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高硫煤洗选工艺中煤泥水处理实践

发布日期:2015-05-22 14:40:02
水质
随着洗煤厂洗水闭路循环和环境保护要求的曰 益提高,煤泥水处理在选煤厂水质生产中变得越来越重 要。近年来,细粒煤分选设备得到了很大发展,分 选下限也越来越低,导致煤泥水的粒度组成发生了 相应的变化,煤泥水中<〇。3 mm粒级含量越来越 高,由于大量极细颗粒的存在,使煤泥水处理变得 越来越困难。尽管国内同行在工艺流程和设备上不 断改进,但这一难题仍困扰着选煤界。
 
1西庞洗煤厂入选煤种及洗选工艺冀中能源股份有限公司东庞矿西庞洗煤厂是一 座处理能力为1.5 Mt/a的矿井型选煤厂,主要是 利用东庞矿区高硫气肥资源,通过与低硫煤合理配 比,生产灰分<8.5%、硫分在1.6% ~ 2.0%的优 质气肥精煤。该厂生产采用>50 mm粒级块煤动筛 排矸,50 ~1 mm粒级脱泥有压三产品重介旋流器 分选,1~ 0.25 mm粒级CSS分选,<0.25 mm粒 级煤泥浮选的联合工艺流程,浮选精煤由快开压找 机脱水,煤泥水采用两段浓缩-粗细煤泥分别回叱 的方式处理。在煤泥水处理环节,该厂是将絮凝穷 添加在二段浓缩机人料桶内,二段浓缩机溢流作^ 循环水使用,从而实现煤泥全部厂内回收,洗水_ 级闭路循环。但是,由于该厂生产补加水为西庞5 井高硫煤矿井水,因而使得该厂的煤泥水处理不售 完全按常规方式治理。因此,该厂在对煤泥水的十 质进行分析研究的基础上,结合该厂水源特性? 絮凝剂的使用上大胆尝试,不仅净水效果显着,且还取得了良好的经济效益。
 
2存在问题西庞洗煤厂于2011年3月建成投产,参照2 庞洗煤厂煤泥水治理方案,沉降药剂采用了阴离^ 型聚丙烯酰胺。但是,由于西庞洗煤厂应用了 CS 粗煤泥分选机,并且采用了两段浓缩-粗细煤泥别回收工艺,因此二段浓缩机煤泥水的粒度组成以 <0.3 mm粒级含量为主,由于大量极细颗粒的存 在,使得煤泥水处理非常困难。至2011年4月初, 该厂循环水浓度居高不下,达190 g/L左右,同时 浮选人料浓度高达250 g/L左右,不仅严重了影响 旋流器和浮选设备的分选效果,而且还影响到了商 品煤质量。
 
为了解决这一难题,西庞洗煤厂专门成立了煤 泥水处理课题攻关小组,以求尽快找到解决的方案。
 
3煤泥水处理研究探索在生产中,西庞洗煤厂曾先采取加大阴离子型 聚丙烯酰胺的添加量,同时往浮选尾矿里投放卤粉 絮凝助剂的方法来净水,但净水效果并不明显,后 改为向浮选尾矿中投放石膏絮凝助剂(用量2.5t/h)的方法,然而净水效果依然不是很明显, 循环水浓度仍高达190 g/L左右。
 
经分析认为,西庞洗煤厂人选原煤主要是高硫 煤(占80%),选煤补水为高硫煤矿井水,因此常 规处理方式不能达到好的效果。为详细了解水质特 征,西庞洗煤厂采取了西庞矿井水样,送河北省煤 田地质研究所进行水质成分化验,结果如表1、表 2所示。
 
表1西庞矿井水水质基本特征化验结果 Table 1 Analyzed result of mine water quality of Xipang colliery技术指标数值pH值7.92总硬度/ ( mg ?L-1)252.76总碱度/ (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西庞矿井水中阴、阳离子含置化验结果Table 2 Contents of anionic and cationic in minewater in Xipang colliery离子含量离子类型及种类体积浓度/摩尔浓度/质量浓度/(mg * L ~1 )(mmol ■ L _ 1 )%K+ +Na +27.361. 1919. 07Ca2 +71.743.5857.37阳离子 Mg2 +17. 881.4723.56Fe3 +检不出检不出NH4+检不出检不出Cl-20.920.599.46SO】-103.312. 1534.45阴离子 HCO3_205. 603.3754.01NO3-8.000. 132.08NO/0. 1600从化验结果可以看出,西庞洗煤厂选煤生产 使用的矿井水偏碱性,总碱度达168. 67 mg/L, 且矿井水中含有大量的阴离子;可溶性硅酸Si02 含量为12 mg/L,说明矿井水中富含高岭土等硅 酸盐类胶体粒子,该类胶体粒子表面带有较强的 负电荷。
 
西庞洗煤厂所用的矿井水水质以及该厂浮选尾 矿粒度偏细,导致添加阴离子型聚丙烯酰胺絮凝效 果不佳。因此,经研究决定,西庞洗煤厂将原添加 的阴离子型聚丙烯酰胺更换成阳离子型聚丙烯酰 胺,这样除了高分子化合物的吸附、架桥和絮凝 外,还可起到电性中和的作用。
 
4实施效果2011年4月17日,西庞洗煤厂开始在二段浓 缩机处添加阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂,2 ~3h 后,循环水逐渐清澈起来,最终浓度不到0.5 g/L, 且不需添加卤粉、石膏、净水剂等絮凝助剂。表3 为絮凝剂更换前后系统各指标的变化情况。
 
表3絮凝剂更换前后系统煤泥水浓度变化情况 Table 3 Variation of concentration of coal slurry inseparation system before and after changing of flocculant曰期时间浓度/ (g*浮选入料浮选尾矿循环水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从表3数据可以看出:自2011年4月17日西 庞洗煤厂把阴离子型聚丙烯酰胺更换为阳离子型聚 丙烯酰胺后,循环水浓度从190 g/L降至1. 50 g/L 以下,浮选人料浓度也从200 g/L以上降到50 g/L 以下,完全满足了浮选柱的人料浓度要求。
 
同时,为确保煤泥水工艺系统正常运行,西庞 洗煤厂还加强了工艺环节的管理,建立了适应生产 变化的最佳药剂添加制度,并通过控制主要工艺参 数,来调节絮凝剂的添加量。如采用探杆对浓缩机 分层和分级情况进行检测、跟踪,利用浓度计、流61量计跟踪和控制浓缩机底流的排放量,并对浓缩机 人料、排料和溢流进行浓度检测,以这些参数作为 依据,确定絮凝剂的添加量和浓度配比,从而使絮 凝剂的添加达到了高效性和经济性兼顾的目的。
 
5经济效益西庞洗煤厂通过合理使用絮凝剂和加强煤泥水 治理,不仅降低了洗水浓度,且各种消耗明显下 降,分选效果得以改善,取得了良好的经济效益: U)介质消耗降低约0.1 kg/t,按西庞洗煤厂 年入选原煤150万t计算,年可节约介质成本18万兀。
 
(2)煤泥水实现闭路循环,洗水浓度控制在1.5g/L以下,实现了清水洗煤,不仅循环水浓度 得到解决,还改善了浮选效果,使浮选产率较之前 提高了 5个百分点,综合精煤产率提高了 0.4个百 分点,年增经济效益约480万元。
 
(3)应用阳离子型聚丙烯酰胺作为高硫煤矿 井水净水药剂,洗煤净水成本(表4)大大降低。 从2011年4月17日一5月3日和2011年5月3日 一5月5日的统计数据(表4)可以看出,与东庞 洗煤厂净水成本(0.39元/t)相比,西庞洗煤厂 净水成本降低了 0. 26元/t,年可节约净水成本40 万兀。
 
表4洗煤净水成本计算表Table 4 Cost of washing water生产时间/d入按后担医A絮凝剂用量/kg絮凝剂单价/吨原煤成本/总用量平均每天消耗吨原煤消耗量(元?(元。t-1)
 
2352 074412.517. 9350. 007 917 0000. 13对水质进行化验分析,选择了适用的煤泥水处理药 剂,取得了显着的治水效果,不仅降低了消耗,并 且改善了洗选效果,每年可为选煤厂创效500余万 元,经济效益相当可观。
 
综上几项,共可创效538万元。
 
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