泥进行了可选性分析, 寻求到比较先进的粗煤泥分选设备, 最后确定了脱泥分选工艺, 即原煤经筛孔为1.2 mm的分级筛脱泥分级, 50～1.2 mm粒级采用Φ1100/800 mm无压给料三产品重介质旋流器分选, 1.2～0.25 mm粒级采用TBS干扰床分选, 小于0.25 mm的细粒级煤泥采用浮选工艺。
2工艺效果
1.7～0.25 mm粒级粗煤泥的可选性分析见表2, 如果精煤灰分在11.00%以下时都属于易选煤, 所以这部分采用TBS干扰沉降分选机进行分选, 从而大大提高了三产品重介质旋流器的分选效果, 减化了整个重介质系统的介质回收流程, 大幅度降低了介质消耗量, 有效地把介质消耗指标控制在2.00 kg/t·原煤以下 (其效果见表3) 并且只采用了2 400×914 mm双滚筒磁选机1台, 如果不采用脱泥分级入洗, 仅1台双滚筒磁选机也满足不了工艺要求;同时, 也减少了入浮煤泥量及浮选装机容量, 简化了浮选工艺, 节约了浮选系统电耗和油耗, 改善了浮选效果。TBS干扰沉降分选机操作简单, 能耗低, 自动化程度高, 岗位操作人员劳动强度小, 基本上不要人看管, 检修维护方便, 是分选该粒级煤种的最佳工艺设备 (其效果见表4) 。盘南公司选煤厂浮选精煤采用了美国DMI公司的筛网沉降过滤离心机进行脱水回收, 打破过去圆盘真空过滤机、加压过滤机使用功耗高, 附属设备多, 岗位操作人员劳动强度大, 维护检修人员点多面广的粗煤泥脱水回收工艺。整个煤泥分选回收系统主要设备有:6 100×2 400 mm原煤脱泥香蕉筛1台, Φ1 000 mm分级旋流器1台, Φ2 400 mm TBS干扰沉降分选机1台, Φ900 mm煤泥离心机1台, 130 m3浮选机1台, 筛网沉降过滤离心机1台, 2 500 mm带宽的带式压滤机5台, Φ18 m尾煤浓缩机1台。
经生产统计, TBS所选精煤、浮选精煤水分分别为13.24%和20.03%, 均达到设计指标。炼焦煤入洗设计电耗为<5 kW·h/t原煤, 实际电耗为4.81 kW·h/t原煤;炼焦煤入洗设计介质消耗为<2.0 kg/t原煤, 实际生产介质消耗为1.92 kg/t原煤;炼焦煤入洗清水消耗设计为<100 kg/t原煤, 实际清水消耗为90～100 kg/t原煤, 洗水达到了一级闭路循环, 实现了清水洗煤。
3经济效益对比
根据附近地区不脱泥分级选煤厂各项经济指标和该厂比较 (表5) , 电价按0.371元/ (kW·h) ;介质0.7元/kg、硫酸铝2.5元/kg、聚丙烯酰胺25元/kg、捕收剂9元/kg、起泡剂9.5元/kg, 入浮煤泥均按全级的25%计算, 则入洗吨原煤不脱泥分级比脱泥分级入洗增加12.23元。
4结束语
该厂设计时浮选尾煤灰分为35.90%, 主要是考虑到浮选尾煤的销路。该厂还有一个3.00 Mt/a的动力煤选煤厂, 浮选尾煤经带式压滤机处理后掺入洗后的动力煤供电厂做发电用煤, 既保证了发热量, 又有很好的销路。
摘要：介绍盘南煤炭开发公司选煤厂粗煤泥回收工艺流程的选择和系统配置, 对主要分选设备的工艺效果进行评定, 设备运行良好, 效果明显, 产品质量稳定。
粗粒煤泥回收的两种方法 篇5
对于新建厂来说, 要解决这一难题, 只要设计时考虑完善的煤泥水处理系统, 便可迎刃而解。而对于一些老的选煤厂, 由于受到诸多条件的限制, 就存在一定的困难, 必需根据各自选煤厂的实际情况, 采取相适应的技术方案。解决这个问题的核心是加大浮选前细粒精煤的回收力度, 减少进入浮选的煤泥量, 从而减轻煤泥水处理系统的负担, 建立起新的煤泥水平衡系统, 本文就如何提高浮选前细粒精煤的回收力度, 探讨几种方案。
1 采用高频电磁筛回收粗煤泥
如果煤泥中细粒煤泥灰分高, 而粗煤泥灰分低, 具有随煤泥粒度减小而灰分增高的规律, 便可采用高频电磁筛回收灰分合格的粗煤泥, 其筛孔大小要根据煤泥小筛分实验结果而定。如神华集团五虎山选煤厂的煤泥就具有上述特性, 改造前该厂精煤、中煤泥全部进入浮选系统, 使两台浮选机无法正常工作, 造成浮选精煤灰分无法控制, 尾矿中精煤损失大, 采用高频电磁筛回收后取得了很好的效果。其结果列入表1。
从表1可以看出, 采用高频电磁筛回收煤泥, 其筛上产品的灰分为9.09 %, 完全达到了精煤产品的质量要求。这样, 不但减少了入浮煤泥量, 解决了煤泥水系统的平衡问题, 而且也相应减少了浮选药剂用量, 回收煤泥的成本也相应降低。采用高频电磁筛回收1 t煤泥比采用浮选工艺回收低10元左右, 可见其经济效益相当可观。
2 煤泥分选回收
采用高频电磁筛回收的前提是煤泥必需具备随粒度减小灰分升高的特点, 并不是所有选煤厂的煤泥都具有这样的特性, 所以采用高频电磁筛回收细粒精煤是有局限性的。多数选煤厂的煤泥比较复杂, 还不断发生变化, 在这种情况下, 就需要先对煤泥进行分选后才能回收。煤泥的分选工艺有多种, 这里介绍两种方法。
2.1 煤泥重介质分选工艺
目前, 重介质选煤厂多采用煤泥重介质分选工艺, 从目前的使用情况看, 效果不太理想, 神华集团五虎山选煤厂煤泥重介质系统的分选效果见表2。
从表2可以看出, 重介质旋流器对煤泥有一定的分选作用, 同粒级的煤泥, 其溢流的灰分比底流的灰分要低, 但溢流的总灰分仅比入料的总灰分降低了2.23百分点, 这样的分选结果是不太理想的。
如果跳汰选煤厂采用煤泥重介质分选工艺则更加复杂, 需要增加一套重介质分选系统和介质回收系统, 不但投资高, 而且运转成本高。在这种情况下, 采用水介质旋流器回收煤泥更为合理, 不但投资少, 而且运转成本低。近年来, 水介质旋流器回收粗煤泥分选工艺已逐步被人们所接受, 而且取得了很好的效果。
注:入料总灰分28.34%;溢流总灰分26.11%;底流总灰分40.05%。
2.2 水介质旋流器分选煤泥
采用水介质旋流器对煤泥进行分选, 精煤用高频筛—煤泥离心机回收, 其尾煤再进入煤泥水或浮选系统。水介质旋流器的结构如图1所示, 煤泥水由泵直接给入旋流器内部, 在离心力作用下, 精煤经中心管由溢流排出, 脱水后即为精煤产品;尾煤由底流排出, 进入煤泥水或浮选系统。水介质旋流器技术参数见表3。
水介质旋流器结构简单, 用水作介质, 没有复杂的重介质系统, 投资少, 见效快, 尤其是对回收跳汰精煤筛下煤泥有着重要的现实意义, 并具有明显的经济效益。
例如, 乌海某选煤厂, 由于煤泥含量增加, 原使用的浮选机能力不足, 采用浓缩旋流器和高频筛回收了部分煤泥。但由于底流灰分较高, 不能掺入精煤, 不得不将含有不少精煤的煤泥和中煤混在一起销售, 影响了选煤厂的经济效益, 浓缩旋流器的分选效果见表4。从表中可以看出, 浓缩旋流器主要是按粒度分级, 其回收的浓缩旋流器底流灰分为22.63%, 显然不能掺入精煤, 但是在底流中含有33.75%的精煤, 其灰分为10.90%。为此, 该厂将浓缩旋流器替换为水介质旋流器, 收到了明显的效果。水介质旋流器分选效果见表5。
由表5可以看出, 水介质旋流器对该厂煤泥的分选效果明显, 精煤泥灰分降到12.33%, 可掺入精煤产品, 提高了精煤产率;同时减少了进入浮选系统的煤泥量, 从而减少了浮选药剂的用量。
3 结 语
(1) 加大浮选前细粒精煤的回收率, 减少入浮煤泥量, 是解决煤泥水系统不平衡的有效途经;
(2) 水介质旋流器回收跳汰精煤筛下煤泥是目前比较理想的处理设备, 对减少入浮煤泥量, 提高选煤厂综合经济效益有着重要的现实意义。
参考文献
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煤泥回收工艺 篇6
山东清大实业有限公司所属选煤厂2005年10月投产, 设计年入洗能力为45万t, 采用跳汰精选—末精煤高频筛回收—煤泥压滤处理的联合工艺流程。入洗华丰煤矿11号煤层的高硫、高含矸量和高煤泥量的原煤。
2 存在问题
入洗原煤的煤泥含量在26%左右, 而且其中含有细粒岩石和粘土, 沉降特性很差, 聚丙稀酰胺干粉加入浓缩机后无效, 煤泥沉降速度慢, 大部分长时间悬浮在浓缩机的中下部, 造成压滤机入料浓度过低不能成饼, 应该40 min完成的压滤循环3 h多还不能完成。
浓缩压滤系统工作失常, 导致洗水浓度逐步升高, 高到一定程度不得不停产等待, 一般入洗2 h要停产等待3 h, 每天三班生产入洗量不足500 t。另外每周还要专门用2 d时间为浓缩机、沉降池和循环水池清淤, 严重制约了选煤厂正常生产。
3 优选絮凝药剂
为了解决煤泥沉降困难问题, 选煤厂攻关小组调研的结论是:在耙式浓缩机悬浮物中既有无机成分, 也有有机成分, 成分不同, 其呈现的粒子极性也不一样。呈现正电荷为阳离子, 呈现负电荷为阴离子, 对于中性离子, 其正负电荷不明显, 使用阳离子聚丙烯酰胺干粉, 只能与阴性颗粒形成链接沉降, 使用阴离子聚丙烯酰胺干粉, 只能与阳性颗粒形成链接沉降, 但中性离子颗粒始终悬浮。查阅水处理资料说明, 必须在使用聚丙烯酰胺的前提下, 添加聚合氯化铝, 与聚丙烯酰胺共同作用才行。虽然实验证明有一定效果, 但这样做每月要多用1 t多价值2万多元的氯化铝, 药剂成本成倍提高。
为降低药剂成本, 攻关小组通过网络平台, 发现邹城力尔美公司生产的聚丙烯酰胺干粉种类齐全, 可适应不同性质煤泥水的沉降需求。为此, 选煤厂与厂家一起, 用不同种类的聚丙烯酰胺分别进行煤泥水沉降实验, 筛选出理想的药剂品种。理想药剂试用后, 煤泥沉降速度很快, 试用2 d后, 耙式浓缩机内出现清水层, 并一直保持在1~1.5 m。在这种效果下, 无需购买聚合氯化铝, 即可实现煤泥水的正常沉降。
4 更换渣浆泵
使用理想聚丙烯酰胺干粉后, 耙式浓缩机煤泥沉降快, 池底煤泥水浓度高, 流速低, 原用80ZJ型渣浆泵形成的负压不能将高浓度煤泥水吸入泵体, 运行电流只有45 A, 是全负荷运行电流的60%, 比未使用理想药剂时运行电流仅提高5 A, 一个压滤循环用时仍在150 min以上。原用80ZJ型渣浆泵不能满足煤泥水的输送要求, 制约了压滤机的正常工作。
为使压滤机正常工作, 选煤厂采用河南郑泵科技有限公司80LZ-410型渣浆泵取代原用泵, 新泵属于高效节能产品, 配备45 k W电机, 额定流量125 m3/h, 额定扬程65 m, 比原用80ZJ型渣浆泵提高了10 m, 采用新型机械密封装置, 具有高负压, 适合输送高浓度物料。投入使用后, 压滤机50~70 min即可完成一个循环。
5 辅助供料
使用80LZ-410型渣浆泵给压滤机供料后, 压滤机工况大大改善, 但耙式浓缩机底部还是积存了大量煤泥不能排出。因为高硫煤含泥量大、粘度高, 大多煤泥聚积在耙架之上, 不能自动流入泵体。若要缩短压滤循环时间, 必须提高渣浆泵效率, 使耙池底部的煤泥水快速、全部流入泵体。通过现场分析和小型实验, 利用循环泵 (跳汰用水渣浆泵) 出水, 在循环泵出水管路底部和上部分别焊接两根φ100 mm管路短接, 加装闸阀控制, 分别用φ100 mm胶管连接, 低部胶管插入到煤泥泵进料管的前部;对应耙式浓缩池底流口位置, 在耙式浓缩机上垂直安装一根4 m×φ100 mm管路, 其下部管口距池底40 mm左右;在每个循环煤泥渣浆泵开启前, 把循环泵出水管路上部胶管和耙式浓缩机管路上部管口连接。煤泥泵开启后, 分别旋开两胶管闸阀, 在前端两个位置给煤泥渣浆泵进水侧物料加压稀释, 辅助煤泥水供料, 使积聚煤泥自动稀释, 流入煤泥渣浆泵泵体, 5~8 min后, 即可关闭两胶管闸阀, 断开耙式浓缩机架管路上胶管, 开启耙式浓缩机。这样, 既保证了煤泥泵的充足供料, 实现一个压滤循环35~45 min, 又使聚积在耙式浓缩池里的煤泥及时排出, 保证了正常的洗煤生产。选煤厂日入洗量达到了1 200 t以上, 实现了洗煤水闭路循环。
6 使用变频器
为了节约电能, 选择了西安启功电气运行公司生产的CGV300/55-4-H型变频器控制80LZ-410型渣浆泵运转。运行实践表明:变频器频率设定在45 Hz、工作电流达到75 A时, 即能满足压滤机工作需求, 节约了大量电能。
另外通过灵活的接转方式, 实现了一台变频器对两台渣浆泵的转换拖动。既不追加电控设备, 又充分利用了变频器资源, 还节省了一台变频器的购置费用4.8万元。在保证选煤厂正常生产的同时, 每年可节省电力支出27万余元。
7 结语
针对煤泥水沉降困难问题, 通过认真试验研究, 采取优选絮凝药剂、更换渣浆泵、采用辅助供料和使用变频器措施, 解决了长期困扰选煤生产的难题, 使选煤厂生产和经营步入正轨。现原煤入洗量达到31 094 t/月, 吨煤电耗由原来的3.57 k W·h降低到2.59 k W·h。全厂在实现节能降耗的同时, 还获得了销售利润2 000万元/a、节约电费27万元/a和减少材料成本24万余元/a的显著经济效益。
摘要：清大选煤厂针对煤泥水沉降困难的问题, 通过优选絮凝药剂, 更换渣浆泵、改进辅助供料、使用变频器等一系列技术措施后, 不但保证了选煤正常生产, 而且节约了电能, 获得显著技术和经济效果。
煤泥回收工艺 篇7
现有的粗煤泥回收系统不合理,损失了部分精煤。由精煤磁选机的尾矿(也即分级旋流器的入料)的小筛分试验资料表1所示。
由表1可知,煤泥灰分为23.10%,但是-80目的产率为66.67%,灰分为13.37%,-60目的产率为54.05%,灰分为11.66%。该部分粗煤泥的灰分不是很高,低于目前混煤的灰分,说明这部分粒度比较粗的煤泥在重介旋流器中已经得到部分分选。
2煤泥分选方法选择
目前煤泥分选主要是浮游选煤法和小直径重介旋流器分选法、干扰床分选法、螺旋分选机分选法等重选方法。
2.1煤泥浮选
通过对煤泥做浮选试验,结果如表2所示。
由表2可知,梁宝寺煤泥可浮性差,精煤回收率低,回收率为45.83%,灰分高达15.62%,在灰分12%时,回收率仅为20%多,分析认为是细泥物质对选择性的干扰造成的,从选煤技术水平看,目前该矿煤泥不适宜采用浮选方法。
2.2小直径煤泥重介旋流器
小直径重介旋流器存在的主要问题:生产中需要采用超细粒度的磁铁矿粉,价格昂贵;难以解决细粒分选时介质的回收、再生及高介耗问题;需要一套单独的介质净化回收系统,工艺复杂;调节困难,密度波动大,分选效果差;受煤质影响大,适应性较差。
2.3螺旋分选机分选法
具有结构简单,无噪音,无转动部件,无动力,维修量少,使用寿命长等优点。但存在占地面积大,单机处理能力低等缺点。
2.4干扰床分选法(TBS)
干扰床分选机(简称TBS)是一种利用槽体底部的具有一定压力的上升水流在槽内产生紊流作用进行分选粗颗粒物料(0.15-2mm)的干扰沉降式分选机。当上升水流以预定的压力和流速送到压力箱,再通过紊流板从压力箱均匀地分散到TBS箱体底部,干扰床的下部形成由悬浮颗粒组成的床层,该床层中颗粒物高度富集,形成自生介质。颗粒在下降过程中相互干扰,在悬浮物中形成不同的密度梯度,以限制物料通过底流。物料连续进入TBS后自然分层,粗或重的物料集中于槽体的底部,细物料和全部轻物料则上升,通过溢流堰到溢流水槽沉降到底部,大而粗或重的物料通过锥形阀门排出,锥形阀门则由PLC控制器自动控制。探测器浸入到TBS槽体内的紊流层一定高度,用于连续监测槽体内的密度,一旦床层密度低于或者超过预先设定值,控制器即送出一个4-20m A的信号到执行器。通过执行器来关闭或开启锥形阀门排料直至床层密度接近或达到预先设定值。
3干扰床分选法(TBS)应用情况
梁宝寺矿井地质条件复杂,断层较多,原煤灰分波动大,顶底板岩性及煤中夹矸多为泥岩和炭质泥岩,在洗煤过程中极易泥化,煤泥含量比较大,占入洗原煤的13-15%。2011年初,选煤厂计划增加粗煤泥分选回收工艺,经过多次对生产工艺分析研究、方案比较,并到参考其他选煤厂进行实地考察,最后确定梁宝寺选煤厂的粗煤泥分选工艺:利用TBS干扰床分选机回收精煤磁选尾矿中的末精煤。
粗煤泥分选系统投产后,选煤工艺得到了完善,粗煤泥得到了有效分选,提高了精煤的回收率,尤其是TBS干扰床分选机使用效果较好,末精煤回收率达到60%以上,且精煤灰分稳定在7.5%-8.5%之间,选煤厂精煤回收率增加近3个百分点,达到了设计要求,为公司每年增加2000多万元的经济效益。
参考文献
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