[过滤技术在洗煤厂产品脱水中的应用] 洗煤厂离心机不脱水

　　【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。
　　1.1 末精煤（小于13mm粒级），采用离心脱水机或压滤机。
　　1.2 中煤和矸石、末中煤，采用离心脱水机。
　　1.3 细煤泥（小于0.5mm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13mm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0.5mm，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。
　　20世纪70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KS—150型自动厢式压滤机，入料灰分为7.38%，入料压力为0.5MPa，滤饼水分为19.37%，脱水效率达93.32%，单循环处理量（干煤泥）为2.28t，单台处理量（干煤泥）为6.85t/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，0.074mm以下的占70%～80%，且多属泥质颗粒，灰分高（一般达50%，有的高达70%），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700～800g/L，底流水分45%～50％。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SEM—1000ST带式压榨机过滤机处理浓密机底流，入料质量浓度为400～750g/L，入料灰分为38%～50%，入料粒度0.074mm以下的占70%～90%，絮凝剂耗量为100～180g/t，工作压力为0.3～0.4MPa，滤饼厚度为6～18mm，滤饼水分为29%～38%，滤液质量浓度为14～40g/L，生产能力为每台3～9t/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21%～24%，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KS—150型自动厢式压滤机处理灰分为40%～47.5%的浮选尾煤，入料质量浓度为300g/L，入料压力为0.5MPa，滤饼水分为22%～29%，滤液较清，处理能力为6.6t/（台h）。有煤矿使用SK—300大型厢式压滤机处理灰分为26.5%～29.5%的原生煤泥，入料质量浓度为250g/L，入料压力为0.5MPa，滤饼水分为21%～26%，滤液较清，处理能力为35t/（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0.074mm以下粒级含量为50%，入料浓度450～600g/L时，单位处理能力0.76t/（m2?h），产品水分平均为22.02%，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10g/L。
　　参考文献
　　[1]张跃首.圆盘真空过滤机改造之实践[M].煤质技术第五期,20031.
　　[2]徐新阳.气压过滤机理及滤饼的分形结构研究:[学位论文].沈阳:东北大学,1993.
　　作者简介：
　　申红霞（1979--）,女，汉，本科，山西高平人，助理工程师， 2003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。