过滤技术在洗煤厂产品脱水中的应用.pdf

煤矿技术 过滤技术在洗煤厂产品脱水中的应用 申红 霞 山西兰花科技创业股份有限公司唐安煤矿分公司。山西高平0 4 8 4 0 7 【 摘要 】 介绍了过滤技术在洗煤厂产品脱水中的应用。文章 首先简单介绍 了洗煤厂常用的过滤设备 ，然后依 次介绍 了过滤技 术 在末精煤脱水中的应用、在浮选精煤中过滤脱水中的应用以及在浮 选尾煤 中的应 用。 【 关键词 】 洗煤厂；脱水；过滤 精煤水分是煤炭产品的重要质量指标之一，除褐煤和一些比较 年轻的煤矿外， 煤的内在水分一般仅占2 ％ 左右， 湿法选煤面临着繁重 的脱除其外在水分的任务。本文在此简要地对湿法选煤中应用过滤 技术进行脱水的技术 。 1洗煤厂常用 的过滤设备 洗煤厂用于脱水作业的过滤设备很多 ，下面列出一些洗煤厂常 用的过滤设备。 L l末精煤 小于l 3 m m 粒级，采用离心脱水机或压滤机。 L 2中煤和矸石、末中煤，采用 离心脱水机 。 1 ． 3细煤泥 小于0 ． 5 m m 粒级 、浮选精煤，采用过滤机和压滤 机脱水；浮选尾煤，采用压滤机、过滤机、沉降式离心机和带式压 榨过滤机等脱水 。 由于洗煤产 品的最终水分对其价格和使用影 响极大 ，因此洗煤 厂脱水设备 的选用原则主要是依据产 品 包括 中间产 品的粒度所 要求的水分，当然处理能力也是需要考虑的一项影响产出能力和产 出成本 的重要 因素 。 2 末精煤脱水 末精煤是指块精煤洗选后产生 的小于 1 3 ra m 粒级 的精煤 ，需先经 过脱 水筛去 除大部分重 力水，然后送入离心机 脱水，各种类 型的过 滤式离心机都可用于末精煤的脱水，但螺旋卸料离心机和振动卸料 离心机 占主导地位 ，而现在压滤机也可用于末精 煤脱水 。 振动卸料离心机的脱水技术经济指标，如吨煤电耗较低，吨 煤设备重量较轻，入料粒度可以放宽，但离心液中的含固量较低， 其综合性能优于螺旋卸料离心机，因而应用较多。近来由于螺旋卸 料离心机脱水产品稍有降低，离心强度较高，再加上振动卸料离心 机存在不足之处，因此螺旋卸料离心机使用呈上升趋势。 现在用压滤机进行末精煤脱水也比较多。压滤机脱水是利用压 力泵或压缩空气将预先准备好的煤浆压入相邻两块滤板组成密闭滤 室中，使滤布两边形成压力差，滤液透过滤布排出滤室，而滤饼则 被留在滤布上，从而实现固液分离。末精煤压滤机集流体静压力过 滤，隔膜剪切挤压过滤和强气压穿流过滤为一体。其脱水过程分三 个阶段 ①高压流体静压力过滤脱水 ，主要 由过滤介质 阻挡浆体 中 的固体颗粒形成滤饼 ，继而在压力作用下排 出滤饼颗粒 间的游离水 和部分隙水。②二维变向剪切压力过滤脱水，旨在破坏在静压力过 程中所形成二维滤饼定型空隙，改变颗粒二维几何结构，重新排列 滤饼颗粒分布状态。③采用强气穿流脱水，用压缩空气强气流穿透 滤饼孔隙，顶排滤饼空隙中的水，可大幅度降低末精煤产品水分。 3浮选精煤中的过滤脱水 浮选精煤的粒径小于0 ． 5 m m ，需经浓缩或者浮选机浮选后才能 脱水，圆盘加压过滤机就是一种很理想的脱水设备，工作原理是将 普通圆盘式过滤机放置在一特别的压力容器内，利用压缩空气作为 过滤动力，在过滤介质、过滤盘和滤布两侧产生压差而进行过滤脱 水，它具有一个可靠密封 排料装 置和一套 自动控制系统，煤浆在压 缩空气作用下，在过滤圆盘上形成滤饼并脱水、卸料，再经刮板运 输机集中到密封排料装置中，以间歇方式排出机外。该设备使传统 的圆盘过滤机真空 负压 压差过滤变为压缩空气正压过滤，具有 过滤速度 快，滤饼水分低 ，处理能力大 ，噪声低，能耗少等特 点。 2 0 世纪7 0 年代出现了一种沉 降过滤式离心机，用来代替圆盘真 空过滤机处理浮选精煤，这种离心机具有处理量大，附属设备少， 脱水产品水分低等优点，应用趋势十分看好。国内某洗煤厂还采用 压滤机进行了浮选精煤的工业性脱水试验，取得了比较理想的效 果。试 验设备为K S 一1 5 0 型 自动厢式压滤机，入料灰分为7 ． 3 8 ％ ，入 料压 力为0 ． 5 M P a ，滤饼水 分为1 9 ． 3 7 ％ ，脱水效率达9 3 ． 3 2 ％ ，单循环 处理量 干煤泥为2 ． 2 8 t ，单台处理量 干煤泥为6 ． 8 5 t ／ h 。表1 给出了山东某矿洗煤厂浮选精煤小筛分试验结果。使用压滤机产出 的滤饼 含水率比圆盘式过滤机要低。 由此证明压滤机也是一种理想 的高浮选煤 脱水设备，对 改善细黏浮选煤的脱水效果，降低 产品水 分作用十分显著 ，具有广泛推广和应用价值。 4过滤技术在浮选尾煤中的应用 洗煤厂中的脱水作业难度最大的是浮选尾煤泥水的处理，至今 仍是一个重要的攻关课题。煤泥水直接排放不仅流失大量煤泥，还 对环 境造成严重污染。对 煤泥水进行过滤脱水既可回收大量尾煤， 又可回收洗 水用作循环水 。 浮选尾煤的粒度一般较细，0 ． 0 7 4 m以下的占7 0 ％ 8 0 ％ ，且多属 泥质颗粒，灰分高 一般达5 0 ％ ，有的高达7 0 ％ ，具有细、黏、高灰 的特点，这些特点对过滤极为不利。煤泥水需送入浓缩，以获得高 浓度 的沉 淀物 。一般 底流 质量 浓度 可达 7 0 0 ～8 0 0 g ／ L，底 流 水分 4 5 ％ 5 0 ％。 浓缩后煤泥的进一步脱水处理可使用多种过滤设备。 4 ． 1用带式压榨过滤机处理煤泥 用带式压榨机处理浮选尾煤时，要求浮选尾煤在进入带式压榨 过滤机前先进行絮凝处理，悬浮液先在网带上进行重力脱水，然后 在机械作用下进行压榨脱水。某厂使用S E M -- I O O O S T 带式压榨机过 滤机处理浓密机底流，入料质量浓度为4 0 0 7 5 0 g ／ L ，入料灰分为 3 8 ％ 5 0 ％，入 料粒 度 0 ． 0 7 4 ra m以下 的 占7 0 ％ N9 0 ％，絮 凝剂 耗 量为 1 0 O ～ 1 8 0 g ／ t ，工作压 力为0 ． 3 ～O ． 4 M P a ，滤饼厚度 为6 ～l 8 舢 ，滤 饼水分为2 9 ％ 3 8 ％ ，滤液质量浓度为1 4 4 0 g ／ L ，生产能力为每台 3 9 t ／ h 在生产过程中由于要加入絮凝剂，增加了运行成本，而且由于 产品水分比较高，难以保证产品的质量，这样带式压榨过滤机逐渐 被 自动厢式压滤机所取代 。 4 ． 2使用自动厢式压滤机处理煤泥 用 自 动厢式压滤机处理尾煤浓密机底流最为合适，一般滤饼水 分仅 为2 1 ％ 2 4 ％ ，滤饼脱落容 易，滤液较清 ，而且 可以处理较细 的 尾煤 。某矿使用K S 一 1 5 O 型 自动 厢式压滤机处 理灰分为4 0 ％ 4 7 ． 5 ％ 的浮选尾煤，入料质量浓度为3 0 0 g ／ L ，入料压力为0 ． 5 M P a ，滤饼水 分为2 2 ％ 2 9 ％ ，滤液较 清，处理能力为6 ． 6 t ／ 台h 。有煤矿使用 S K 一 3 0 0 大型厢 式压滤机处 理灰分为2 6 ． 5 ％ 2 9 ． 5 ％ 的原生煤泥 ，入 料质量浓度为2 5 0 g ／ L ，入料压力为0 ． 5 M P a ，滤饼水分为2 1 ％ 2 6 ％ ， 滤液较清，处理能力为3 5 t ／ 台h 。 生产实践证明，采用自动厢式压滤机可回收洗煤厂高灰煤泥， 实现洗煤厂洗水闭路循环。目前压滤机已在全国各洗煤厂得到推广 应用，并取得了较好的社会效益和经济效益。 4 ． 3使用水平带式过滤机 处理煤泥 水平胶带式真空过滤机是使过滤物料在固定真空箱真空力作用 下，物料借助重力散落在固定真空箱上面一同步运行的水平胶带滤 布上，固体物料被截留，液相通过滤布、胶带和真空箱排出。实现 重力和真空压力组脱水，具有入料在水平胶带上呈粗、细粒泥 自 然 分层，过滤速度快，真空区利用率高，卸饼彻底等特点。对细粒含 量高、难过滤煤泥，当入料浓度中0 ． 0 7 4 ra m 以下粒级含量为5 0 ％ ，入 料浓度4 5 0 6 0 0 g ／ L 时，单位处理能力0 ． 7 6 t ／ IIl 2 h ，产品水分 平均为2 2 ． 0 2 ％ ，在同等条件下比使用圆盘真空过滤机的产品低5 ～8 个 百分点 ，滤液 中固体质量浓度平均为l O g ／ L 。 参考文献 『 1 1 张跃首． 圆盘真空过滤机改造之实践f M1 ． 煤质技术第五期， 2 0 0 3 1 ． 『 2 ] 徐新阳． 气压过滤机理及滤饼的分形结构研究 f 学位论文] ． 沈阳 东 北大学， 1 9 9 3 ． 作者简介 申红霞 1 9 7 9 一 ， 女， 汉， 本科，山西高平人， 助理工程师， 2 0 0 3 年太原理工大学矿物加工专业毕业， 现从事煤矿安全生产技术管理 工作 。 2 0 1 2 ．0 8 I 3 6 9