引言

隨著采煤和選煤機(jī)械化程度的提高，煤泥量大幅增加，相應(yīng)細(xì)粒級(jí)選煤產(chǎn)品產(chǎn)量也大幅增加。細(xì)煤泥含量的提高給煤泥水處理及煤泥脫水回收、實(shí)現(xiàn)固液分離增加了難度。

1?板框過(guò)濾機(jī)在神東礦區(qū)選煤廠的應(yīng)用

板框壓濾機(jī)作為一種固液分離設(shè)備，主要用于煤泥脫水回收并實(shí)現(xiàn)固液分離，在選煤廠應(yīng)用廣泛。影響板框壓濾機(jī)工作效果的主要因素有閉合壓力、擠壓壓力、保壓時(shí)間、入料時(shí)間及入料性質(zhì)(主要是物料的密度、粒度分布、濃度、黏度、沉降速度等特性)。洗選中心大部分板框壓濾機(jī)小時(shí)處理量是設(shè)計(jì)量的82.7%，平均水分不合格率8.5%。

2?石圪臺(tái)選煤廠煤泥水處理系統(tǒng)

石圪臺(tái)選煤廠板框壓濾機(jī)主要處理矸石旋流器溢流、二級(jí)旋流器溢流、加壓過(guò)濾機(jī)和板框壓濾機(jī)濾液等高灰細(xì)泥煤泥水濃縮底流。具體工藝流程如圖1所示。

3.1細(xì)煤泥水分高

石圪臺(tái)選煤廠板框壓濾機(jī)產(chǎn)品水分達(dá)33%，主要原因是石圪臺(tái)選煤廠矸石易泥化以及板框壓濾機(jī)入料粒度過(guò)小。

3.1.1矸石易泥化

石圪臺(tái)選煤廠矸石存在嚴(yán)重的泥化現(xiàn)象，采用分選工藝為3mm濕法脫泥，＞13mm淺槽分選機(jī)分，選13～3mm采用重介旋流器分選，末煤精煤和矸石脫介篩下稀介質(zhì)混合后采用磁選機(jī)回收，磁選尾礦返回原生煤泥桶，導(dǎo)致矸石稀介質(zhì)中大量高灰細(xì)泥再次進(jìn)入煤泥水系統(tǒng)循環(huán)。這部分矸石泥進(jìn)一步泥化，進(jìn)入濃縮池后，在壓濾過(guò)程中形成極難沉降和壓濾的矸石泥。

3.2.1粒度太細(xì)

板框壓濾機(jī)入料粒度太細(xì)不僅會(huì)影響產(chǎn)品水分，還會(huì)降低板框壓濾機(jī)的處理能力。粒度太細(xì)，入料過(guò)程中靠近濾布的煤泥迅速成餅，后續(xù)煤泥水分無(wú)法排出，成餅困難，在入料壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，濾餅內(nèi)部仍含有大量水分。此時(shí)出現(xiàn)2種情況:①直接進(jìn)入下一過(guò)程，每個(gè)濾腔內(nèi)的煤泥量較少，影響處理能力;②再次入料，增加濾腔內(nèi)的煤泥量，需要入料2次甚至更多，降低了板框壓濾機(jī)處理能力^.。

3.2.2日常維護(hù)不到位

板框壓濾機(jī)日常運(yùn)行維護(hù)項(xiàng)目較多，包括電氣、機(jī)械、液壓等系統(tǒng)，存在的問(wèn)題主要有:濾布清洗不及時(shí)，導(dǎo)致機(jī)頭機(jī)尾傾斜，造成事故停車，甚至損壞設(shè)備，同時(shí)帶來(lái)安全隱患;崗位技能參差不齊，存在誤操作，導(dǎo)致設(shè)備損壞;檢修人員對(duì)設(shè)備掌握程度不足，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題不能及時(shí)處理，增加檢修時(shí)間，降低處理能力。

3.2.3 參數(shù)設(shè)置不合理

板框壓濾機(jī)隨使用時(shí)間增加，工作狀態(tài)和設(shè)計(jì)不一致，工作參數(shù)被修改。由于石圪臺(tái)選煤廠煤泥性質(zhì)發(fā)生變化，極細(xì)煤泥含量大幅增加，板框壓濾機(jī)入料特性發(fā)生變化，設(shè)定參數(shù)已無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)在的工作狀況。

3.3細(xì)煤泥量大

現(xiàn)有板框壓濾機(jī)處理能力不能滿足細(xì)煤泥處理要求，與板框壓濾機(jī)本身處理能力降低的和選煤廠細(xì)煤泥量增大密切相關(guān)。選13～3mm采用重介旋流器分選，末煤精煤和矸石脫介篩下稀介質(zhì)混合后采用磁選機(jī)回收，磁選尾礦返回原生煤泥桶，導(dǎo)致矸石稀介質(zhì)中大量高灰細(xì)泥再次進(jìn)入煤泥水系統(tǒng)循環(huán)^［3］。這部分矸石泥進(jìn)一步泥化，進(jìn)入濃縮池后，在壓濾過(guò)程中形成極難沉降和壓濾的矸石泥。

3.1.2入料粒度過(guò)小

板框壓濾機(jī)主要處理細(xì)煤泥，但對(duì)煤泥粒度仍有一定要求，石圪臺(tái)選煤廠板框壓濾機(jī)主要處理矸石旋流器溢流、二級(jí)旋流器溢流、加壓過(guò)濾機(jī)和板框壓濾機(jī)濾液，＜0.045mm級(jí)含量達(dá)77.85%，導(dǎo)致擠壓過(guò)程中，靠近濾板部分成餅后，濾餅空隙很小，內(nèi)部水分排出困難，脫水難度增大，板框壓濾機(jī)產(chǎn)品水分升高。

3. 2板框壓濾機(jī)處理能力低

石圪臺(tái)選煤廠板框壓濾機(jī)原處理能力為30t/h，現(xiàn)僅為20t/h，分析原因主要為粒度太細(xì)、日常維護(hù)不到位及參數(shù)設(shè)置不合理^.。石圪臺(tái)選煤廠設(shè)計(jì)時(shí)細(xì)煤泥量為90t/h，由于煤質(zhì)發(fā)生變化，煤泥量增多，細(xì)煤泥量為145t/h，增加了61．11%，導(dǎo)致板框壓濾機(jī)處理能力不能滿足要求.。

4. 1工作參數(shù)方面

4.1.1入料保壓時(shí)間

在其他參數(shù)不變的情況下，調(diào)整入料保壓時(shí)間，結(jié)果見(jiàn)表1。入料保壓時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)品水分越低^.。當(dāng)入料保壓時(shí)間超過(guò)4min時(shí)，水分降低的趨勢(shì)變緩。

4.1.2 擠壓壓力

在其他參數(shù)不變的情況下，調(diào)整擠壓壓力。擠壓壓力越大產(chǎn)品水分越低，當(dāng)超過(guò)700kPa時(shí)，降低趨勢(shì)減緩。

4.1.3 擠壓時(shí)間

在其他參數(shù)不變的情況下，調(diào)整擠壓時(shí)間。擠壓時(shí)間越長(zhǎng)產(chǎn)品水分越低，當(dāng)超過(guò)5min時(shí)，降低趨勢(shì)減緩。

4.2 入料性質(zhì)

4.2.1 濃度分析

進(jìn)行入料質(zhì)量濃度的優(yōu)化試驗(yàn)，試驗(yàn)前對(duì)可能的結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)，首先是入料時(shí)間降低，但伴隨著入料量降低，濃度增大后來(lái)不及布滿濾腔就已成餅，導(dǎo)致入料不徹底，所以主要考慮對(duì)板框壓濾機(jī)處理能力的影響。

入料濃度越大，板框壓濾機(jī)處理能力越大，超過(guò)350g/L時(shí)，不能實(shí)現(xiàn)一次入料，導(dǎo)致入料時(shí)間增加，板框壓濾機(jī)整體處理能力降低。分析石圪臺(tái)選煤廠板框壓濾機(jī)入料主要有:矸石旋流器溢流、二級(jí)旋流器溢流、加壓過(guò)濾機(jī)和板框壓濾機(jī)濾液通過(guò)濃縮池沉降后的底流，從工藝方面提高入料濃度較為復(fù)雜，所以根據(jù)濃縮機(jī)耙子扭矩確定池底煤泥量，確定開(kāi)啟板框壓濾機(jī)的臺(tái)數(shù)，提高入料濃度。電機(jī)的電流體現(xiàn)耙子扭矩的大小。

分析可知，摻粗量越大，產(chǎn)品水分越低，最低降到27.46%，較改造前的32.00%降低了4.54%。可以看出，摻粗比例越大，入料時(shí)間越短，能夠在入料過(guò)程通過(guò)空隙排出更多的水，保證一次入料的煤泥量，減少入料次數(shù)和入料時(shí)間，但隨著摻粗比例增加，煤泥中粗顆粒增多，成餅難度增大，卸料困難，卸料時(shí)間加長(zhǎng)，尤其是摻粗比例達(dá)100%時(shí)，工人勞動(dòng)強(qiáng)度增大，危險(xiǎn)性增加。

因此，從處理能力的提升方面分析，應(yīng)采用摻粗比例為75%，即摻粗管道開(kāi)度維持在75%。

助濾劑的使用。在摻粗和最優(yōu)工作參數(shù)的條件下，向板框壓濾機(jī)入料中添加一定量的助濾劑，產(chǎn)品水分從26．46%降到了25.67%，向板框壓濾機(jī)入料中添加一定量的助濾劑確實(shí)能降低產(chǎn)品水分，但隨著加入量增加，即加藥閥門開(kāi)度的增大，產(chǎn)品水分降低到一定程度后就不再明顯降低。加藥管道閥門開(kāi)度50%的情況下產(chǎn)品水分達(dá)到了25.73%，隨著開(kāi)度繼續(xù)增大，產(chǎn)品水分從25.73%降到25.67%，降低0.06個(gè)百分點(diǎn)，效果不明顯，所以助濾劑加藥管道開(kāi)度定為50%最合理。

4.3人員技能

由熟練掌握操作技能的老工人，制作板框壓濾機(jī)日常運(yùn)行維護(hù)課件并講解，要求全場(chǎng)人員定期培訓(xùn)和實(shí)操練習(xí)。檢修主任對(duì)板框壓濾機(jī)日常運(yùn)行的問(wèn)題進(jìn)行分類匯總并進(jìn)行普及，做到出現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)分析并采取檢修措施。

結(jié)論

針對(duì)加壓過(guò)濾機(jī)工作進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，并改造系統(tǒng)優(yōu)化入料性質(zhì)，使板框壓濾機(jī)的小時(shí)處理量由20．0t/h提高到24．2t/h，產(chǎn)品平均水分由33．78%降到30．46%，達(dá)到了項(xiàng)目預(yù)期目標(biāo)。改造優(yōu)化后，石圪臺(tái)選煤廠陽(yáng)離子使用量降低了2%，陰離子使用量降低了3%，預(yù)計(jì)每年可節(jié)約藥劑成本約6萬(wàn)元。介耗由0．73kg/t降為0．69kg/t，噸入選原煤平均結(jié)余0．04kg，年節(jié)約介質(zhì)費(fèi)用24萬(wàn)元。板框壓濾機(jī)濾餅平均水分可降低3．32%，石圪臺(tái)選煤廠年產(chǎn)細(xì)煤泥145t/h，通過(guò)加權(quán)平均計(jì)算可推知，混煤的平均發(fā)熱量可提升75．36kJ/kg，預(yù)計(jì)年增收200萬(wàn)元。

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