大强煤矿煤泥水处理过程研究与实践

摘 要：大强矿选煤厂始建于2013年，2014年投产，在实际生产中，随着入洗量的增加，煤泥水处理系统出现黑水、不絮凝，直至影响生产等问题，通过对大强矿选煤厂煤泥水处理系统工艺进行分析，对煤泥水处理所用药剂进行现场试验，结合大隆矿选煤厂煤泥水处理经验，对工艺细小环节进行改进，对药剂进行选择并调整加药方式和加药量，强化生产过程组织管理，最终使生产正常进行，洗煤循环水浓度达到30mg/l以下。

关键词：浓缩；压滤；煤泥水；聚丙烯酰胺；脱水剂

1 概述

大强矿选煤厂始建于2013年初，2014年元月开始试生产，属于矿井型选煤厂，设计生产能力为3.00Mt/a。

1.1 产品结构

（1）生产炼焦配煤：精煤，洗中块，洗粒煤，洗末煤，煤泥，矸石。（2）生产动力煤（全部入洗时）：洗中块，洗粒煤，洗末煤，煤泥，矸石。（3）生产动力煤（

1.2 主要工艺

大强矿选煤厂洗选系统采用独立的双系统重介分选工艺，整个工艺系统可分为：原煤准备、原煤脱泥、50～1.0mm级三产品重介旋流器分选、1.0～0.25mm级粗煤泥干扰床分选和0.25～0mm级细煤泥压滤机回收等五大部分。此工艺可以灵活实现洗选动力煤和炼焦煤两种工艺过程。

1.3 生产过程

自2014年元月试生产以来，随着产量的逐渐加大，各环节运行都很正常，只有在煤泥水处理环节几次出现轻度黑水等现象，直至2014年5月7日，入洗量达到设计能力的75%开始，浓缩溢流水出现黑水，细煤泥在浓缩池中沉淀缓慢，最终使煤泥在浓缩机内不絮凝沉淀，已经影响到正常洗煤生产。

2 煤泥水处理系统工艺现状

大强矿煤泥水处理系统分浓缩、压滤组成。浓缩车间设置2台直径为35m中心传动的浓缩机，两台浓缩机可并联，也可串联。其中1台浓缩机为上、下两层，上层为浓缩池，下层为事故池。设事故转排泵，实现快速转排。浓缩机底流经底流泵打入板框压滤机入料桶，再由入料泵给入5台板框压滤机脱水回收。浓缩机溢流作为循环水使用。板框压滤机出产的煤泥供烘干车间烘干成粉煤。在浓缩环节加入絮凝剂和凝聚剂两种药剂，在压滤环节加入絮凝剂（聚丙烯酰胺）一种药剂。其工艺系统流程见图1。

图1 大强矿煤泥水处理系统

3 原因分析

3.1 药剂试验

由于大强矿煤矸石泥化现象严重，原生煤泥含量大，在实际生产过程中，煤泥水浓缩和压滤过程中加絮凝剂（聚丙烯酰胺）和凝聚剂两种药剂，自2014年5月7日，浓缩池溢流出现黑水以来，多个药剂生产厂家先后在浓缩池中加入多种药剂对煤泥水进行沉降处理，直至5月11日16时，浓缩池煤泥水已经不能絮凝，洗煤生产无法进行。5月11日21时大隆矿技术人员先后对各厂家药剂按照铁煤集团各矿煤泥水处理药剂使用配比浓度和经验，分别进行实验室实验。

（1）在煤泥水中单独加入不同厂家和不同分子量的絮凝剂（聚丙烯酰胺）进行对比试验，实验结果见表1。

表1

从表1中得出，煤泥水沉降效果最好的是C厂生产的聚丙烯酰胺，其相对应的药剂溶解时间也最短。

（2）在煤泥水中单独加入不同的凝聚剂进行对比试验，实验结果见表2。

表2

从表2可以得出，E厂生产的脱水剂，其煤泥沉降效果优于D厂生产的聚合氯化铝。

（3）在煤泥水中先加入凝聚剂，25s后加入不同的絮凝剂进行对比试验，实验结果见表3、表4。

表3

从表3可以得出，在同时使用聚合氯化铝作为凝聚剂时，C厂生产的聚丙烯酰胺优于其他厂生产的聚丙烯酰胺。

从表4可以得出，在同时使用脱水剂作为凝聚剂时，C厂生产的聚丙烯酰胺絮凝效果最好。结合表3和表4可以得出，脱水剂和聚丙烯酰胺配合使用，煤泥沉降效果最佳。

3.2 工艺分析

（1）大强矿选煤厂药剂配制用水来自消防水，在生产中，消防水还供车间消尘、冲洗地面，其水压和水量满足不了药剂配制所需水量和压力。（2）浓缩池两种药剂加药点之间距离短且每个点离入池口较近，致使两种药剂与煤泥水融合间隔较短，药剂与煤泥水反映时间较少，导致絮凝效果差。

4 改进

4.1 药剂选择

通过药剂实验室试验得出，大强矿煤泥水加药必须是两种药剂即凝聚剂和絮凝剂，分别是E厂生产的脱水剂和C厂生产的分子量为1200单位的阴离子聚丙烯酰胺。

4.2 工艺环节改进

（1）在药剂配制水管上加一台管道加压泵，用以增加水压和水量，再从其他水源点引入足量的水源，供药剂制备。（2）经计算，将脱水计加药点向后移至距浓缩机入料口45米处，聚丙烯酰胺加药点移至距浓缩机入料口15米处。确保药剂与煤泥水有充分的反应时间。

4.3 处理过程

按照上述选择的药剂和改进的工艺，于5月12日0时开始向浓缩池注水加药，12日上午10时，浓缩池出现0.5米清水层，12时开始试生产，于14日全量生产。

5 结束语

（1）大强煤矿二次衍生煤泥较细（0.045mm以下），故浓缩环节必须加两种药剂，沉降速度才能满足生产需求；压滤环节也必须添加聚丙烯酰胺，才能减少每台压滤机的压滤时间。（2）加强生产过程管理，选择适合的药剂（E厂“铁岭市化通工业水处理剂厂”生产的脱水剂和C厂“抚顺市龙凤化工厂”生产的聚丙烯酰胺配合使用）才能达到最佳效果。（3）最终浓缩池溢流水浊度稳定在30mg/l以下，完全满足重介洗煤用水，远优于行业标准要求。