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              高硫煤洗選工藝中煤泥水處理實踐

              發布日期:2015-05-22 14:40:02
              水質
              隨著洗煤廠洗水閉路循環和環境保護要求的曰 益提高,煤泥水處理在選煤廠水質生產中變得越來越重 要。近年來,細粒煤分選設備得到了很大發展,分 選下限也越來越低,導致煤泥水的粒度組成發生了 相應的變化,煤泥水中<〇。3 mm粒級含量越來越 高,由于大量極細顆粒的存在,使煤泥水處理變得 越來越困難。盡管國內同行在工藝流程和設備上不 斷改進,但這一難題仍困擾著選煤界。
               
              1西龐洗煤廠入選煤種及洗選工藝冀中能源股份有限公司東龐礦西龐洗煤廠是一 座處理能力為1.5 Mt/a的礦井型選煤廠,主要是 利用東龐礦區高硫氣肥資源,通過與低硫煤合理配 比,生產灰分<8.5%、硫分在1.6% ~ 2.0%的優 質氣肥精煤。該廠生產采用>50 mm粒級塊煤動篩 排矸,50 ~1 mm粒級脫泥有壓三產品重介旋流器 分選,1~ 0.25 mm粒級CSS分選,<0.25 mm粒 級煤泥浮選的聯合工藝流程,浮選精煤由快開壓找 機脫水,煤泥水采用兩段濃縮-粗細煤泥分別回叱 的方式處理。在煤泥水處理環節,該廠是將絮凝窮 添加在二段濃縮機人料桶內,二段濃縮機溢流作^ 循環水使用,從而實現煤泥全部廠內回收,洗水_ 級閉路循環。但是,由于該廠生產補加水為西龐5 井高硫煤礦井水,因而使得該廠的煤泥水處理不售 完全按常規方式治理。因此,該廠在對煤泥水的十 質進行分析研究的基礎上,結合該廠水源特性? 絮凝劑的使用上大膽嘗試,不僅凈水效果顯著,且還取得了良好的經濟效益。
               
              2存在問題西龐洗煤廠于2011年3月建成投產,參照2 龐洗煤廠煤泥水治理方案,沉降藥劑采用了陰離^ 型聚丙烯酰胺。但是,由于西龐洗煤廠應用了 CS 粗煤泥分選機,并且采用了兩段濃縮-粗細煤泥別回收工藝,因此二段濃縮機煤泥水的粒度組成以 <0.3 mm粒級含量為主,由于大量極細顆粒的存 在,使得煤泥水處理非常困難。至2011年4月初, 該廠循環水濃度居高不下,達190 g/L左右,同時 浮選人料濃度高達250 g/L左右,不僅嚴重了影響 旋流器和浮選設備的分選效果,而且還影響到了商 品煤質量。
               
              為了解決這一難題,西龐洗煤廠專門成立了煤 泥水處理課題攻關小組,以求盡快找到解決的方案。
               
              3煤泥水處理研究探索在生產中,西龐洗煤廠曾先采取加大陰離子型 聚丙烯酰胺的添加量,同時往浮選尾礦里投放鹵粉 絮凝助劑的方法來凈水,但凈水效果并不明顯,后 改為向浮選尾礦中投放石膏絮凝助劑(用量2.5t/h)的方法,然而凈水效果依然不是很明顯, 循環水濃度仍高達190 g/L左右。
               
              經分析認為,西龐洗煤廠人選原煤主要是高硫 煤(占80%),選煤補水為高硫煤礦井水,因此常 規處理方式不能達到好的效果。為詳細了解水質特 征,西龐洗煤廠采取了西龐礦井水樣,送河北省煤 田地質研究所進行水質成分化驗,結果如表1、表 2所示。
               
              表1西龐礦井水水質基本特征化驗結果 Table 1 Analyzed result of mine water quality of Xipang colliery技術指標數值pH值7.92總硬度/ ( mg ?L-1)252.76總堿度/ (mg.L-1)168. 67可溶硅酸 Si02/ (mg ? L — 1)12. 00固溶物/ (mg ?L-1)364. 00表2西龐礦井水中陰、陽離子含置化驗結果Table 2 Contents of anionic and cationic in minewater in Xipang colliery離子含量離子類型及種類體積濃度/摩爾濃度/質量濃度/(mg * L ~1 )(mmol ■ L _ 1 )%K+ +Na +27.361. 1919. 07Ca2 +71.743.5857.37陽離子 Mg2 +17. 881.4723.56Fe3 +檢不出檢不出NH4+檢不出檢不出Cl-20.920.599.46SO】-103.312. 1534.45陰離子 HCO3_205. 603.3754.01NO3-8.000. 132.08NO/0. 1600從化驗結果可以看出,西龐洗煤廠選煤生產 使用的礦井水偏堿性,總堿度達168. 67 mg/L, 且礦井水中含有大量的陰離子;可溶性硅酸Si02 含量為12 mg/L,說明礦井水中富含高嶺土等硅 酸鹽類膠體粒子,該類膠體粒子表面帶有較強的 負電荷。
               
              西龐洗煤廠所用的礦井水水質以及該廠浮選尾 礦粒度偏細,導致添加陰離子型聚丙烯酰胺絮凝效 果不佳。因此,經研究決定,西龐洗煤廠將原添加 的陰離子型聚丙烯酰胺更換成陽離子型聚丙烯酰 胺,這樣除了高分子化合物的吸附、架橋和絮凝 外,還可起到電性中和的作用。
               
              4實施效果2011年4月17日,西龐洗煤廠開始在二段濃 縮機處添加陽離子型聚丙烯酰胺絮凝劑,2 ~3h 后,循環水逐漸清澈起來,最終濃度不到0.5 g/L, 且不需添加鹵粉、石膏、凈水劑等絮凝助劑。表3 為絮凝劑更換前后系統各指標的變化情況。
               
              表3絮凝劑更換前后系統煤泥水濃度變化情況 Table 3 Variation of concentration of coal slurry inseparation system before and after changing of flocculant曰期時間濃度/ (g*浮選入料浮選尾礦循環水2011 -04 -1423:50253.70200. 002011 -04 - 1523:30230. 00190.002011 -04 -1722:1035.007.002011 -04-1817:3026.0022.500. 502011 -04-1913:1048.0023.000.20^011 -04-2017:1034.6018.600. 202011 -04 -2117:3036.9032. 101.202011 -04 -2218:5035.3022.900.502011 -04 -2323:3035.5034. 000.202011 -04 -2417:3037. 0034.000.502011 -04 -2517:3032.9024. 001.502011 -04 -2617:3032. 7032.900.302011 -04 -2717:3040.7028.501. 10從表3數據可以看出:自2011年4月17日西 龐洗煤廠把陰離子型聚丙烯酰胺更換為陽離子型聚 丙烯酰胺后,循環水濃度從190 g/L降至1. 50 g/L 以下,浮選人料濃度也從200 g/L以上降到50 g/L 以下,完全滿足了浮選柱的人料濃度要求。
               
              同時,為確保煤泥水工藝系統正常運行,西龐 洗煤廠還加強了工藝環節的管理,建立了適應生產 變化的最佳藥劑添加制度,并通過控制主要工藝參 數,來調節絮凝劑的添加量。如采用探桿對濃縮機 分層和分級情況進行檢測、跟蹤,利用濃度計、流61量計跟蹤和控制濃縮機底流的排放量,并對濃縮機 人料、排料和溢流進行濃度檢測,以這些參數作為 依據,確定絮凝劑的添加量和濃度配比,從而使絮 凝劑的添加達到了高效性和經濟性兼顧的目的。
               
              5經濟效益西龐洗煤廠通過合理使用絮凝劑和加強煤泥水 治理,不僅降低了洗水濃度,且各種消耗明顯下 降,分選效果得以改善,取得了良好的經濟效益: U)介質消耗降低約0.1 kg/t,按西龐洗煤廠 年入選原煤150萬t計算,年可節約介質成本18萬兀。
               
              (2)煤泥水實現閉路循環,洗水濃度控制在1.5g/L以下,實現了清水洗煤,不僅循環水濃度 得到解決,還改善了浮選效果,使浮選產率較之前 提高了 5個百分點,綜合精煤產率提高了 0.4個百 分點,年增經濟效益約480萬元。
               
              (3)應用陽離子型聚丙烯酰胺作為高硫煤礦 井水凈水藥劑,洗煤凈水成本(表4)大大降低。 從2011年4月17日一5月3日和2011年5月3日 一5月5日的統計數據(表4)可以看出,與東龐 洗煤廠凈水成本(0.39元/t)相比,西龐洗煤廠 凈水成本降低了 0. 26元/t,年可節約凈水成本40 萬兀。
               
              表4洗煤凈水成本計算表Table 4 Cost of washing water生產時間/d入按后擔醫A絮凝劑用量/kg絮凝劑單價/噸原煤成本/總用量平均每天消耗噸原煤消耗量(元?(元。t-1)
               
              2352 074412.517. 9350. 007 917 0000. 13對水質進行化驗分析,選擇了適用的煤泥水處理藥 劑,取得了顯著的治水效果,不僅降低了消耗,并 且改善了洗選效果,每年可為選煤廠創效500余萬 元,經濟效益相當可觀。
               
              綜上幾項,共可創效538萬元。
               
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