西露天礦選煤廠煤泥水處理工藝的改進
1 選煤廠煤泥水處理系統
撫順西露天礦選煤廠是年處理能力360萬t的大型動力煤選煤廠,建于1926年,幾經改造,選煤工藝已由原來的塊煤人工手選、末煤溜槽選改造成現在的300~20 mm的塊煤重介質選、-20mm末煤跳汰選的合理、科學的選煤工藝,但煤泥水的處理雖幾經改造,仍達不到理想的回收效果,外排水濃度73.2 g/L,流量841.6 m³/h,洗煤補加清水量為932.55 m³/h,其中被產品帶走的水分為90.95 m³/h。改進前煤泥水處理工藝流程圖如圖1。
改造前我廠煤泥水經角錐沉淀池沉淀,再經Φ650 mm旋流器回收,效果不好,其中+40目粗煤泥占外排總煤泥量的54.552 %,灰分18.62%。出現這種結果的原因有兩方面:
(1)煤泥水處理系統工藝不完善,只有粗煤泥回收系統,沒有細煤泥回收系統。
(2)Φ650 mm旋流器回收效果不好,主要表現在以下3個方面:(入料濃度低,在2000年改造Φ650 mm旋流器前,我們對角錐沉淀池底流濃度進行了測試,外排水濃度為92 g/L ,而Φ650mm旋流器要求的入料濃度為150~200 g/L,入料濃度低,旋流器的分選效果不好,旋流器靠離心力來濃縮物料,濃度低,離心力小,部分大顆粒不能產生向外的離心力而從溢流跑出;(入料量小,角錐沉淀池底流量為650 m³/h,Φ650 mm旋流器要求的入料量為1 000 m³/h,入料量過小,旋流器產生的離心力效果不好,因此影響旋流器的分選效果;(旋流器底流口直徑大,旋流器底流口直徑大小對旋流器的濃縮效果影響很大,底流口直徑越小濃縮效果越好,根據2000年旋流器入料的試驗數據證明,Φ650 mm旋流器的底流口直徑已不適應當時的煤泥水處理現狀。
2 改進過程
(1)用Φ350 mm旋流器代替Φ650 mm旋流器。在外排煤泥的粒度組成中,+40目煤泥量占外排煤泥量的54.552 %,-40目煤泥量占外排總煤泥量的45.448 %,在煤泥水處理工藝中,目前還沒有粗細煤泥同時回收效果較好的可參照工藝,典型流程是先回收粗煤泥,再回收細煤泥的工藝,因此在確定改進工藝上,我們采取先回收粗煤泥,再回收細煤泥的聯合工藝。
粗煤泥回收的典型流程是角錐沉淀池底流進入脫泥篩,篩上物進離心機脫水,脫泥篩入料的濃度要求400 g/L,我廠角錐沉淀池的底流濃度為92 g/L,與脫泥篩要求的入料濃度相差甚遠,因此傳統流程不適合我廠。根據2000年的試驗數據,我們選擇了與之相符的Φ350 mm旋流器。Φ350mm旋流器的底流濃度為260 g/L,溢流濃度為54.28 g/L,底流進入原波蘭篩進行脫水,溢流成為細煤泥回收工藝的入料。
(2)用Φ150 mm旋流器回收細煤泥。細煤泥回收方法有兩種:一是分選回收,細煤泥進入分選設備,選出精礦和尾礦,尾礦再用其它設備回收成為高灰煤泥;二是濃縮回收,細煤泥進入設備不進行分選,只進行濃縮,濃縮后進行脫水。其工藝流程如圖2。
(3)采用XMZG180/1250廂式壓濾機回收煤泥。煤泥水處理系統工作好壞,一般有三個判據:循環水濃度、煤泥廠內回收和洗水閉路循環。我廠未采用廂式壓濾機前的循環水只是角錐沉淀池溢流,其濃度為21.42 g/L,對洗煤生產沒有影響,但煤泥廠內回收和洗水閉路,我廠距此相差甚遠,主要由于我廠是70多年的老廠,煤泥水工藝改造受廠房空間、現有流程的制約相當嚴重,因此要因地制宜,逐步改進,逐步完善。Φ150 mm旋流器的應用,使我廠煤泥回收工藝比以往有較大改進,但溢流濃度仍為32 g/L。2001年,我廠廢除了矸石再洗工藝,清除了一些空間,我們對清除的空間進行了測量,經可行性研究及工藝設計,我們決定采用壓濾機代替Φ150 mm旋流器回收細煤泥。壓濾機是細煤泥回收工藝的把關設備,條件允許,它應是煤泥回收的首選設備,主要因為它回收的產品不用脫水,它的濾液基本為清水。采用廂式壓濾機后工藝流程圖如圖3。
(4)大部分外排水廠內循環。煤泥水回收工藝改進后,煤泥大部分廠內回收,大大減少了煤泥水中煤泥含量,減輕了煤泥水的負荷,除濃縮機溢流外,我們把原排放到廠外沉淀池的煤泥水全部排放到角錐沉淀池中,使循環水量加大,減少清水用量,清水用量由原來的932.55 m³/h減少到400 m³/h,清水管路由原來的3條減到2條,現排放到廠外沉淀池的煤泥水只是濃縮機溢流,其濃度為20 g/L,大部分煤泥水廠內循環后,循環水濃度為46.75 g/L,對洗煤生產影響不大。
選煤廠煤泥水處理系統設備及工藝經過改進后,經濟效益明顯提高,既提高了煤泥的回收,又節約了清水管路。但仍存在不足之處,這表現在:(壓濾機間歇工作,這時煤泥水經濃縮機濃縮后,直接進入原40目波蘭篩中,濃度不夠或過大時,波蘭篩易跑水,造成回收煤泥水分大,同時造成煤泥水惡性循環;(壓濾機濾液沒有直接作為循環水利用,如直接作為循環水利用,可減小煤泥水的負荷,同時降低循環水濃度;(濃縮機溢流沒有作為循環水利用,若把這部分水也作為循環水利用起來,則可實現煤泥水閉路循環,同時減少煤泥損失。
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