快开式隔膜压滤机在浮选精煤脱水应用

2022/05/22 分类:技术文献 685

引言

唐山矿业分公司选煤厂是一座矿井型选煤 F,年设计处理能力300万吨。 2005年进行了重介质分选工艺改造，采用三产品重介质旋流器主选，煤泥重介选、浮选联合工艺流程。小于0.5 mm级煤泥直接浮选，浮选精煤脱水系统采用 2台GPJ-72型加压过滤机和2台PG-116型圆盘式真空过滤机。随着矿井原煤煤质下降及市场形势的变化，生产能力不足的矛盾日益突出，加上圆盘式真空过滤机不断老化，其产品水分高达 26%左右，严重制约了选煤生产。为此，选煤厂引进了1台 KZG600/2000 – U/XBK型快开式隔膜压滤机代替2台圆盘式真空过滤机, 以解决浮选精煤脱水系统存在的问题。

脱水系统存在的问题

唐山矿业分公司选煤厂浮选精煤脱水系统主要存在以下问题：

加压过滤机和真空过滤机对入料粒度的适应性差，当细粒级煤泥含量大时，滤饼薄且水分大，处理能力大幅度降低，不能满足浮选精煤全部脱水的需要。为确保煤泥水系统的平衡，就必须减少原煤入洗量，从而严重影响选煤厂的产量和经济效益。
加压过滤机和真空过滤机的滤布破损率高，滤液浓度高达90g/L以上，大量滤液返回浮选机再次分选，增加了浮选机的工作负荷，对分选效果造成重大影响。
真空过滤机及其附属设备耗电量大，1 台功率为4kW的PG-116型圆盘式真空过滤机需要配备1台功率为185kW的真空泵和1台功率为40kW的压风机，总功率达到229 kW。
真空过滤机设备老化，产品水分高。

KZG600/2000 – U/X型快开式隔膜压滤机的结构与工作原理

KZG600/2000 – U/XBK型快开式隔膜压滤机是集机、电、液于一体的分离机械设备，由机架、过滤机构、液压机构、卸料机构和电器控制机构五大部分组成，快开式隔膜压滤机工作中，物料在进料泵的推动下，经止推板的进料口不断进入各滤室内，滤浆借助进料泵产生的压力实现固液分离，由于滤布的作用，固体留在滤室内形成滤饼，滤液由排液阀排除。过滤期结束后即停止入料，滤饼的进一步脱水是采用压缩空气充填隔膜，由隔膜变形产生两维方向的压力，破坏颗粒间形成的拱桥，将残留在颗粒空隙间的滤液挤出；滤饼中的毛细水则通过强气流进行穿流置换排出，从而最大限度地降低滤饼的水分。卸料过程自动控制，滤板分段拉开，设计采用圆环链拉开滤板组，几块滤板一次拉开，工作效率高。且滤板拉开时采用链传动，合拢时采用液压缸传动，既实现了快速卸料，又保证了滤板快速、可靠地压紧。同时，这种拉开、合拢设计保证了卸料时滤板的抖动，使卸料更加彻底便捷，而在合拢时滤板不抖动，避免了滤布折损的问题，既节约了材料消耗，又提高了生产效率。

压滤机的应用效果

唐山矿业公司选煤厂完成浮选精煤脱水系统改造，快开式隔膜压滤机与加压过滤机配合作业。浮选精煤首先自流到储料桶，由于储料桶底流粒度相对较粗，故采用加压过滤机脱水，溢流粒度相对较细，采用快开式隔膜压滤机脱水，应用效果良好。

快开式隔膜压滤机相对真空过滤机耗电量低，1台快开式隔膜压滤机功率为 1 kW, 若按两台过滤机总功率为458 kW,每天生产18 h,年生产330 d计算，每年可节约用电：(458 -83. 1) x 18 x 330 = 222. 6906(万 kW • h)。
唐山矿业公司选煤厂浮选精煤细粒级含量高，通过3次对浮选精煤进行筛分试验分析 (见表1),可看出粒度小于120网目煤泥达到 78%以上。加压过滤机和真空过滤机受细粒级煤泥的影响大，生成滤饼薄且水分偏高，处理能力低，而快开式隔膜压滤机不受物料粒度影响，压滤周期在20 min左右，有效提高了浮选精煤脱水能力，确保了生产的稳定性。
快开式隔膜压滤机通过隔膜压榨进一步脱水，有效降低了滤饼水分。分别对圆盘式真空过滤机和KZG300/1600 – U/XBK型快开式隔膜压滤机过滤产品进行5次取制样化验分析，结果看出，快开式隔膜压滤机产品较真空过滤机产品水分降低了10百分点以上，不但保证了产品质量，满足了用户要求，而且节约了运输成本。
快开式隔膜压滤机和加压过滤机配合使用后，压滤液浓度在1g/L以下，总滤液浓度由原来的90g/L以上降低到30g/L左右，提高了煤泥的处理能力，改善了煤泥水系统的细泥积聚现象，不但降低了浮选机的工作负荷，而且改变了浮选入料的粒度组成，减少了细泥含量，改善了浮选机的分选效果。

生产中应该注意的问题

快开式隔膜压滤机卸料快，工作效率高，造成了生产的间断性和集中性。由于浮选精煤和重介质精煤质量不同，浮选精煤产品在运输和装仓过程中不能与重介质精煤产品进行有效混掺，致使综合精煤的均质性下降，可通过完善工艺缓解这一问题，提高精煤产品的均质性。

选煤厂针对快开式隔膜压滤机能够有效脱水分离细粒级煤泥的特点，浮选精煤通过储料桶分级后，较细粒级的溢流由快开式隔膜压滤机进行脱水，较粗粒级的底流由加压过滤机进行脱水。加压过滤机采用圆盘给料机卸料，速度相对较慢，物料能够较好的与重介质精煤均匀混掺。加压过滤机和快开式隔膜压滤机配合使用，一定程度上缓解了综合精煤均质性差的问题。也可采用沉降过滤离心机与快开式隔膜压滤机配合使用，利用沉降过滤离心机连续作业的特点先分离较粗颗粒物料，再由快开式隔膜压滤机对沉降过滤离心机的离心液和过滤液进行脱水分离，以缓解综合精煤均质性差的问题。
在快开式隔膜压滤机产品运输过程中设置缓冲仓，再由给料机均匀掺入到重介质精煤，可有效的保证综合精煤产品的均质性。过导向漏斗分配到1号、2号<P45m浓缩机。1号浓缩机底流进入压滤系统，由3台500m2/台 K2G500/2000-U快开隔膜压滤机处理，回收的煤泥运往储煤场，滤液返回到2号浓缩机。2号浓缩机底流进入沉降离心机系统，由2台 LWZ1400 X 2000A型卧式沉降离心机及1台高频筛脱水，回收的粗煤泥掺入末中煤，滤液返回1 号浓缩机，1号、2号浓缩机溢流用作循环水。近年来，随着井下原煤开采深度增加，煤层中夹杂泥质页岩现象较为突出。泥质页岩遇水泥化，原煤中高灰细泥明显增多，煤泥水沉降速度变慢，导致浓缩机底流浓度不足300g/L,压滤周期延长，处理量大大降低。