浮选精煤的脱水.doc

第六节浮选精煤的脱水浮选机选出的精煤呈泡沫状，且随着浮选过程各有关工艺条件的不同，浮选精煤泡沫产品中的固体含量也不同，一般均在250-400g/l 左右，所以浮选精煤泡沫产品必须进行脱水才能使浮选精煤满足贮运的要求。浮选精煤的脱水一般在过滤机中进行，浮选精煤过滤脱水后的滤饼水分，随精煤性质和过滤机性能的不同而异，通常滤饼水分在20%-30%之间。如果用户对精煤水分有更高的要求（如出口煤水分须在8%以下）或者浮选精煤单独外运时，必须使浮选精煤的水分降得更低。水是煤中的杂质，含水量高的煤不利于用户使用和冬季运输，且增加货运量，浪费运输财力；因此，选煤厂的出厂产品须尽量降低水分。一、影响过滤效果的主要因素浮选泡沫产品的过滤脱水是一个极其复杂的工艺过程，受多方面因素的影响。这些因素大致包括如下几个方面：1. 入料粒度组成入料的粒度组成均匀且平均粒度较粗时，可得到较低水分的滤饼。这是因为入料粒度组成均匀，可在粗粒构成的间隙中充填适当的细粒煤。这样构成的滤饼既有利于水的渗透，又不致于使滤饼的通气性太好而使滤扇内部的真空度下降。煤粒在其表面吸附水。平均粒度较粗的煤泥，其单位重量的总表面积较小，故过滤后单位重量煤泥表面携带的水分也较少，因此可得到较低水分的产品。如果过滤的入料中细粒含量较多（小于120 网目占80%以上）时，适当掺入一些低灰分的粗煤泥（如角锥沉淀池底流经旋流器分级后的粗煤泥），可改善过滤效果，降低滤饼水分。但掺入的粗煤泥量不宜太多，而且粒度不应大于2mm否则物料在过滤机槽内容易分层、产生沉淀，使过滤机不能正常工作。入料中极细粒（小于200 网目）含量较多，尤其是细泥杂质含量较多时，过滤效果将显著恶化。表现在滤饼变薄且水分较大，滤饼卸落困难，滤液中固体含量较多等方面。2. 入料浓度在其它条件不变的情况下，提高过滤机入料浓度，滤布上可沉积更厚的煤饼，这对提高过滤机的处理能力十分有意。由于入料浓度增加，获得同样厚度的煤饼所析出的滤液量少，形成必要厚度的滤饼所需的吸滤时间短，而滤液中的固体颗粒主要是滤扇处在过滤区时因矿浆中水的渗透而携带进来的，所以滤液中固体的流失随入料浓度的增加而减少。另外，提高过滤机的入料浓度还有利于增加机槽中矿浆的稳定性，减弱矿浆中粗粒的分层作用，这对粗粒含量高的矿浆过滤尤为重要。但入料浓度过大时，形成的滤饼过厚，过滤阻力太大，致使过滤效果变差，滤饼水分增加；所以过滤入料浓度不宜过高。过滤入料浓度一般以350-400g/l . 时过滤效果较好。3. 矿浆粘度矿浆粘度对过滤效果的影响是显而易见的。如果矿浆粘度较大，就会大大降低滤饼增厚速度，使滤饼变薄、脱水效果变差。影响浮选泡沫产品粘度的因素主要是泡沫产品中细泥含量和浮选药剂的性能。过滤入料中细泥含量较高时，矿浆粘度增大。此时不但滤饼较薄，而且因滤饼中大量细泥时存在而使过滤阻力增大，致使滤饼水分较大。煤泥浮选过程中使用的起泡剂，尤其是粘性较大的起泡剂（如煤焦油），对过滤也有不良影响。因为它们常生成稳定、牢固的泡沫，这不但提高了过滤机入料的粘度，而且泡沫吸附在滤扇上时也增加了脱水的困难。使用能产生脆性和易消泡的药剂，对过滤效果影响不大。在选择和使用浮选药剂时，要选择对泡沫产品脱水不产生不良影响的起泡剂。入浮矿浆浓度和刮泡量的大小都会影响浮选精煤中细泥的含量，生产中应引起重视。在操作过程中，要尽量减少浮选精煤中细泥的含量，为其过滤脱水创造良好的条件。4. 真空度真空度越高，过滤机处理量越大，滤饼水分越低。真空过滤机一般应在400-500mmHg的条件下工作。目前，多数真空过滤机的真空度只能保持在200mmHg左右，造成过滤机单位面积处理能力低和滤饼水分高。影响过滤机真空度的因素很多，除过滤系统的工作状况外，还与机槽中矿浆液位的高低等操作因素有关。下面讨论的是提高过滤机真空度的有关措施。1）加强真空泵的维护和检修，使真空泵有足够的真空度和抽气量，保证过滤机达到0.6-0.8m3/m2min 抽气量和400mmHg 以上的真空度。真空泵的抽气量不足是真空度低的主要原因，而真空泵有关部件的磨损是造成抽气量不足的主要原因，所以必须使真空泵部件保持在技术规定的条件下。经验表明使用软化水冷却真空泵效果较好；如使用硬水，应定期清除泵内积存的污垢。由于冷却水又是水环式真空泵的工作介质，所以加入的冷却水必须适量，过多、过少都会降低真空泵的抽气能力，冷却水的温度应以30左右为宜。2）要保持真空系统处于良好的密封状态。管道的接缝处、过滤机中空轴与滤扇连接处应无漏气现象。对采用自动卸水装置的气水分离器要经常清理，及时检修，保持阀门开闭灵活。3）经常调整分配头的摩擦片，磨损严重的部件要及时更换。4）经常清洗滤布和滤扇，发现破损及时修补。5）过滤机槽中的矿浆液面要保持一定的高度，以免当滤扇处在过滤区时矿浆不能完全淹没扇面，避免过滤系统与大气相通而影响滤扇内的真空度。5. 过滤机转速过滤机转速决定过滤机吸滤时间和干燥时间，因而影响着滤饼的厚度和水分。随着吸滤时间的增加，滤饼厚度增加；滤饼的水分随干燥时间的延长而降低；到一定时间后滤饼增厚速度和水分下降速度变得平缓。所以，要同时考虑过滤机的处理能力和滤饼水分来选择过滤机的转速。对于一定性质的入料，在一定的真空度下，应有一个合适的滤饼厚度及相应的过滤时间，保证形成这一合适厚度的滤饼所需的过滤时间，就是确定过滤机转速的前提条件。在实际生产中，选择过滤机转速的依据是：入料的粒度组成、入料浓度、煤饼厚度和卸料效果等。入料中粗粒较多时，为了避免不上滤饼或滤饼薄厚不均（矿浆分层所致），过滤机往往采用较快转速。入料浓度较大时，滤饼增厚速度较快，为了保证滤饼水分，宜采取较快的转速，以避免滤饼过厚而影响产品水分。入料浓度较小或入料中细粒含量多时，滤饼的增厚速度较慢，滤饼卸落效果差，这时宜采用较低的过滤机转速。6. 卸料效果圆盘式真空过滤机靠压风吹落实现卸料，在吹落滤饼的同时也清扫了滤布。滤饼脱落是否彻底，影响着过滤机的处理能力和滤饼水分。压风由瞬时吹风装置采控制，其卸料效果取决于风压、风量和吹风相位。因此要保持压风系统密封良好，风包的容量要足够大，风阀开启要灵活。随着浮选精煤中细粒级含量的增多，吹风风压有所提高，一般为0.3-0.5kg/cm2，但是风压过大会使滤布的损坏加剧。吹风风量以0.2-0.5 m3/m2min为宜。在实际生产中，吹风压力的确定受多方面因素的影响，如滤饼厚度、粘性、滤布性质和滤布的工作状态以及是否使用凝聚剂等，所以应视具体情况来选定风压。7.滤布和滤板滤布的性质对过滤效果有一定的影响。在选择滤布时，不但要考虑到经济效果，同时要考虑到它的脱水性能。滤布是覆盖在滤板表面的一层过滤网膜。滤布的孔径越大，滤布的过滤阻力越小，但滤液中固体流失将增多。由于过滤初始阶段，矿浆中的固体颗粒在滤布上形成小拱，这些小拱不仅能阻滞较大的颗粒通过，而且也阻滞更细的颗粒通过，从而形成比滤布更致密的滤饼层。为避免在小拱形成的过程中大量的细粒随滤液渗透到滤扇内而流失，对于细粒含量较多的入料，要选用较小孔径的滤布。对粗粒含量较多的入料，可选用较大孔径的滤布，以利于水分的渗透。一般过滤浮选精煤用孔径为60-80 网目的滤布。滤布的材料对滤饼的水分和卸料效果也有影响，如不锈钢丝滤布较尼龙滤布好。目前，我国选煤厂多使用尼龙或不锈钢丝滤布。滤板对滤饼的脱水效果也有一定的影响。铝制的扇形滤板较木质和竹质的滤板脱水效果好，可降低水份2%-4%，塑料滤板脱水效果更好。8. 入料方式过滤机的入料方式很重要。浮选精煤在流动中，特别在受到冲击作用后，会产生大量泡沫。这些泡沫浮在过滤机槽矿浆液面。当携带有滤饼的滤扇露出矿浆面时，它们就会挂在滤饼的表面上。由于它的粘性大，在干燥区也很难使其水分降低，致使滤饼水分增大；因此要尽最避免在过滤机槽中矿浆的液面上给料，以免入料冲击矿浆面而产生大量的泡沫。在实际生产中，大多采用在过滤机槽内液面下入料的方式。在生产过程中，不断用压力水喷洒过滤机槽内的液面，可收到消泡和降低滤饼水分的效果。当然喷水量不宜过大，以免影响过滤矿浆的浓度。二、浮选精煤过滤的操作管理对浮选精煤过滤的要求是滤饼水分达标，滤液中固体损失少。通常多采用滤饼水分、滤液中固体损失和过滤机的处理量这三个技术指标来评价浮选精煤的过滤效果。滤饼水分：滤饼中水分的百分含量（%）。滤液中固体损失：它的表示方法有两种，其一是指滤液中的固体物含量（g/l）；其二是指滤液中的固体物占入料中固体物的重量百分数（%）。过滤机处理能力：过滤机单位时间内生产的滤饼重量（t/h）或过滤机单位过滤面积在单位时间内生产的滤饼重量（t/m2h）。计算时要折算成原煤计量水分时的滤饼重量。下面以圆盘式真空过滤机为例说明浮选精煤过滤的操作管理。（一）过滤机的操作和维护1. 过滤机入料量的调整稳定过滤机的入料量以保证过滤机槽内矿浆液位高度的稳定很重要，只有这样才能保证最充分地利用全部过滤面积和保证足够的过滤时间。如果机槽内矿浆液面过低，就会使滤扇面靠近空心主轴的部位不能被矿浆淹没（或煤泥覆盖不严）而漏风，导致过滤机真空度下降。矿浆面越低，真空度下降越严重。矿浆面低还会导致扇面上滤饼厚薄不均，出现周边厚、中间薄的现象。这不但造成滤饼水分增高，还会影响滤饼的卸落效果，使过滤机的处理能力下降。总之，适当的机槽内矿浆液位是获得理想过滤机的处理能力和滤饼水分的前提条件。为了稳定过滤机内矿浆液位的高度，一些选煤厂用淌溢流的方法进行控制，即在过滤机入料量大于处理量的情况下产生溢流，以保持矿浆液位的稳定。此法的缺点是有一部分煤浆循环，从而造成带泡沫煤浆的运输困难，加之循环运输中煤泥进一步粉碎，细颗粒增加，势必恶化过滤效果。近年来，一些选煤厂已实现了过滤机入料的自动控制，有效地解决了这一问题。2.时刻注意入料性质的变化入料性质的变化，如粒度组成、矿浆浓度和粘度等的变化都会明显地在滤饼上反映出来。生产实践证明：入浮矿浆浓度过大时，滤饼粘性增加，表面常有一层粘浆；浮选刮泡量过多或带浆时，滤饼变薄，水分增大；当起泡剂用量过大时，滤饼发粘，水分大，有油光，有时甚至可闻到油味。滤饼的变化能及时地反映出浮选操作过程中的反常情况。只要过滤机操作工注意观察，就能为浮选操作提供可靠的信息，以帮助浮选工及时纠正操作中的失误，为改善浮选指标和精煤的过滤创造条件。3. 滤布的修补和更换滤布虽具有较高的机械强度，但过滤过程中滤布不断受到负压和吹风的往复压力作用，又受到机械摩擦和矿浆的腐蚀，使用一段时间后，滤布会产生变形、老化和损坏。滤布的工作状态将直接影响过滤机的处理能力、滤饼水分和滤液中的固体含量。滤布磨损破裂，其裂口即成为漏风的缺口，使过滤机的真空度下降，滤饼水分增大。煤浆从缺口处被吸入空心轴，又增加了滤液中的固体损失。滤孔堵塞就会使滤扇的有效过滤面积减小。滤孔被堵塞后，滤布上的滤饼厚薄不均，这不但使过滤机的处理能力下降、滤饼水分增大，也使卸料效果变坏。损坏了的滤布应及时修补或更换。修补滤布不应简单地进行贴补。因为贴补的地方具有了双层滤布，吸入煤泥后会成为死区，不能起到过滤作用。对滤布上的孔眼应挖补。滤布的更换是过滤机操作中经常而繁重的工作。更换滤布时应注意：1)滤布套在滤扇上应平整贴服、松紧适宜。要求在吹风时滤布能稍离滤扇，这有助于将滤饼抖落。滤布不宜过松，以免在抽气时起皱褶，甚至贴在滤扇沟槽中，影响过滤效果。2）滤扇轴径部件的滤布要扎紧，顶部和侧边的接合处要缝制严密，并紧紧压在压条和拉条下，不能出现开口和漏洞。3）滤扇轴颈插入真空轴的接口处一定要加胶圈并垫平压紧，防止在此处吸入矿浆。4）装好滤扇后，同一圆盘上的滤扇应平整，不能偏斜突出，压条螺帽应上紧，以免在运转中损坏滤扇。另外，在人工辅助卸料或清扫滤饼时，用力不宜过猛，以免损坏滤布。不论修补或更换滤布，都要彻底地清扫、洗刷滤布，以清除滤布上沉积的污垢，这将提高滤布的脱水性能，延长使用寿命。4. 滤饼的卸落为了保证滤饼的卸落效果，在操作中要做好以下工作。1）保证压风系统在良好的技术状态下工作，使系统的风压、风量达到指标要求，瞬时吹风装置和有关管路要动作灵敏、准确和严密。2）分配头与真空轴端端分配垫间接触要良好，稍有接触不平就会出现串风现象而干扰过滤过程各工作带的工作，吹不下滤饼。3）滤布的工作状态对滤饼的脱落有很大影响。发现滤布被堵塞要及时清除或更换，否则吹不落滤饼。要及时清除吹不下的滤饼，否则滤饼经多次循环将更难吹落。4）压风吹落滤饼时，有时随之吹出一股水，这可能是由于吹风过早，吸入的滤液未能流尽所致。遇有这种情况应适当推迟吹风时间。此外，风包积水过多也可能造成上述现象，此时应排除风包中的积水。5）因滤饼过薄、发粘而影响卸料时，应从浮选和过滤两个操作环节中查找原因并及时解决。（二）几种不良现象的原因分析浮选精媒过滤脱水过程中常出现以下不良现象，下面对产生这些现象的原因加以分析。1. 过滤系统真空度低1）真空泵冷却水添加量少，水温高，影响泵的抽气作用。冷却水过多则充满泵腔，泵抽气量也少。2）管道系统复杂，管线长，弯头、阀门多，接缝处有漏风现象。3）过滤机本身有漏风现象，其原因有机槽中矿浆面过低，滤布破损而出现漏洞，滤扇轴颈与空心主轴接头处密封不严等。4）入料中粗粒（尤其是过粗粒）过多，滤饼中孔隙大或滤饼出现裂纹。5）滤饼过薄或厚、薄不均。6）多台过滤机采用并联真空过滤系统时，其中任何一台过滤机出现上述情况都会导致其它过滤机的真空度下降。由此可见，影响过滤系统真空度的因素很多，这说明需要从多方面加强管理，才能获得较高的真空度。2. 滤饼薄、水分高影响滤饼厚度和水分的有多方面因素。下面列举的是导致滤饼偏薄、水分偏高的部分原因。1）入料中细颗粒或泥杂质含量较多。2）入料浓度过低。3）浮选刮泡带浆或是泡沫积压过多时刮出粘浆，或是浮选起泡剂用量过多。4）过滤机槽内的矿浆面过低。5）滤孔堵塞严重。6）过滤机的真空度低。使滤饼水分过高的原因还有：1）过滤机槽中泡沫积压，泡沫既厚又粘，粘附在滤饼表面。2）滤饼出现极端的厚薄不均，致使滤扇上的滤饼水分不均、偏高。3）滤饼不脱落、多次循环，外面粘土一层厚厚的粘性矿浆。4）气、水分离器排液不畅。3. 滤液中固体含量高滤液中的固体含量与入料的粒度组成、入料浓度、滤饼厚度、真空度以及滤布孔径等因素有关。导致滤液中固体含量高的原因有：1）滤布有漏洞，滤扇轴颈和空心主轴的接合处不够严密。2）滤布孔径过大，或是在使用过程中滤布产生了严重的变形。3）入料浓度过低，滤饼薄，或是入料中细粒含量较多。如果滤液中固体含量过高的原因是滤布有漏洞或有变形，此时真空度将降低，从而导致滤饼变薄和水分增高。4. 滤饼过早脱落滤饼过早脱落是滤扇尚未进入卸料区滤饼就自行脱落的现象（通常是局部），它有时是从表层剥落，或滤扇刚露出矿浆面，已形成的滤饼即脱离滤布，造成这种现象的原因是：1）入料浓度过大，致使形成的滤饼过厚，滤扇内的负压不能将其顺利带起。2）过滤机槽中煤浆液面积存的泡沫多且发粘，并粘附在滤饼表面，将部分滤饼或滤饼的表层剥落下来。3）粗粒煤在矿浆中沉淀，致使滤扇周边形成较厚或肿瘤状不均匀滤饼，这部分最易脱落。这部分滤饼脱落后即产生漏洞，致使滤扇内真空度下降，进而引起更多的滤饼脱落。4）分配头串风，真空区串入吹风；分配头上吹风位置靠前而引起过早吹风。这两种情况都会导致滤饼过早脱落。解决上述问题的措施有：1）适当提高过滤机转速，以减薄滤饼厚度。2）用清水喷洒机槽内矿浆液面以消泡。3）在过滤机入料中加入聚丙烯酰胺等絮凝剂，以减弱矿浆分层和滤饼厚薄不均现象。4）调整吹风相位和分配头的过渡区宽度，以避免过早吹风或串风。三、助滤剂在浮选精煤过滤中的作用在浮选精煤的过滤过程中，常用的助滤剂是聚丙烯酰胺，它的使用不但能提高过滤机的处理能力，而且也使滤饼的水分有所降低、脱落效率得以改善。在过滤机的入料中添加聚丙烯酰胺，其主要作用表现为以下几个方面。1）聚丙烯酰胺使煤浆中许多细颗粒生