氯化鎂在黑眼泉選煤廠煤泥水處理中的應(yīng)用

關(guān)云建，閆俐夫

(新疆龍煤能源有限責(zé)任公司黑眼泉煤礦，巴里坤 839200)

0 引 言

進(jìn)入3月份以來(即從3月2日開始)，洗煤廠入洗原煤中煤泥含量升高、泥巖含量加大，給生產(chǎn)帶來很大影響，主要指標(biāo)分析詳見表1。

表1 煤泥質(zhì)量變化對臺時(shí)的影響分析

(1)煤泥量升高,、聚丙烯酰胺(白塑料袋裝，低分子量8000單位)加入浮選礦不好使、消耗量大，洗水濃縮高。

(2)由于煤泥不上餅，為保證正常生產(chǎn)，臺時(shí)量由372 t/h下降到287 t/h。

(3)尾煤壓濾入料時(shí)間由之前1小時(shí)提高到1.5～2小時(shí)，由于濾餅沾濾布，卸料時(shí)間由20分鐘提高到30～40分鐘，嚴(yán)重影響尾煤壓濾機(jī)的處理能力。

(4)改換聚丙烯酰胺(牛皮紙袋，高分子量12000單位)后，尾煤入料時(shí)間稍有縮短，但壓濾暗仍較長1.5小時(shí)，為提高臺時(shí)量由287 t/h到320 t/h，只能采取少拿浮精，以改善煤泥粒度，提高尾煤壓濾入料及卸料時(shí)間，最大限度提高入洗量。

1 采取對策及效果

針對現(xiàn)狀，分四個階段采取相應(yīng)措施。

第一階段(3月2～19日)

主要影響表現(xiàn)為：

從3月2日開始，入浮煤泥含量突然升高，比之前提高9.10%。尾煤泥粒度偏細(xì)，試驗(yàn)結(jié)果顯示：-325#粒度占尾煤泥含量近60%，尾煤壓濾機(jī)透水效果變差，入料和卸料時(shí)間增加，濾餅出現(xiàn)溏心現(xiàn)象，且難以脫落，直接導(dǎo)致尾煤壓濾機(jī)處理能力下降。

聚丙烯酰胺(低分子量)消耗急劇升高，是之前的1.5倍；洗水質(zhì)量難以控制，濃度波動較大，經(jīng)常出黑水，濃縮機(jī)壓力居高不下；原煤加不上量。

采取措施：

一是為保證連續(xù)生產(chǎn)，降低噸煤臺時(shí)量，由372 t/h下降至287 t/h降低了85 t/h；

二是考慮濃縮底流外排，3月8日至12日共排放5天，受場地等條件限制，難以從根本上解決問題；

三是13日開始浮選機(jī)減少浮精分選量，在浮選尾礦中適當(dāng)“跑粗”，減輕粒度過細(xì)對壓濾機(jī)濾餅的影響，以改善尾煤壓濾機(jī)工作效果，缺點(diǎn)是難以控制數(shù)量，容易造成濃縮機(jī)停車；

四是加大聚丙烯酰胺試驗(yàn)力度，試驗(yàn)結(jié)果表明：低分子量聚丙烯酰胺已不適應(yīng)處理當(dāng)前煤泥水的要求，需更換高分子量藥劑。

應(yīng)用效果：

一是通過降低臺時(shí)、外排濃縮底流、浮選少拿浮精，可保證生產(chǎn)的連續(xù)性，但對提高壓濾機(jī)工作效率沒有幫助；

二是尾煤灰分降低4%，浮精產(chǎn)率下降0.20%；

三是壓濾機(jī)入料時(shí)間過長，濾液流量少，卸料全程需人工干預(yù)，卸料困難且時(shí)間長，勞動強(qiáng)度增加，濾餅中間有稀料夾層，帶水多、車隊(duì)裝運(yùn)困難。

第二階段(3月20日～4月11日)

主要影響表現(xiàn)為：

3月19日更換高分子量聚丙烯酰胺后，煤泥沉降較快，洗水質(zhì)量有所提高，但沉淀物料層較緊實(shí)，濃縮機(jī)壓力較高。

采取措施：

一是相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員加大研究分析力度；

二是繼續(xù)加大藥劑對比試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，加入聚合氯化鋁對降低濃縮機(jī)壓力，改善洗水質(zhì)量有一定效果。

應(yīng)用效果：

一是聚丙烯酰胺消耗，由0.082 kg/t原煤(低分子量)下降到0.075 kg/t原煤，(高分子量)降低了0.007 kg/t；

二是為改善尾礦粒度組成，浮精產(chǎn)率比之前下降2.20%，尾煤泥灰分亦有所下降；

三是洗水濃度降至5g/L以下，臺時(shí)量由287 t/h提高至322 t/h提高了35 t/h；

四是壓濾機(jī)入料時(shí)間仍為1.5～2小時(shí)，無明顯變化，濾餅仍有稀料夾層、帶水多，卸料時(shí)間長0.5時(shí)～35分鐘，變化不大。

第三階段(4月12～4月28日)

主要影響表現(xiàn)為：

4月12日聚合氯化鋁由小試驗(yàn)轉(zhuǎn)入生產(chǎn)系統(tǒng)添加，使用后，煤泥沉降速度加快，沉淀物料層變得松散，濃縮機(jī)壓力下降，洗水變清，但入料時(shí)間較之前無明顯變化，稀料夾層雖有但溏心現(xiàn)象有所改善。

采取措施：

一是浮選機(jī)恢復(fù)正常浮選，保證了綜合產(chǎn)率；

二是聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺分別配制，按先后順序分別給入浮選尾礦。

應(yīng)用效果：

一是浮精產(chǎn)率比之前提高2.45%，煤泥灰分比這前提高2.10%；

二是聚丙烯酰胺消耗較之前變化不大；

三是新增一種凝聚(助濾)劑——聚合氯化鋁，單耗增加0.112 kg/t原煤，洗煤單成增加0.386元/t；

第四階段(4月29日～5月2日)

主要影響表現(xiàn)為：

4月29日在尾煤入料桶處新增一個聚合氯化鋁加藥點(diǎn)，實(shí)施后，尾煤壓濾機(jī)入料時(shí)間雖變化不大，但濾餅厚度增加，溏心變小，濾餅脫落容易，人工干預(yù)減少，卸料時(shí)間明顯縮短。

采取措施：

一是尾煤入料桶處新增一個聚合氯化鋁加藥點(diǎn)；

二是新廠房因條件限制，但也將創(chuàng)造條件，增設(shè)加藥點(diǎn)。

應(yīng)用效果：

一是浮精產(chǎn)率比之前提高1.27%，煤泥灰分比這前提高4.97%；

二是聚丙烯酰胺消耗較之前降低0.01 kg/t；

三是聚合鋁單耗較之前增加0.193 kg/t原煤，洗煤單成增加0.665元/t。

2 技改方案

通過上述分析及試驗(yàn)結(jié)果表明：煤泥水酸堿性發(fā)生產(chǎn)了變化，聚丙烯酰胺配合聚合氯化鋁使用，一是改變水質(zhì)性質(zhì)：由弱酸性變?yōu)槿鯄A性，二是聚合氯化鋁起到了助濾劑的作用，可加速“絮團(tuán)”的聚集及沉降。因此，決定在新廠房和主廠房各增設(shè)一套聚合氯化鋁或氯化鎂加藥系統(tǒng)。

3 技改措施

(1)從礦內(nèi)廢舊設(shè)備庫找到1臺帶攪拌裝置的攪拌桶(規(guī)格φ1750*1500)，經(jīng)修復(fù)后安裝在新廠房三樓尾煤壓濾機(jī)機(jī)尾閑置空間，作為聚合氯化鋁或氯化鎂的攪藥桶；

(2)從清水池引1套加φ50攪藥用清水管到新廠房三樓藥劑攪拌桶，7 m*10根=140 m；

(3)新廠房三樓壓濾機(jī)走臺增設(shè)一個藥劑加藥入口；

(4)配好的聚合氯化鋁或氯化鎂溶液可自流到一樓尾煤入料桶。

(5)主廠房三樓原兩臺套聚丙烯酰胺攪藥裝置，1臺圓筒(1.5×1.5×0.8 m)仍做聚丙烯酰胺攪藥裝置，另1臺方桶(1.5×1.5×1 m)置作為聚合氯化鋁或氯化鎂攪藥裝置，并在下料管(二樓尾煤刮板機(jī)附近)單獨(dú)接入兩根軟管φ25，60～70米去二樓觀察孔(1 500*1 000)，直接給入尾煤攪拌桶；

(5)根據(jù)煤泥水性質(zhì)及煤泥含量大小，選擇助濾劑(聚合氯化鋁或氯化鎂)。

4 技改投入

總投入0.95萬元，其中：設(shè)備投入0萬元，非標(biāo)材料及制作9 478.85元。

表2 尾煤加藥系統(tǒng)改造非標(biāo)制作材料消耗

5 應(yīng)用效果

(1)濾餅入料時(shí)間及卸料時(shí)間由2～2.5小時(shí)縮短至1.5小時(shí)；

(2)濾餅不沾濾布了，比之前好卸得多；

(3)在保證浮精產(chǎn)率和尾煤灰分完成之前水平的前提下，臺時(shí)量由改前的287 t/h提高到319 t/h提高了32 t/h。

6 效益分析

6.1 經(jīng)濟(jì)效益

改造后，尾煤壓濾時(shí)間縮短，原煤臺時(shí)量提高，由原來的287 t/h提高到319 t/h提高了32 t/h，生產(chǎn)時(shí)間每天按18小時(shí)、全年按330天計(jì)算，全年多入洗原煤32 t/h×18 h/d×330 d=19.01萬t

如精煤產(chǎn)率按43%，售價(jià)400元/t；中煤產(chǎn)率按30%，售價(jià)170元/t計(jì)算，噸煤售價(jià)為223.00元/t，噸原煤成本按150.00元/t、噸煤加工費(fèi)20.00元/t計(jì)算

(1)新增銷售額=19.01×223.00=4 239.23萬元

(2)新增成本1=原煤成本+生產(chǎn)成本=19.01×(150.00+20.00)=3 231.70萬元；

聚合氯化鋁消耗0.193 kg/t，新增成本2=0.193 kg/t×200萬t×3.445元/kg=132.98萬元。

如用氯化鎂替代聚合氯化鋁消耗0.480 kg/t，新增成本2=0.480 kg/t×200萬t×1.300 88元/kg=124.88萬元。

合計(jì)新增成本=新增成本1+新增成本2=3 231.70+124.88=3 356.58萬元

(3)新增利潤=新增銷售額÷1.13-新增成本=4 239.23÷1.13-3 356.58=394.95萬元

(4)項(xiàng)目投資總額=0.95萬元

(5)回收期=項(xiàng)目投資總額÷新增利潤=0.95÷519.83=0.002(年)，即不到1個月即可收回全部成本。

6.2 社會效益

(1)由于氯化鎂與聚合氯化鋁相比使用成本較低，故改用氯化鎂替代聚合氯化鋁處理煤泥水。

(2)改造后尾煤壓濾機(jī)處理時(shí)間縮短，濾餅變厚變干，減少煤泥中的水分流失，減少生產(chǎn)系統(tǒng)補(bǔ)加水量。減少煤泥帶水，一是解決運(yùn)輸困難的問題；二是減輕煤泥對占地的污染，提高了環(huán)境效益；三是減輕壓濾工人的勞動強(qiáng)度。