选煤厂煤泥水处理系统优化设计及实践
摘要：煤泥水处理效果的好坏直接影响着分选系统稳定性、产品质量和洗水浓度。针对洗煤厂煤泥水处理过程中遇到的问题，经现场分析研究决定在合理选择和添加药剂、改进分选工艺等方面对原煤泥处理系统进行改造。技改实践表明，煤泥水处理系统经技术改造后有效地提高了煤泥水的处理效果，为提高选煤厂经济效益奠定了基础。
关键词：煤泥水；工艺优化；技改方案；效果分析
随着环境保护要求的不断提高，选煤厂洗水闭路循环要求也在不断提高，煤泥水的处理便成了选煤厂洗水循环中的重点和难点。煤泥水处理效果的好坏直接影响煤炭洗选效率和产品质量，甚至会影响到整个洗煤厂分选工艺流程。分选实践表明，煤泥水处理系统能力不足，则会造成分选设备故障率升高，洗水浓度偏高，分选效率低下，降低了产品的质量，影响产品销售。尽管采取化学、物理手段可以大幅度的降低洗水中煤泥含量，但洗水浓度偏高问题仍然是困扰洗煤厂的关键难题[1-3]。文章以西部某矿附属选煤厂为研究对象，为实现低浓度洗水和煤泥的有效回收，对原煤泥水处理工艺进行技术改造。
1 煤泥水处理系统问题分析
该选煤厂设计可入选原煤能力300万吨/年，煤泥水处理系统具体为煤泥水经由煤泥重介质旋流器进行分级和浓缩，底流进入选煤厂粗煤泥回收系统，溢流进入浓缩机和加压过滤机进行脱水回收煤泥，所得滤液进入闭路循环洗水。该选煤厂自2001年运营以来，生产系统稳定，分选精度高，但是受到矿井开采工艺的改变，入选原煤煤泥含量大幅度提高，造成分选系统中煤泥处理难度加大，原分选工艺煤泥处理能力减弱，致使洗水中煤泥含量较高。另外，选煤采用单絮凝剂进行煤泥沉淀，该絮凝剂对于细煤泥处理效果较差，造成洗水中煤泥含量偏高，原因是细煤泥表面存在斥力较大的电荷会阻碍煤泥的絮凝过程，故药剂的选择不合理也是造成洗水浓度偏高的重要原因。
洗水浓度偏高会一定程度地制约选厂正常分选，造成重介分选系统处于低负荷运行；煤泥部分进入分选产品中，造成产品质量不达标；今年应客户要求将喷吹煤灰分指标调为9.6～10%，而当前产品灰分值普遍高于10%，这样造成产品销售困难。另外，煤泥水处理系统偏弱还造成煤泥中精煤流失，影响了选煤厂精煤产率。因此，对原煤泥水处理系统进行优化设计已刻不容缓。
2 煤泥水处理系统技改方案
2.1 药剂的合理选择和使用
选煤厂原来使用的凝聚剂为明矾，在进行煤泥处理过
程中存在絮凝剂使用量大、添加药剂频繁，处理效果较差等问题。本着降耗节约的目的，决定采用TLT系列有机絮凝剂和凝聚剂解决明矾使用过程中存在的问题。用药量的确定对于选煤成本和分选效果至关重要，在满足生产要求的基础上对不同型号药剂进行交叉试验，通过药剂添加量、煤泥沉降速度、洗水浓度等多个指标来确定药剂量和药剂组合。试验结果表明，当确定质量分数为1.0%的TLT8840型凝聚剂和质量分数为0.1%的TLT8610型絮凝剂用量分别为0.20ml/m3和0.15ml/m3时，煤泥沉降效果最好，洗水浓度最低，且有效地避免了细煤泥难处理问题，故煤泥处理系统用药量和药剂组合应以此试验结果为基准进行确定。
药剂添加位置对于煤泥沉降效果有直接影响，通过多次试验得出药剂添加位置若距离浓缩机入料点过近则易造成药剂与煤泥水混溶时间短，药剂分散程度较差；若药剂添加位置距离入料点过远则易造成药剂絮团破坏。最终确定絮凝剂添加位置为距离入料点约为20m处，凝聚剂添加位置在絮凝剂添加位置前方14～15m，这样可以有效保证药剂与煤泥水混溶，有利于提高煤泥水处理能力。
2.2 分选工艺优化
鉴于原煤泥水处理工艺流程会导致精煤灰分和洗水浓度偏高等问题，这些问题的存在对于提高产品质量和选煤厂效益极为不利，故决定对原煤泥水处理工艺进行优化设
计，具体见图1所示。由图1可知，该煤泥水处理系统属于两段浓缩、两段回收煤泥处理系统，具体为：煤泥水进入1#浓缩机，1#浓缩机根据要求添加TLT8840型凝聚剂和TLT8610型絮凝剂降煤泥进行沉淀和浓缩，煤泥水经1#浓缩机处理后底流进入离心机，溢流和离心机离心液进入2#浓缩机；2#浓缩机按要求添加TLT8610型絮凝剂，2#浓缩机底流进入加压过滤机进行压滤，压滤液进入沉淀池进行沉淀，浓缩机溢流进入闭路循环水系统。
该煤泥水处理系统实现了离心机和加压过滤机分离给料，可有效解决细煤泥难处理问题，2#浓缩机的使用进一步提高了细煤泥回收效果；同时配合有机絮凝剂和凝聚剂的使用，有效地保证了煤泥的正常回收，可有效降低洗水浓度同时提产品质量，对于提高选煤厂综合效益具有重要作用。
3 煤泥处理系统优化效果分析
通过煤泥水处理系统技术改造和药剂的合理选择与添加，煤泥水系统处理能力得到了较大幅度的提升，洗水浓度得到了较好的控制，确保了精煤灰分在可控范围内，对于选煤厂主分选系统的稳定运行具有较好的推助作用。另外，洗水浓度的有效控制，分选过程中介质消耗量也显著降低。对煤泥水处理系统改造前后各指标进行对比结果显示，改造后精煤回收率由原54%提高至62%，洗水浓度由原80g/L～120g/L降低至24g/L，介质消耗量由原 5.6kg/t降低至