煤泥性质对压滤机选型的影响及改进措施

引言

压滤机于20世纪60年代已开始应用于选堞厂煤泥回收，在近半个世纪的发展过程中不断革新，但是仍存在处理效率低、滤饼水分高、自动化程度低、易喷浆等弊端。开发了KM系列快速隔膜压滤机。该系列压滤机拥有十几项专利技术，是目前国内最先进、最可靠的压滤机，部分技术已达到国际先进水平，具体特点如下。

• 采用大尺寸滤板，缩短了单个循环时间，高效压滤。与传统压滤机相比，当滤板过滤面积相同时，处理量是传统压滤机的3~4倍；若处理量相当，则整机紧凑、尺寸小、设备占地面积小。
• 多油亂压紧增强滤板密封性，不喷料。
• 隔膜二次压榨以及反吹系统设计，大大降低了产品水分。
• 滤板支撑的偏心结构使滤板摆动拉开,同时针对煤泥性质优选濾布，使得卸料过程中滤饼极易脱落。
• 自动化程度高，可实现压滤机及其附属设施的联机控制，以及集控室远程监控。

由此，KM系列压滤机已成为选煤厂煤泥回收设备的升级换代产品和设计院的主要选型设备。但是由传统选型方法选出的KM系列压滤机的处理量往往不能满足现场生产需要，甚至出现较大误差，其原因是选型时未考虑煤质变化(黏土矿物含量)对压滤机处理能力的影响。如果通过合理的药剂制度来调整，则可达到选型合理。

1.0煤泥中矿物成分对煤泥水的影响

煤泥中所含矿物可分为黏土矿物和非黏土矿物。黏土矿物主要为高岭石、蒙脱石、伊利石、绿泥石等；非黏土矿物主要为石英、非晶质、铁矿物等。非黏土矿物遇水不易泥化，不具有黏结性；而黏土矿物遇水易膨胀、泥化，悬浮于水中，具有较强的黏结性、吸附性、稳定性等。在压滤机入料浓度一定的前提下，随着黏土矿物含量的提高，煤泥泥化严重，煤泥水黏度增大，使得压滤机单个循环时间显著增加，严重影响了压滤机的过滤效率。例如，KM250/1600型压滤机用于某选煤厂浮选精煤脱水，由于该厂浮选系统运行不正常，造成浮选精煤煤质变化很大，压滤机单个循环时间达15~50min。分别对两个循环时间的煤泥进行小筛分分析，结果可以看出，单个循环时间为50min的煤泥中，小于0.045mm粒级的含量:为79.12%；而单个循环时间为15min的煤泥中，小于0.045mm粒级的含量为38.63%。这说明前者中的黏土矿物含量高，泥化严重，导致煤泥水细泥含量高，黏度大，增加了单个循环时间，严重降低了压滤机的脱水效率。为了进一步了解影响压濾机脱水效率的黏土矿物及其含量，分别对单个循环时间15min与50min时的煤泥进行了X-射线衍射分析，结果如表3所示。

表1单循环时间为15min的煤泥小筛分组成

粒度	产率	灰分	累计	平均
+0.5	9.41	6.30	100.00
0.5-0.25	10.19	7.70	90.59
0.25-0.125	18.32	9.10	80.40	13.09
0.125-0.074	16.68	11.80	62.08
0.074-0.045	6.77	13.70	45.40
-0.045	38.63	18.50	38.63

可知，煤泥所含黏土矿物主要为高岭石(K)、绿泥石(C)、伊利石和蒙脱石混层(1/S),且单个循环时间50min时煤泥黏土矿物含量为22.1%,远远大于循环时间15min时煤泥黏土矿物含量13.6%,从而说明煤泥黏土矿物含量对压滤机单个循环时间即处理量具有显著影响。

2.0压滤机的选型

2.1传统选型方法

常用的压滤机选型方法是用单位时间内压滤机的入料量乘以不均衡系数，所得的值与厂家提供的压滤机单位时间处理量相比，进而选出比较合理的压滤机台数。显然，这种压滤机选型方法只考虑到了厂家提供的压滤机处理能力，并没有考虑到煤泥中黏土矿物含量变化对压滤机单个循环时间的影响,而快速隔膜压滤机又是靠缩短单个压滤循环时间来提高处理量和压滤效率的。实践证明，传统的压滤机选型方法不适用于快速隔膜压滤机，其原因是存在较大误差，使得所选压滤机的处理量达不^实际所需的处理能力。例如，某设计院在山西河曲T选煤厂项目设计中，根据某压濾机厂家提供的单位处理量选用了2台压滤机；在项目调试过程中，压滤环节暴露出处理量严重不足的问题；为了完成处理量，后又增加了8台压滤机。

2.2改进后的选型方法

新的选型方法考虑了煤泥中黏土矿物的含量及在药剂作用下煤泥水特性的改善对压滤机处理能力的影响。选型前，首先对煤泥做X-射线衍射分析，得出煤泥所含黏土矿物种类及其含量。针对黏土矿物含量采取合理的药剂制度，改善煤泥水特性，使水分更容易被脱除，从而提高压滤机处理量。以这种情况下压滤机单位时间的处理量作为压滤机的实际处理能力，并与压滤机单位时间入料量作比较，即可选出比较理想的压滤机类型。该选型新方法在实践中已得到使用,效果比较理想。以KM250/1600型压滤机在某选煤厂应用为例，说明新选型方法的应用效果。

该选煤厂煤泥中黏土矿物含量高，煤泥泥化严重，使得煤泥水黏度较高，极难过滤。但通过合理的药剂制度，向煤泥水中加入适量的药剂，可以大大改善煤泥水的特性，使其易于过滤，提高压滤机的处理能力。表6所示为釆用KM250/1600型压滤机对该厂煤泥水加药前后的处媛果。从表6可以看出，合理的药剂制度对压滤机的处理量有显著影响。应用这种方法，经过整体考虑，该选煤厂选用了1台KM300/1600型、2台KM250/1600型压滤机，实践证明系统运行效果良好。此法为诸多选煤厂在,压滤机选型以及使用过程中提高压滤效率具有很好的指导作用。

结语

选煤厂煤泥水处理是一个重要环节，而压滤机是回收煤泥的常用设备，因此，在选煤厂设计或煤泥水处理系统改造时，必须对压滤机进行合理选型。压滤机的准确选型不仅能使工艺完善,工艺布置精确，而且能够省力、省时、降低费用、节省空间。压滤机的处理能力和使用效果不仅取决于机械性能，在很大程度上也取决于煤泥水的特性。煤泥中黏土矿物含量越高，煤泥水越难压徳，压滤机的处理能力就越低，效果就越差。而对某一型号的压滤机来说，其机械性能是一定的，要想提高其处理能力及效果就必须用合理的药剂制度来改善煤泥水的特性。本文所强调的压滤机选型方法是作者对煤泥黏土矿物含屋及其药剂制度进行研究，并在KM系列快速隔膜压滤机选型的实践中总结出来的。

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