汤 凯

(煤炭科学研究总院唐山研究院,河北省唐山市,063012)

选煤厂地沟中物料去向对生产环节影响的探讨

汤 凯

(煤炭科学研究总院唐山研究院,河北省唐山市,063012)

介绍了选煤厂地沟煤泥水物料组成,分析了选煤厂地沟中物料去向对生产环节的影响。结合生产实践,根据不同分选工艺提出了合理的地沟煤泥水处理工艺系统。关键词 煤泥水处理 重介质选煤工艺 回收工艺 闭路循环

TD946

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1 地沟中的物料组成

选煤厂地沟主要是用于收集厂内设备、管路的跑冒滴漏,检修时产生的废水、费油及其它细小的固体颗粒混合物,煤泥颗粒物和卫生冲水等等。因为地沟中的物料是由多种液相和多种固相混合在一起的复杂混合物,所以在选煤厂工艺设计时针对该部分物料的处理回收制定科学合理的回收工艺是完全必要的,回收工艺合理有利于确保整个生产工艺产品生产指标的优化和稳定。

选煤厂地沟一般设置在厂内最低平面,地沟本身具有一定坡度,地沟尾部连接集中水池。地面和地沟中的水及固体物料汇集到集中水池,再用泵打回生产系统。

2 地沟中物料的去向及对生产环节影响分析

下面就以目前设计普遍采用的重介-浮选工艺系统为例,对地沟中的各种物料去向及对生产工艺的影响进行分析。

2.1 返回到精煤煤泥桶及影响分析

由于地沟中的大部分物料为水和细颗粒的煤泥,部分选煤厂认为地沟中的物料与磁选尾矿差不多,返回部位越近,越节能。因此返回到一层的精煤煤泥桶,具有管线近、功耗低等优势。但是,由于精煤煤泥桶的物料一般是用泵以一定的压力打入到分级旋流器组,由分级旋流器组的溢流去浮选,底流进行粗煤泥分选或回收。分级旋流器主要用于分级,常常采用小直径旋流器,在较小的入料压力下,产生强大的离心系数,进而实现对物料的分级和浓缩。所以,分级浓缩旋流器一般选型直径控制在500 mm以下,这就限制了来料的粒度。大块的物料要进入旋流器,往往会出现入料口和底流口堵塞的情况,如ø350 mm的旋流器底流口直径一般在30～70 mm之间,如果地沟中偶尔出现粒度大于20 mm的两三块大颗粒同时达到底流,底流浓度又较高,就会出现底流口堵塞,且越堵越死。这样就出现所有物料都从溢流进入浮选,造成浮选系统严重跑粗,一旦发现不及时,矿浆预处理器和浮选机(柱)中沉淀的粗颗粒不断附集,浮选系统将无法正常运行。因此,地沟中物料返回到精煤煤泥桶的工艺是不合理的。

2.2 返回到尾煤浓缩机及影响分析

由于地沟中物料大部分为煤泥水,且来量的大小及粒度组成呈现无规律性,一些选煤厂担心地沟泵的启动瞬间增加很多煤泥水,会对生产系统产生严重影响,将其打到尾煤浓缩机,由于其沉淀面积大,具有很大的缓冲能力,且其溢流水又返回到生产系统,不会对生产系统产生大的影响。尾煤浓缩机的底流进入尾煤压滤机脱水,将地沟水打入尾煤浓缩机,浓缩机的底流和底流泵(包括压滤机喂料泵)一般较大,不会堵塞,但是,如果生产过程中有跑冒滴漏现象和水系统管理不当等问题,该部分物料直接进入浓缩系统,不仅增加负荷,而且还会因为大块物料和跑冒中的磁铁矿粉进入浓缩机而出现压耙的生产事故。如果将地沟中的粗颗粒物料打入压滤机,会出现以下几个方面的影响:

(1)粗颗粒物料会堵塞压滤机的给料通道,造成给料不通畅,同时会出现压滤机给料管压力升高,造成压滤机给料已满的假象;

(2)杂物(包括煤块、铁器)的棱角较多,压滤机的给料泵一般扬程较高,给料速度快,对滤布的损坏非常严重;

(3)粗颗粒物料进入压滤机,会造成其成饼效果不好,影响压滤机的处理能力和脱水效果。

因此,地沟中物料不能进入尾煤浓缩系统。

2.3 返回到磁选机及影响分析

部分选煤厂地沟设计不很合理,重介系统的地沟与其它系统地沟连通。由于重介系统地沟中不可避免会有一些跑冒滴漏的重介质。因此,对地沟中的介质进行回收十分必要,对于介质回收首选磁选机,所以,部分选煤厂将地沟(尤其是重介系统地沟)的物料用泵送到磁选机。磁选机的工作原理是来料处于磁选滚筒下面的料箱中,通过带有强磁性滚筒的转动将介质吸出并分离出来,磁迭尾矿通过其溢流排除,这样地沟中大颗粒的物料(包括大块煤和铁器杂物)进入磁选机后排不出来,越积越多,最终堵塞磁选机,造成跑介;而且大块带棱角的物料会损坏磁选机的滚筒。这两类故障一般都是由于大块杂物进入磁选机所致。因此,地沟中物料也不能返回到磁选机。

2.4 返回到精煤高频筛或弧形筛及影响分析

根据前面3个返回位置分析可知,将地沟返回到不同位置所造成的影响主要是由于大块物料所造成的,因此自然就考虑到将地沟中的物料返回到筛子上,高频筛的筛分较小,可回收的粒度较小,有利于回收地沟中的煤泥。一般工艺是精煤高频筛上的物料来源于弧形筛,高频筛的筛上物直接作为产品或进入煤泥离心机进行二次脱水,煤泥离心机与一般离心机和末煤离心机结构不同,煤泥离心机筛篮的筛缝小,所用的筛丝较细,抗破坏能力较差,带棱角的大块物料进入后很容易破坏筛篮,造成离心机损坏,离心液浓度迅速升高。将地沟中的物料返回到精煤高频筛还会对精煤质量产生影响。因此,地沟中物料也不能返回到精煤高频筛。

2.5 返回到脱介筛前端或弧形筛及影响分析

为了防止地沟中的大颗粒进入煤泥水系统,将地沟中的物料返回到脱介筛或弧形筛,这样的确可以防止粗颗粒对生产的影响,还能回收介质。但是,由于脱介筛前的弧形筛和脱介筛前端的筛下水直接返回到合格介质桶或混料桶,地沟中的物料绝大多数是水,大量的水进入合格介质桶或混料桶会造成悬浮液密度不稳定,对重介系统的控制造成影响。因此,地沟中物料也不能返回到脱介筛前端或弧形筛。

3 地沟中物料返回的合适地点及分析

综上所述,由于地沟中物料所含成分复杂,其返回到生产系统的不同位置都会对生产系统产生不同程度的影响。因此,提出地沟中的物料有以下3个合适的返回地点。

(1)返回到中煤脱介筛的稀介段。地沟中的煤炭质量具有不确定性,返回到精煤脱介筛会污染精煤,返回到矸石脱介筛会损失部分精煤,中煤相对来说对质量要求不太严格,这样可在不影响生产系统的情况下又回收了部分资源。中煤脱介筛稀介段筛下水进入到磁选机,又能回收损失的介质。同时地沟中的水又通过磁选机溢流后进入煤泥桶,煤泥也能得到很好的回收。这样既解决了大块物料处理难的问题,也合理解决了煤泥回收的问题。其缺点是损失了小部分精煤产品。

(2)返回到中煤高频筛上。前面分析过将地沟中的物料返回到精煤高频筛不仅会污染精煤,而且会对煤泥离心机产生影响。如果将该部分物料返回到中煤高频筛脱水回收,高频筛脱水后直接掺入中煤,不再进入离心机二次脱水,也不会对中煤质量产生影响。高频筛的筛下水进入尾煤浓缩机或中煤旋流器,这种返回不会对工艺产生影响。但是,在采用该工艺时,中煤高频筛的选型应当留有适当富裕系数,以适应和满足该部分物料的回收,同时,高频筛的选型,筛网最好采用不锈钢焊接筛板,以提高其耐磨性。

(3)返回到原煤脱泥筛筛上。对于煤泥含量大的选煤厂,一般采用选前脱泥,其优点是可以降低重介系统的负荷,同时降低介耗。为提高脱泥效果,原煤脱泥筛一般采用湿法脱泥。将地沟中的物料打入到脱泥筛上,地沟中的水相当于脱泥筛的喷水,提高脱泥效果;地沟中的各种杂物通过脱泥筛,进入重介系统分选,又减少了精煤的损失。但应注意的是,脱泥筛的筛下水一般不进入重介系统,而重介系统的地沟中含有较多的重介质,若将其返回到脱泥筛,这部分介质将会损失掉,无法返回到生产系统。所以返回脱泥筛地沟的煤泥水应当是非重介系统地沟的来料。

4 结论

地沟中各种物料的不同去向在一定程度上影响生产工艺的稳定和全厂的经济效益。因此,在选煤工艺设计时,对于选前脱泥的工艺系统,地沟中的各种物料推荐选用原煤脱泥筛处理工艺,此工艺有利于精煤产率最大化;对于没有选前脱泥的工艺系统,地沟中的各种物料推荐选用中煤脱介筛处理工艺,此工艺有利于生产系统稳定和减小设备的磨损。

Analyzes the effect of whereabouts of slurry in the trench of coal preparation plant on the production processes

Tang Kai
(Tangshan Branch of China Coal Research Institute,Tangshan,Hebei 063012,China)

This article describes the material composition of slurry in the trench of coal preparation plant,and analyzes the effect of whereabouts of slurry on the production processes.With production practice,recovery handling process of slurry in the trench is promoted.Finally,according to the different separation process,a reasonable process system of coal slurry in trench is proposed.

black water process,dense-medium separation,recovery process,closed circulation

汤凯(1973-),男,安徽桐城人,高级工程师,矿业工程硕士,主要从事选煤技术研发与管理工作。

(责任编辑 张毅玲)