CN103240168B - 高灰难选煤泥的分级分选及脱水方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高灰难选煤泥的分级分选及脱水方法，将煤泥水系统煤泥泵送到水力分级旋流器分级，溢流进入一次浮选设备分选，底流进入液固流化床分选机分选，一次浮选精煤和粗粒精煤泥混合“掺粗”后进入卧式沉降过滤式离心脱水机脱水回收，卧式沉降过滤式离心脱水机的滤液和离心液进入二次浮选设备分选，二次浮选精煤采用快开压滤机进行脱水，粗粒尾煤泥经高频筛脱水后的筛上产物掺入中煤产品，高频筛的筛下水和一次浮选尾煤、二次浮选尾煤、精煤快开压滤机滤液混合进入尾煤浓缩机、压滤机脱水回收。以此获取低灰分、水分及高回收率的优质精煤，不仅解决了浮选尾煤“跑粗”问题，而且解决了高灰难选粗、细煤泥的高精度分选技术难题。

Description

高灰难选煤泥的分级分选及脱水方法

技术领域

本发明涉及煤泥分选技术，尤其涉及一种适用于高灰难选煤泥中粗、细煤泥高效分级分选及脱水的方法。

背景技术

煤炭作为我国主要能源，在一次能源生产和消费总量中所占比例在未来相当长的时期内均将维持在70%左右。为满足经济高速发展对能源的需求，煤炭开采量逐年增加，煤炭洗选任务十分艰巨。随着采煤机械化程度的提高、煤矿开采深度不断加深；我国煤炭资源本身细、杂、难的特点；市场对精煤的质量要求日益苛刻，精煤灰分越来越低的要求；加之大型重介质旋流器分选设备及工艺的推广，综合导致入浮煤泥量增大、灰分越来越高、难选和极难选煤比例增大、分选越来越困难。

现如今，浮选是分选细粒煤泥最成熟、有效的方法，煤泥混合浮选工艺也因其工艺简单、易于管理，在世界范围内得到广泛应用。然而，随着高灰难选煤泥的比例增大，煤泥混合浮选日益凸现出其致命弱点：分选粒度范围过宽，不能同时兼顾粗、细煤泥的浮选要求。导致粗粒精煤回收率低，尾煤灰分过低；高灰细泥夹带污染精煤，浮选精煤灰分高。因此，煤泥混合浮选工艺存在产品质量超标、资源浪费、环境污染等问题，严重制约企业的经济效益。

鉴于上述问题，唐山国华科技有限公司倡导不脱泥重介工艺精煤带出的煤泥采用两次浮选、双段脱水回收工艺流程，其独特的分级浮选和脱水技术，一定程度上满足了粗、细煤泥的不同可浮性和过滤特性要求，在选煤厂得到了一定应用及推广。但该工艺在处理粗粒煤泥灰分较高和高灰细泥含量大的煤泥时，存在以下不足：（1）介于重介旋流器有效分选下限和浮选有效分选上限之间的粗粒煤泥在重介旋流器中得不到有效分选，灰分较高。这部分煤泥经脱水后直接掺入精煤产品，导致重介精煤“背灰”。（2）大量高灰细泥随沉降过滤式离心脱水机的滤液和离心液进入二次浮选，导致二次浮选煤泥粒度极细且可浮性差，常规浮选机不能满足此类煤泥二次浮选的要求，浮选精煤灰分偏高，同样导致重介精煤“背灰”。上述两种“背灰”现象均严重影响最终商品精煤的数质量。因此该工艺仍需要进一步完善，尤其是在实现对高灰难选煤泥中的粗、细煤泥高精度分选和高效脱水方面采取措施。故开发出适宜高灰难选煤泥中粗、细煤泥高效分选及脱水的工艺技术已成为煤炭资源高效清洁利用亟待解决的难题之一。

发明内容

发明目的：为了克服现有煤泥浮选工艺处理高灰难选煤泥中粗、细煤泥存在的不足之处，本发明提供一种成本低、投资少、工艺合理、分选效率高、经济效益显著的高灰难选煤泥高效分级分选及脱水方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

高灰难选煤泥的分级分选及脱水方法，包括如下步骤：

（1）将煤泥水系统煤泥送至水力分级旋流器中进行分级：分级后溢流送入一次浮选设备进行分选，得到一次浮选精煤和一次浮选尾煤；分级后底流送入粗粒精煤泥分选设备进行分选，得到粗粒精煤泥和粗粒尾煤泥；

（2）将一次浮选精煤和粗粒精煤泥混合掺粗后，送至第一脱水设备进行脱水回收，得到粗精煤泥、第一脱水滤液和脱水离心液；第一脱水滤液和脱水离心液进入二次浮选设备进行分选，得到二次浮选精煤和二次浮选尾煤；

（3）将二次浮选精煤送至第二脱水设备进行脱水回收，得到粗精煤泥和第二脱水滤液；

（4）将粗粒尾煤泥送至高频脱水筛进行脱水：高频脱水筛的筛上产物掺入中煤产品；高频脱水筛的筛下水和一次浮选尾煤、二次浮选尾煤以及第二脱水滤液混合后依次送至尾煤浓缩机和尾煤压滤机进行脱水回收，得到尾煤泥和滤液；尾煤压滤机得到的压滤机滤液返回尾煤浓缩机，尾煤浓缩机得到的溢流作为循环水。

优选的，所述一次浮选设备为浮选机，二次浮选设备为浮选柱；浮选机对分选较粗粒煤泥具有明显优势，浮选柱对分选细粒及微细粒煤泥具有明显优势。

优选的，所述粗粒精煤泥分选设备为液固流化床分选机；采用液固流化床分选机能够实现高灰难浮粗粒煤泥的高精度分选，可以填补重选与浮选技术有效分选粒度范围之间的缺口，并且可同时提高大型高效重介旋流器的有效分选粒度下限和降低浮选机或者浮选柱的有效分选粒度上限；充分发挥各种分选设备的分选优势，实现对原煤各粒级的高精度分选，提高了综合精煤回收率。

优选的，所述第一脱水设备为卧式沉降过滤式离心脱水机；卧式沉降过滤式离心脱水机可脱除含有较多高灰分泥质的离心液、滤液，降低高灰分细泥对粗粒精煤的污染，稳定商品精煤灰分；同时脱出的离心液、滤液采用浮选柱进行精选，离心液、滤液的精选作用，进一步降低高灰细泥对精煤的污染，而且提高了总的精煤回收率。

优选的，所述第二脱水设备为快开压滤机。

根据粗、细粒精煤过滤特性采用沉降过滤式离心脱水机和快开压滤机过滤结合的分级脱水技术，能够实现粗、细精煤泥的高效脱水，保证最终商品精煤水分。

有益效果：本发明提供的高灰难选煤泥的分级分选及脱水方法，工艺流程合理、运行成本低、投资少、工艺合理、分选效率高、经济效益显著；同时合理组合各种分选设备，能够充分发挥各种分选设备的分选优势，实现对原煤各粒级的高精度分选，提高了综合精煤回收率。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为实现本发明的设备结构示意图；

图1中，“+”表示底流、筛上、尾矿或脱水产物，“-”表示溢流、筛下、精矿或滤液；

图2中，1-煤泥水系统煤泥，2-水力分级旋流器溢流，3-水力分级旋流器底流，4-一次浮选药剂，5-一次浮选入料，6-一次浮选精煤，7-一次浮选尾煤，8-液固流化床分选机溢流，9-液固流化床分选机底流，10-高频脱水筛筛上物，11-高频脱水筛筛下物，12-卧式沉降过滤式离心脱水机入料，13-卧式沉降过滤式离心脱水机脱水产物，14-卧式沉降过滤式离心脱水机滤液、离心液，15-二次浮选药剂，16-二次浮选入料，17-二次浮选精煤，18-二次浮选尾煤，19-精煤快开压滤机滤饼，20-精煤快开压滤机滤液，21-尾煤浓缩机溢流，22-尾煤浓缩机底流，23-尾煤压滤机滤饼，24-尾煤压滤机滤液；

图2中，A-煤泥水桶、B-水力分级旋流器给料泵、C-水力分级旋流器、D-第一搅拌桶、E-一次浮选设备、F-第二搅拌桶、G-液固流化床分选机、H-粗精煤泥池、I-卧式沉降过滤式离心脱水机给料泵、J-卧式沉降过滤式离心脱水机、K-二次浮选设备、L-高频脱水筛、M-中煤胶带运输机、N-细精煤泥池、O-快开压滤机给料泵、P-快开压滤机、Q-精煤胶带运输机、R-尾煤浓缩机、S-循环水池、T-浓缩机底流泵、U-尾煤压滤机、V-尾煤胶带运输机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1所示为一种高灰难选煤泥的分级分选及脱水方法，包括如下步骤：

（1）将煤泥水系统煤泥送至水力分级旋流器中进行分级：分级后溢流送入一次浮选设备进行分选，得到一次浮选精煤和一次浮选尾煤；分级后底流送入液固流化床分选机进行分选，得到粗粒精煤泥和粗粒尾煤泥；

（2）将一次浮选精煤和粗粒精煤泥混合掺粗后，送至卧式沉降过滤式离心脱水机进行脱水回收，得到以+0.045mm粒度级别为主的粗精煤泥、以-0.045mm粒度级别为主的高灰细煤泥滤液（即第一脱水滤液）和脱水离心液；第一脱水滤液和脱水离心液进入二次浮选设备进行分选，得到二次浮选精煤和二次浮选尾煤；

（3）将二次浮选精煤送至快开压滤机进行脱水回收，得到粗精煤泥和第二脱水滤液；

（4）将粗粒尾煤泥送至高频脱水筛进行脱水：高频脱水筛的筛上产物掺入中煤产品；高频脱水筛的筛下水和一次浮选尾煤、二次浮选尾煤以及第二脱水滤液混合后依次送至尾煤浓缩机和尾煤压滤机进行脱水回收，得到尾煤泥和滤液；尾煤压滤机得到的压滤机滤液返回尾煤浓缩机，尾煤浓缩机得到的溢流作为循环水；

其中，所述一次浮选设备为浮选机，二次浮选设备为浮选柱。

本案通过粗煤泥液固流化床分选、细煤泥调浆、加药后浮选机粗选、粗精煤泥脱水后滤液浮选柱精选以及粗、细精煤泥分别采用沉降过滤式离心脱水机和快开压滤机脱水的方法，最大可能的获取低灰分、水分及高回收率的优质精煤。粗煤泥液固流化床高效分选技术与分级浮选、脱水的有机结合，可满足不同粒度特性煤泥的分选要求，不仅解决浮选机或者浮选柱对粗粒煤泥回收效果不佳导致的尾煤“跑粗”问题，而且泡沫浮选柱分选微细及微细粒的优势可尽可能降低高灰难浮细泥对精煤的污染，同时实现高灰难选粗、细煤泥的高精度分选。通过该工艺分选高灰难选煤泥，既可保质，又可保量，能够很好地解决高灰难选煤泥分选产品质量与回收率之间的矛盾。

如图2所示，为实现本案的一种设备结构，包括煤泥水桶A、水力分级旋流器给料泵B、水力分级旋流器C、第一搅拌桶D、一次浮选设备E、第二搅拌桶F、液固流化床分选机G、粗精煤泥池H、卧式沉降过滤式离心脱水机给料泵I、卧式沉降过滤式离心脱水机J、二次浮选设备K、高频脱水筛L、中煤胶带运输机M、细精煤泥池N、快开压滤机给料泵O、快开压滤机P、精煤胶带运输机Q、尾煤浓缩机R、循环水池S、浓缩机底流泵T、尾煤压滤机U、尾煤胶带运输机V。

煤泥水桶A中的煤泥水系统煤泥1由水力分级旋流器给料泵B送入水力分级旋流器C进行分级作业，产生后水力分级旋流器溢流2和水力分级旋流器底流3。

水力分级旋流器溢流2经管道自流至第一搅拌桶D，加一次入浮选药剂4，经叶轮搅拌均匀后制成固体含量80～120g/L的矿浆作为一次浮选入料5，自流进入一次浮选设备E中进行一次浮选作业，产生一次浮选精煤6和一次浮选尾煤7；一次浮选设备采用浮选机。

水力分级旋流器底流3自流经管道进入液固流化床分选机G，分选得到液固流化床分选机溢流8和液固流化床分选机底流9。

一次浮选精煤6和液固流化床分选机溢流8共同进入粗精煤泥池H，混合后作为卧式沉降过滤式离心脱水机入料12，经卧式沉降过滤式离心脱水机给料泵I送入卧式沉降过滤式离心脱水机J进行脱水作业，得到卧式沉降过滤式离心脱水机脱水产物13和卧式沉降过滤式离心脱水机滤液、离心液14。

液固流化床分选机底流9经管道自流进入高频脱水筛L脱水回收，得到高频脱水筛筛上物10和高频脱水筛筛下物11。

卧式沉降过滤式离心脱水机滤液、离心液14经管道自流第二搅拌桶F，加入二次浮选药剂15，经叶轮搅拌均匀后制成固体含量60～100g/L的矿浆作为二次浮选入料16，自流进入二次浮选设备K中进行二次浮选作业，产生二次浮选精煤17和二次浮选尾煤18；二次浮选设备采用浮选柱。

二次浮选精煤17进入细精煤泥池N，经快开压滤机给料泵O送至快开压滤机P进行脱水作业，得到精煤快开压滤机滤饼19和精煤快开压滤机滤液20。

一次浮选尾煤7、二次浮选尾煤18、高频脱水筛筛下物11和精煤快开压滤机滤液20共同作为尾煤浓缩机R的入料，浓缩澄清后得到尾煤浓缩机溢流21和尾煤浓缩机底流22。

尾煤浓缩机溢流21经管道自流至循环水池S作为选煤厂的循环水循环利用；尾煤浓缩机底流22由浓缩机底流泵T送入尾煤压滤机U脱水回收，得到尾煤压滤机滤饼23和尾煤压滤机滤液24。

尾煤压滤机滤饼23作为尾煤产品进入尾煤胶带运输机V；尾煤压滤机滤液24返回尾煤浓缩机R澄清净化。

卧式沉降过滤式离心脱水机脱水产物13和精煤快开压滤机滤饼19共同作为最终精煤产品，经精煤胶带运输机Q转载运输。

高频脱水筛筛上物10作为中煤产品，经中煤胶带运输机M转载运输。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.高灰难选煤泥的分级分选及脱水方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）将煤泥水系统煤泥送至水力分级旋流器中进行分级：分级后溢流送入一次浮选设备进行分选，得到一次浮选精煤和一次浮选尾煤；分级后底流送入粗粒精煤泥分选设备进行分选，得到粗粒精煤泥和粗粒尾煤泥；

（2）将一次浮选精煤和粗粒精煤泥混合掺粗后，送至第一脱水设备进行脱水回收，得到粗精煤泥、第一脱水滤液和脱水离心液；第一脱水滤液和脱水离心液进入二次浮选设备进行分选，得到二次浮选精煤和二次浮选尾煤；

（3）将二次浮选精煤送至第二脱水设备进行脱水回收，得到粗精煤泥和第二脱水滤液；

（4）将粗粒尾煤泥送至高频脱水筛进行脱水：高频脱水筛的筛上产物掺入中煤产品；高频脱水筛的筛下水和一次浮选尾煤、二次浮选尾煤以及第二脱水滤液混合后依次送至尾煤浓缩机和尾煤压滤机进行脱水回收，得到尾煤泥和滤液；尾煤压滤机得到的压滤机滤液返回尾煤浓缩机，尾煤浓缩机得到的溢流作为循环水。

2.根据权利要求1所述的高灰难选煤泥的分级分选及脱水方法，其特征在于：所述一次浮选设备为浮选机，二次浮选设备为浮选柱。

3.根据权利要求1所述的高灰难选煤泥的分级分选及脱水方法，其特征在于：所述粗粒精煤泥分选设备为液固流化床分选机。

4.根据权利要求1所述的高灰难选煤泥的分级分选及脱水方法，其特征在于：所述第一脱水设备为卧式沉降过滤式离心脱水机。

5.根据权利要求1所述的高灰难选煤泥的分级分选及脱水方法，其特征在于：所述第二脱水设备为快开压滤机。