核心提示：中國煤泥水處理工藝雖得到了較快發(fā)展，但效果尚不理想，亟待改善。下面就洗煤生產(chǎn)過程中的煤泥水處理加以重點研究，以期提高洗煤生產(chǎn)綜合效益。 煤泥水處理既是洗煤生產(chǎn)過程中最重要也是最復(fù)雜的環(huán)節(jié)，但其應(yīng)用效果尚不理想，已然成為當(dāng)下煤炭企業(yè)亟待攻關(guān)的難題。這就要求我們基于對其價值意義的正確認知，以及具體實踐中的問題所在，積極尋求行之有效的改進和優(yōu)化措施，以此通過煤泥水處理成效的改善，實現(xiàn)節(jié)能減排、保護環(huán)境、提高效益的預(yù)期目標。
在洗煤生產(chǎn)過程中，不可避免地會產(chǎn)生煤泥水，若不加以妥善處理，影響煤炭生產(chǎn)質(zhì)量和效益不說，也易污染周圍環(huán)境，浪費大量資源，因此煤泥水處理歷來是洗煤生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。但就當(dāng)下而言，中國煤泥水處理工藝雖得到了較快發(fā)展，但效果尚不理想，亟待改善。下面就洗煤生產(chǎn)過程中的煤泥水處理加以重點研究，以期提高洗煤生產(chǎn)綜合效益。
煤泥水處理的意義
簡單地講，煤泥水處理一般是指處理煤炭在分選加工過程中產(chǎn)生的介質(zhì)用水的工藝技術(shù)。因其所含煤泥的濃度、粒度、質(zhì)量等不盡相同，如有的粗煤泥與精煤性質(zhì)接近，有的煤泥粒度細、粘度大、灰分高，故其流量大、性質(zhì)復(fù)雜等特點決定了煤泥水處理效果受煤泥水粒度分布、礦物構(gòu)成、顆粒數(shù)量、密度大小、粘度、水的硬度以及pH值等一系列因素的影響，這無疑加大了處理難度，進而導(dǎo)致諸多煤泥水難以得到理想的沉降效果。如此一來，煤炭資源無法得到高效回收，精煤質(zhì)量有所下降，加之含有殘留藥劑的循環(huán)水外排，不僅造成了水資源的大量浪費，更對周圍環(huán)境帶來了一定的污染。足以見得，洗煤生產(chǎn)過程中的煤泥水處理水平對煤炭生產(chǎn)的經(jīng)濟效益、社會效益、生態(tài)效益均有著不容忽視的影響，故提高煤泥水處理效率和質(zhì)量勢在必行。
煤泥水處理的發(fā)展現(xiàn)狀
隨著能源供需矛盾的不斷升級，節(jié)能減排活動的深入開展，越來越多的專家學(xué)者、技術(shù)人員相繼投入到煤泥水處理研究中，促使煤泥水處理工藝得到了快速發(fā)展，不可否認，其對處理效果起到了一定的促進作用，但因煤泥水處理影響因素較多，工藝流程相對復(fù)雜，致使實際結(jié)果與預(yù)期設(shè)想有著較大差距。
目前對煤泥水處理的研究重點側(cè)重于絮凝處理技術(shù)，研究方向則集中在煤泥水的性質(zhì)和構(gòu)成，沉降速度與粒度的關(guān)系，煤泥水沉降數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建，藥劑用量的確定等方面。但在具體實踐中，絮凝劑自身存在一定的缺陷，如有機分子利用率低、難以溶解、有毒且價格較高;天然有機絮凝劑雖易溶解且價格低、來源廣，但穩(wěn)定性差，難以奏效等;同時對用于細粒度高灰煤泥水的絮凝劑研究較少，亟待加強;再如煤泥水處理流程中的直接浮選，雖有助于積聚細泥，改善可浮性，降低精煤灰分等，但入浮濃度較低，波動幅度較大，藥劑消耗較多，用水要求較高;而濃縮浮選雖有助于浮選入料通過量與濃度的有效調(diào)節(jié)，但易降低分選較細物料的實際效果，破壞洗水系統(tǒng)平衡，并影響煤泥的可過濾性和沉降特性，故不足可取;此外部分煤泥水處理技術(shù)和系統(tǒng)還忽視了除顆粒以外的影響因素，致使出現(xiàn)成本高、效果差、資源浪費嚴重的問題，其中細粒度高灰煤泥水處理問題尤為突出，是制約選煤廠正常生產(chǎn)的關(guān)鍵所在。
洗煤生產(chǎn)過程中的煤泥水處理研究
由上可知，煤泥水處理意義重大，但其發(fā)展現(xiàn)狀實在是令人堪憂，若想進一步提高煤泥水處理水平和效益，就必須切實做到：a)煤泥水性質(zhì)可自動檢測，藥劑用量也可自動控制，以確保避免藥劑浪費，污染周圍環(huán)境;b)洗煤設(shè)備要滿足生產(chǎn)需要，以確保煤泥可全部經(jīng)機械回收;c)力爭實現(xiàn)清水洗煤，以確保全部用于回收煤泥的洗水能夠循環(huán)利用等。具體可參考下述幾點建議。
配備合理的煤泥水處理設(shè)備
在煤泥水處理過程中，必然會涉及相應(yīng)的機械設(shè)備，若設(shè)備高效可靠，自然有助于改善處理效果，因此煤泥水處理設(shè)備選擇值得研究。如針對其中的濃縮設(shè)備，主要有下述幾種可供選擇。如由濃縮池、傳動機構(gòu)、耙架、給排料裝置等構(gòu)成的耙式濃縮機，可經(jīng)給予入料促使大部分水流流向周邊，而顆粒則在隨水流流動的過程中在重力的作用下發(fā)生下沉，經(jīng)連續(xù)沉降濃縮后，沉降物由底部排除，而澄清水則會從周邊溢出;而結(jié)構(gòu)形式與之類似的深錐濃縮機，則因60°左右的錐角，較大的高度直徑比，形成更大的沉降面積，進而提升沉淀物濃度和溢流水潔度，故處理能力更勝一籌;再如斜管濃縮機可經(jīng)均勻進入的入料促使煤泥水出現(xiàn)高效濃縮和成團，待形成大顆粒后快速沉降至濃縮池底部，進而借助錐角到達沒泥坑，并在煤泥泵的作用下用于后續(xù)的脫水和回收，此時澄清水會經(jīng)水槽進入循環(huán)水池以備循環(huán)利用，實踐證明，其具有良好的濃縮效果。
選用高效的煤泥水處理技術(shù)
在煤泥水的實際處理中，往往離不開混凝技術(shù)，換句話說，涵蓋了絮凝和凝聚方法的混凝技術(shù)是當(dāng)下用于沉降細粒煤泥最廣泛且有效的途徑。
其中絮凝技術(shù)是指將合適的絮凝劑加入至煤泥水中，以促使絮凝劑與分散顆粒因發(fā)生理化反應(yīng)而形成絮團顆粒而迅速沉降，進而澄清煤泥水，通常當(dāng)顆粒表面處于半飽合覆蓋狀態(tài)時具有最佳的絮凝效果。如PAM(聚丙烯酰胺)這一絮凝劑，有著絮凝、過濾、增稠、增粘、沉降、凈化等諸多功能，在入洗量較少、煤質(zhì)條件較好的情況下使用陰離子型PAM效果顯著;若煤泥水組成復(fù)雜，粘度和細粒濃度較大，且具有較高的灰分，建議結(jié)合使用陽離子與陰離子型PAM，以此加快煤泥沉淀速度，提高凈化效果，但混凝劑種類的選擇、用量的確定和時間的控制應(yīng)視情況而定。此外凝聚技術(shù)在煤泥水處理中也較為常見，常見的凝聚劑有NaCl、Al2(SO4)3、FeCl3、石灰等，若其選用質(zhì)優(yōu)價廉，可使煤泥水起到事半功倍的沉降效果;但還是建議最好綜合運用絮凝劑和凝聚劑的優(yōu)點，以此進一步提高煤泥水處理效果。此外，磁處理技術(shù)利于加大煤泥水分散顆粒結(jié)合的幾率，以此形成聚集粒團，加快沉降速度，故值得深入研究和實踐。
改進煤泥水處理局部環(huán)節(jié)
其實在煤泥水處理中，實現(xiàn)煤泥廠內(nèi)回收和洗水閉路循環(huán)才是主要目的，這就要求我們根據(jù)煤泥水的實際去向加以分析，以此尋找正確的切入點，對煤泥水處理的局部環(huán)節(jié)進行改進，以此為上述目的的實現(xiàn)提供一定的保障。
具體而言，煤泥水的浮性效果以及煤泥的循環(huán)系數(shù)分析有助于解決煤泥循環(huán)積聚這一問題，而常見的浮選方式主要包括濃縮、直接和半直接浮選，其中前兩者各有利弊，存在一定的局限性，故建議綜合利用兩者的優(yōu)點，對半直接浮選工藝加以改進，即將一部分煤泥水用于直接浮選，另一部分則用于循環(huán)水，以此提高實際操作的合理性和靈活性，并保證浮選入料和循環(huán)水濃度合適。但需要根據(jù)實際情況對煤泥水循環(huán)量予以科學(xué)設(shè)定。
優(yōu)化煤泥水處理系統(tǒng)流程
鑒于煤泥水處理對洗煤生產(chǎn)和企業(yè)效益有著不可忽視的重要意義，以及受采煤機械化水平的提高和細粒度高灰煤泥水處理固有缺陷的影響，建議企業(yè)立足長遠，結(jié)合實際，對煤泥水處理系統(tǒng)加以優(yōu)化，以期在整體上提高煤泥水處理效果和效益。
煤泥水處理系統(tǒng)概述。已知，該系洗煤廠經(jīng)優(yōu)化重介系統(tǒng)后精煤產(chǎn)量得到了有效提升，但煤泥水處理系統(tǒng)卻相對滯后，為精煤質(zhì)量、煤炭回收率、水量平衡等帶來了較大的影響，其中煤泥濃縮機濃縮效果相對理想，但脫泥降灰效果較差;中煤泥分級旋流器溢流中的灰分高達40%，-320#高達60%，可見難以有效處理高灰細泥，并為壓濾煤泥量和油耗的增加埋下了隱患;同時高頻振動篩能力不足，致使煤品綜合回收率有所降低，此外，絮凝劑耗量增大，煤泥水外排量增多等問題也較為突出。顯而易見，對該廠的煤泥水處理系統(tǒng)加以優(yōu)化十分必要;
煤泥水處理系統(tǒng)優(yōu)化。經(jīng)全面分析和科學(xué)權(quán)衡后，對煤泥水處理系統(tǒng)作了下述優(yōu)化設(shè)計(見圖1)，即基于原有的濃縮機對煤矸石、中煤等磁選尾礦作一段濃縮，配以沉降過濾離心機取代以往的高頻振動篩，并將振動弧形篩用作預(yù)脫水裝置，以此實現(xiàn)系統(tǒng)的簡化和合理化。其中濃縮機的改進，可有效解決濃縮效用顯著而脫泥降灰效率低下的缺陷，從而實現(xiàn)分級粒度的合理降低和溢流濃度的有效控制，進而利于粒度較細的分散顆粒能夠最大限度地到達底流產(chǎn)品，為后續(xù)的脫水回收奠定基礎(chǔ);而具有產(chǎn)品水分低、處理能力強等特點的新型過濾離心機不僅可高效率地回收灰分低的粗泥，也可最大程度地回收細粒物料并使其與中煤混合，故經(jīng)濟效益良好;
煤泥水處理系統(tǒng)優(yōu)化效果。經(jīng)一段時間運作發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化后的煤泥水處理系統(tǒng)彰顯了較為可觀的經(jīng)濟效益和社會效益，據(jù)統(tǒng)計，該廠每月可多回收4000t以上的中煤，那么生產(chǎn)效益必然會大量增加;而濃縮機的改進，因增大了尾煤的沉降面積而降低了循環(huán)水的實際濃度，進而防止了煤泥的積聚惡化，既確保了系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，也提高了精煤質(zhì)量，降低了重介消耗;同時工藝環(huán)節(jié)的簡化，不僅有效節(jié)約了能源和輔料資源，也擴大了煤泥水的處理能力，從而消除了煤泥水的外排問題。如此一來，循環(huán)水的質(zhì)量和利用率得到了明顯改善，既降低了水資源耗量，又避免了對周圍環(huán)境的污染，還提高了企業(yè)經(jīng)濟效益。故該廠煤泥水處理系統(tǒng)的改善距離清水洗煤的理想目標越來越近，且與節(jié)能減排這一綠色經(jīng)濟發(fā)展要求相吻合，值得推廣應(yīng)用。
煤泥水處理既是洗煤生產(chǎn)過程中最重要也是最復(fù)雜的環(huán)節(jié)，但其應(yīng)用效果尚不理想，已然成為當(dāng)下煤炭企業(yè)亟待攻關(guān)的難題。這就要求我們基于對其價值意義的正確認知，以及具體實踐中的問題所在，積極尋求行之有效的改進和優(yōu)化措施，以此通過煤泥水處理成效的改善，實現(xiàn)節(jié)能減排、保護環(huán)境、提高效益的預(yù)期目標。
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