物料脫水方法及工藝

物料脫水方法及工藝第一頁，共六十六頁，2022年，8月28日固液、固氣分離技術(shù)

分離技術(shù)廣泛應(yīng)用于化工、礦業(yè)、發(fā)電、制藥、環(huán)保等許多工業(yè)部門。分離技術(shù)主要指固液之間的分離和固氣之間的分離。教材與教學(xué)參考書：

《選礦學(xué)》、《選煤廠固液、固氣分離技術(shù)》《選煤廠產(chǎn)品脫水》、《礦物資源加工技術(shù)與設(shè)備》

第二頁，共六十六頁，2022年，8月28日概述-固液分離

固液分離是指從固液兩相體系中把二者分開的過程。

對(duì)于選煤廠而言，是圍繞分選產(chǎn)品脫水和生產(chǎn)水再生復(fù)用，把水從煤中脫除(脫水)、把煤從水中脫除(澄清水)的一系列作業(yè)。對(duì)于選礦廠而言，是指從懸浮液中分離出固相和液相物料，實(shí)現(xiàn)回收有用固體(廢棄液體)、回收液體(廢棄固體)、回收固體和液體、分級(jí)與脫泥的目的。第三頁，共六十六頁，2022年，8月28日脫水方法根據(jù)工藝環(huán)節(jié)的不同，脫水方法可以分為以下幾種:1）重力脫水

指依靠重力作用而實(shí)現(xiàn)的脫水?？杉?xì)分為自然重力脫水及重力濃縮脫水。

自然重力脫水是指利用物料顆粒表面水分的重力作用而脫水，如脫水斗子及脫水倉等；

重力濃縮脫水指依靠細(xì)粒物料的重力作用，在液體中沉降的方法來實(shí)現(xiàn)固液分離，如濃縮機(jī)、沉淀池等。第四頁，共六十六頁，2022年，8月28日2）機(jī)械力脫水

指依靠機(jī)械力而實(shí)現(xiàn)的水和物料的分離?？杉?xì)分為篩分脫水、離心脫水及過濾脫水。

篩分脫水指靠物料與篩面作相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的慣性力而脫水，如直線振動(dòng)篩的脫水；

離心脫水指利用離心力作用使固液分離或提高煤泥水的濃度，如過濾式離心脫水機(jī)和沉降式離心脫水機(jī)等脫水；

過濾脫水指使液體透過細(xì)密的纖維織物或金屬絲網(wǎng)而留住固體，并用真空或壓力以加速其分離的一種固液分離過程。如真空過濾機(jī)、加壓過濾機(jī)等的脫水。脫水方法第五頁，共六十六頁，2022年，8月28日3）熱能脫水指利用熱能使物料中的水汽化而蒸發(fā)的脫水，如熱力干燥及日光曝曬等。4）磁力脫水指利用磁場(chǎng)對(duì)磁性物料產(chǎn)生的磁力來實(shí)現(xiàn)的固液分離，如磁力脫水槽。5）其它脫水方法

物理化學(xué)脫水指利用吸水性的物體或化學(xué)品（如生石灰）吸收水分，從而實(shí)現(xiàn)固液分離。

電化學(xué)脫水固液混合物在外加電場(chǎng)作用下，水分子帶正電荷移向陰極，固體細(xì)粒帶負(fù)電荷移向陽極，從而實(shí)現(xiàn)固液分離。脫水方法第六頁，共六十六頁，2022年，8月28日1)達(dá)到用戶和運(yùn)輸對(duì)產(chǎn)品水分要求。2)充分利用水資源，維持選煤廠正常生產(chǎn)。3)減少或堵絕廢水外排，改善廠區(qū)及周圍環(huán)境。4)防止煤泥流失，及時(shí)回收并合格利用能源。脫水意義第七頁，共六十六頁，2022年，8月28日

固氣分離是指將固氣兩相混合體系分開的過程，也可叫除塵。固氣分離主要應(yīng)用于：

1)選礦廠或選煤廠的原礦或原礦準(zhǔn)備車間，如原煤篩分、破碎車間；轉(zhuǎn)載點(diǎn)等易產(chǎn)生粉塵的地方。2)有熱力干燥系統(tǒng)的選煤廠必須設(shè)置除塵環(huán)節(jié)。3)干法選煤廠中，除塵環(huán)節(jié)也是必不可少的。

固氣分離的意義在于：1)減少或杜絕帶塵氣體的外排，保護(hù)工作環(huán)境，實(shí)現(xiàn)文明生產(chǎn)；改善廠區(qū)及其周圍的環(huán)境。

2）防止煤塵流失，回收、利用礦產(chǎn)資源。相對(duì)于固液分離，固氣分離所占比例較少。概述-固氣分離第八頁，共六十六頁，2022年，8月28日課程章節(jié)安排第一章物料脫水方法及工藝第三章沉降與分級(jí)第四章凝聚與絮凝第二章粗粒物料脫水設(shè)備第五章細(xì)粒物粒脫水方法與設(shè)備第九頁，共六十六頁，2022年，8月28日第一章物料脫水方法及工藝一、粗粒懸浮體系二、煤泥水的組成及性質(zhì)三、松散體水分及其脫水方式四、粗粒產(chǎn)品脫水工藝五、細(xì)粒產(chǎn)品脫水工藝七、洗水閉路循環(huán)六、煤泥水處理流程內(nèi)容概要八、選礦產(chǎn)品脫水工藝流程（介紹）第十頁，共六十六頁，2022年，8月28日固液兩相體系分類松散體(脫水產(chǎn)品)粗粒懸浮體系細(xì)粒懸浮體系(煤泥水)懸浮體固液兩相體系

在上述三種體系中，粗粒懸浮體系和細(xì)粒懸浮體系是固液分離的對(duì)象，松散體則是固液分離的產(chǎn)品與目標(biāo)。掌握它們的組成、性質(zhì)、特點(diǎn)是進(jìn)行固液分離作業(yè)的基礎(chǔ)。第十一頁，共六十六頁，2022年，8月28日選煤廠的固液兩相分離工藝主要包括：1）粗粒產(chǎn)品脫水，主要為重選產(chǎn)品脫水；2）細(xì)粒產(chǎn)品脫水，包括浮選精煤、尾煤及煤泥脫水等；3）煤泥水處理，指以細(xì)粒懸浮液的沉降分離為核心，包括分級(jí)、濃縮、澄清、煤泥水外沉淀、洗水循環(huán)、散失煤泥水回收等作業(yè)。選礦廠固液分離工藝主要包括：1）精礦脫水；2）尾礦脫水；3）中礦脫水；4）分級(jí)脫泥。固液兩相分離工藝第十二頁，共六十六頁，2022年，8月28日

粗粒懸浮體系由原料煤與水構(gòu)成，它以含有大量大于0.5mm粒級(jí)物料為特征。在選煤廠，它具體是指跳汰，重介等重選過程以及重選產(chǎn)品脫水前的煤水兩相體系。由于重選分選下限為0.5mm，工藝上往往要求在重選后把產(chǎn)品中-0.5mm部分脫除，或在重選前預(yù)先脫除這部分物料。因此，粗粒體系的固液分離實(shí)際上是與固體物料0.5mm分級(jí)聯(lián)系在一起的。或者說是+0.5mm物料與-0.5mm煤泥水的分離。一、粗粒懸浮體系第十三頁，共六十六頁，2022年，8月28日粗粒兩相體系的固液分離非常容易進(jìn)行，其原因是：

(1)固相顆粒的快速沉降由于粒度粗，顆粒表面力小，重力對(duì)其行為起決定性作用。固體物料在重力作用下很快下沉并呈緊密堆積，容易實(shí)現(xiàn)沉降分離。(2)水的快速滲流由于顆粒粒度粗，顆粒間間隙大。水很容易從固體顆粒之間通過或排出。因此物料脫水容易。粗粒兩相體系的固液分離的特點(diǎn)第十四頁，共六十六頁，2022年，8月28日煤泥水泛指-0.5mm物料與水構(gòu)成的兩相懸浮體系。在選煤廠，除干法作業(yè)外，無處不存在煤泥水。通常情況下，它是指重選脫泥篩篩下或重選產(chǎn)品脫水分級(jí)之后的煤水流(重介質(zhì)流屬于細(xì)粒兩相懸浮體系，但不同于煤泥水，不在固液分離中討論)。即使同一個(gè)選煤廠，處于不同工藝環(huán)節(jié)的煤泥水在物質(zhì)組成，粒度分布及固體含量幾方面也各不相同。由于不同煤源、水源，采用不同的工藝和設(shè)備，各選煤廠的煤泥水也不盡相同。下面僅作一般性討論。二、煤泥水的組成及性質(zhì)第十五頁，共六十六頁，2022年，8月28日煤泥包括有機(jī)質(zhì)碳和無機(jī)質(zhì)兩部分。與原煤不同，處于不同作業(yè)的煤泥的物質(zhì)組成變化可能很大。如浮選入料與浮選尾礦，尾煤濃縮機(jī)入料與細(xì)泥積聚嚴(yán)重的溢流。由于有機(jī)質(zhì)具有不易泥化和表面疏水的特點(diǎn)，富含有機(jī)質(zhì)的煤泥水的固液分離是比較容易實(shí)現(xiàn)的(如浮選精煤過濾)。固體物質(zhì)組成煤泥水中的固體物質(zhì)又統(tǒng)稱煤泥。第十六頁，共六十六頁，2022年，8月28日

煤中無機(jī)礦物質(zhì)包括粘土礦物(高嶺石、伊利石、綠泥石、蒙脫石)、硫酸鹽(石膏)、碳酸鹽(方解石)、氧化物(石英)、硫化物(黃鐵礦)、氯化物(氯化鈉、氯化鈣)。其中粘土礦物大約占整個(gè)礦物質(zhì)80%左右(總體統(tǒng)計(jì)結(jié)果)，其它礦物含量則視煤源差異很大。

固體物質(zhì)組成第十七頁，共六十六頁，2022年，8月28日

1)吸水膨脹性

分散呈微米級(jí)顆粒存在，同時(shí)還能產(chǎn)生表面離子交換吸附。吸水膨脹性對(duì)固液分離不構(gòu)成直接影響，但由于吸水膨脹使礦物顆粒解離呈微細(xì)粒分散存在（嚴(yán)格意義上的泥化），改變了煤泥水的粒度組成，大大增加了固液分離的難度。這是造成選煤過程中細(xì)泥積聚，尾煤過濾性差的直接原因。表面離于交換吸附改變了水中離子構(gòu)成，降低了水的硬度，對(duì)煤泥的沉降和過濾也構(gòu)成極大影響。礦物在煤泥水中的影響第十八頁，共六十六頁，2022年，8月28日

2)礦物溶解作用

在上述礦物中，氯化物為易溶礦物，石膏為微溶礦物，方解石為難溶礦物。礦物溶解改變了煤泥水的水質(zhì)，進(jìn)而改善了煤泥水的特性。礦物溶解有利于固液分離過程。

3)硫化礦的氧化溶解

以黃鐵礦為代表，礦化礦物在煤泥水中容易被氧化，生成溶解度較大的硫酸鹽類，它的對(duì)煤泥水作用與2）相同。礦物在煤泥水中的影響第十九頁，共六十六頁，2022年，8月28日

水為煤泥水存在提供物質(zhì)基礎(chǔ)，但同時(shí)對(duì)其生存起決定性影響。水的作用主要體現(xiàn)在水的極化特性與水中的離子構(gòu)成。煤泥水中的離子構(gòu)成與天然水相近。主要離子包括Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、HCO3-。由于礦物氧化、溶解以及人為添加，煤泥水中有時(shí)含有較多的Fe3+、Fe2+、Al3+、Al3+、Cu2+等高價(jià)金屬離子以及它們的絡(luò)合物。2.水第二十頁，共六十六頁，2022年，8月28日

通常用礦化度(有時(shí)采用電導(dǎo)率)、硬度和pH值表示水質(zhì)狀況。礦化度代表水中總離子數(shù)量；硬度代表水中高價(jià)陽離子構(gòu)成(主要指Ca2+、Mg2+)，pH值為水的酸堿度。一般說來，礦化度越大，硬度越高，煤泥水的固液分離特性就越好。

目前，選煤廠生產(chǎn)水的礦化度從幾百mg/L到3000mg/L不等，硬度從1-2°德國度到80-90°德國度，差異也較大，這是造成煤泥水處理難度差異大的根本因素。煤泥水的pH值一般為6-9，基本上呈中性范圍。煤泥水的水質(zhì)受到諸多方面因素影響。主要有補(bǔ)加水來源及水質(zhì)狀況，煤中礦物類型及含量，選煤工藝及過程等。2.水第二十一頁，共六十六頁，2022年，8月28日水的類型硬度毫克當(dāng)量/L德國度極軟水<1.5<4.2軟水1.5-3.04.2-8.4中等硬度3.0-6.08.4-16.8硬水6.0-9.016.8-25.2極硬水＞6.0＞25.2水的硬度等級(jí)第二十二頁，共六十六頁，2022年，8月28日煤泥水濃度代表煤泥水中的煤泥含量。它是煤泥水的一個(gè)重要指標(biāo)。在選煤廠，不同作業(yè)煤泥水濃度相差很大，浮選入料濃度50-120g/L；浮選尾煤濃度十幾到幾十g/L；循環(huán)水濃度可以從0-200g/L；壓濾機(jī)入料濃度要求達(dá)到400g/L以上。

低濃度條件有利于固體顆粒的沉降，高濃度條件有利于煤泥水的過濾與壓濾。3.煤泥水濃度第二十三頁，共六十六頁，2022年，8月28日煤泥來源主要有以下三種：

原生煤泥：開采及毛煤運(yùn)至選煤廠過程中產(chǎn)生的煤泥。

次生煤泥：在選煤生產(chǎn)過程中形成的煤泥，如篩分、破碎、分選等作業(yè)環(huán)節(jié)。

循環(huán)煤泥：在循環(huán)過程中產(chǎn)生的煤泥，如煤泥水的浸泡、泵送等。選煤廠煤泥水濃度受到采煤方法及過程、選煤過程與泥化程度，選煤過程中顆粒與介質(zhì)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度，選煤過程中的用水量，細(xì)泥的積聚狀況等影響。實(shí)際生產(chǎn)中為滿足各個(gè)作業(yè)的濃度要求，常用濃縮設(shè)備調(diào)節(jié)煤泥水濃度。3.煤泥水濃度第二十四頁，共六十六頁，2022年，8月28日粒度組成是指物料按粒級(jí)的分布，它是松散物料的重要性質(zhì)。通常按粒度把煤泥分為粗煤泥與細(xì)煤泥兩類。

粗煤泥：指粒度大于35-45um的部分。由于粒度較粗，重力作用占主導(dǎo)地位，這部分煤泥易于沉降和過濾。

細(xì)煤泥：指粒度小于35-45um部分。其表面力上升為主要矛盾，重力作用小，煤泥水通常情況下呈穩(wěn)定懸浮體存在，沉降和過濾難度增加。

4.煤泥粒度組成第二十五頁，共六十六頁，2022年，8月28日煤泥粒度組成對(duì)煤泥水性質(zhì)有十分重要影響。在選煤廠，不同作業(yè)的煤泥粒度組成相差較大，浮選尾煤比精煤粒度細(xì)，濃縮底流比溢流高，高灰積聚的溢流中則以微細(xì)粒為主。選煤廠常用分級(jí)設(shè)備進(jìn)行粒度調(diào)節(jié)。

粒度組成通常用粒度分布曲線和累計(jì)粒度曲線表示。有時(shí)也可采用粒度中值、粒度重值、粒度平均值等表示。要注意在不同場(chǎng)合下所采用的粒度概念，如在沉降分離中采用水力粒度，如斯托克斯直徑；而在篩分，過濾時(shí)，采用幾何粒度；如當(dāng)量球體直徑、篩分時(shí)能夠通過顆粒的最小方孔寬度。4.煤泥粒度組成第二十六頁，共六十六頁，2022年，8月28日煤泥水的分散狀態(tài)首先取決于煤泥的粒度組成。由于大于35-45um的粗粒煤泥呈不穩(wěn)定狀態(tài)，容易沉降分層。因此，煤泥水的分散狀態(tài)主要由小于35-45um的細(xì)粒煤泥行為所決定。促使顆粒呈分散狀態(tài)的主要為界面電性作用和水化作用。界面電作用是指顆粒帶同樣電荷而互相排斥；水化作用是指水化膜阻止顆粒直接接觸而相互靠近。經(jīng)過壓縮雙電層和除去表面水膜，顆粒間的分子作用力上升為主要矛盾，顆粒呈凝聚狀態(tài)(如下圖)。5.煤泥水的分散狀態(tài)第二十七頁，共六十六頁，2022年，8月28日放電充電去水作用水合作用顆粒表面荷電并覆蓋水化膜顆粒表面覆蓋水化膜壓縮雙電層并除去水化膜的顆粒圖

煤泥水顆粒表面狀態(tài)示意

5.煤泥水的分散狀態(tài)第二十八頁，共六十六頁，2022年，8月28日

對(duì)顆粒表面狀況起決定作用的是表面電性。在煤泥水體系中，由于水質(zhì)條件差異，決定了顆粒電動(dòng)電位的不同，從而使得煤泥水處在一個(gè)分散與凝聚的中間狀態(tài)(圖)。這就是具有相同粒度組成的煤泥水特性大不相同的根本原因。分散態(tài)煤泥水狀態(tài)凝聚態(tài)煤泥水狀態(tài)示意圖

5.煤泥水的分散狀態(tài)第二十九頁，共六十六頁，2022年，8月28日煤泥水粘度用“有效粘度”表示。它是煤泥水濃度，細(xì)泥含量、分散狀態(tài)的綜合體現(xiàn)。

在選煤廠，細(xì)泥含量增大，煤泥水粘度增加。粘度增加對(duì)整個(gè)分選和煤泥水處理都帶來不利影響。減少細(xì)泥循環(huán)與積聚，降低洗水濃度，是降低煤泥水粘度，改善分選作業(yè)效果的有效途徑。這充分體現(xiàn)了進(jìn)行固液分離的必要性。6.煤泥水粘度第三十頁，共六十六頁，2022年，8月28日粒度,μm煤泥水有效粘度與煤泥粒度在不同固體含量（g/l）中的關(guān)系1-10；2-25；3-50；4-75；5-100；6-150；7-200隨著煤泥水中-35μm的細(xì)粒含量增加，粘度大幅度增加。煤泥水中固體粒度越細(xì)、細(xì)顆粒含量越多，煤泥水的性質(zhì)變化也越大。對(duì)于大于35-45μm粗粒煤泥水，粘度較低，進(jìn)一步處理比較容易。6.煤泥水粘度第三十一頁，共六十六頁，2022年，8月28日煤泥水的沉降特性和可過濾性統(tǒng)稱為煤泥水固液分離特性，它是煤泥水本身性質(zhì)在固液分離過程中的綜合體現(xiàn)。

由于涉及到具體工藝過程，它們分別在以后介紹。7.煤泥水的沉降特性和可過濾性第三十二頁，共六十六頁，2022年，8月28日1.松散體的水分存在形式選煤產(chǎn)品水分有四種存在形式：化合水分(內(nèi)在水分)、結(jié)合水分(吸濕水分)、毛細(xì)水分、自由水分(游離水分)。

化合水：作為物質(zhì)的組成部分而存在，不能用物理脫水方法脫除；

結(jié)合水：由顆粒表面吸附形成，此類水分與物料表面性質(zhì)(極性)及比表面大小有直接關(guān)系。當(dāng)固體顆粒與液體接觸時(shí)，由于在兩相界面上的物理化學(xué)性質(zhì)不同于固體內(nèi)部，即具有表面能而吸附水分子形成水化膜。結(jié)合水又可細(xì)分為強(qiáng)結(jié)合水和弱結(jié)合水。三、松散體水分及其脫水方式第三十三頁，共六十六頁，2022年，8月28日

強(qiáng)結(jié)合水(吸附結(jié)合水)，它是指緊靠顆粒表面的直接水化的水分子及稍遠(yuǎn)離顆粒表面，但由于偶極作用而定向排列的水分子。前者由靜電力、氫鍵力作用，水分子牢固地吸附于顆粒表面，具有高的粘度和抗剪切強(qiáng)度，很少受溫度影響。后者與顆粒表面結(jié)合較弱，但仍有較高的吸附和抗剪切強(qiáng)度。

弱結(jié)合水是指與顆粒表面結(jié)合較弱的結(jié)合水，在溫度、壓力變化時(shí)，偶極分子之間的連接破壞，使水分子離開顆粒表面，在其稍遠(yuǎn)部位形成一層水化膜。這種賦存形態(tài)具有氫鍵連接的特點(diǎn)，但水分子屬于無序排列，不像定向排列那么牢固。通常進(jìn)入雙電層緊密層的水分子為強(qiáng)結(jié)合水，在雙電層擴(kuò)散層上的水分子為弱結(jié)合水。結(jié)合水與固體結(jié)合緊密，不能用機(jī)械方式脫除，用干燥方式可脫除一部分，但當(dāng)干燥物料與濕空氣接觸時(shí)，部分水又會(huì)復(fù)吸而再度“返潮”。不同煤種煤泥的結(jié)合水不同，如褐煤<14%，長(zhǎng)焰煤8-10%，煉焦煤2-4%。1.松散體的水分存在形式第三十四頁，共六十六頁，2022年，8月28日

毛細(xì)水：是在毛細(xì)管壓力作用下賦存在顆粒內(nèi)部裂隙及顆粒之間微小間隙內(nèi)的水分。其大小取決于三方面，表面疏水性、孔隙率、粒度。物料親水性越高(θ越小)，孔隙越發(fā)達(dá)。物料粒度越細(xì)，毛細(xì)壓力越大，毛細(xì)水份越高。毛細(xì)水分可用機(jī)械方法脫除一部分。

自由水：是指顆粒機(jī)械地?cái)y帶的水，它也充填于顆粒間隙中，不同之處是由于粗顆粒間隙大(理論上，毛細(xì)壓力不存在)而容易受重力作用脫除，因而也稱重力水。重力水很容易脫除?；纤c結(jié)合水又統(tǒng)稱為內(nèi)在水分，毛細(xì)水與自由水又統(tǒng)稱為外在水分。選煤生產(chǎn)中，煤的水分主要包括這兩種。1.松散體的水分存在形式第三十五頁，共六十六頁，2022年，8月28日

在四種水分存在形式中，化合水是由物質(zhì)種類所決定，與物料粒度無關(guān)，不能用脫水方法脫除。選煤脫水不考慮。其余三種水分形式都與粒度有關(guān)。結(jié)合水不能用機(jī)械方式脫除，須采用干燥方法。

粒度影響脫水方式與產(chǎn)品水分。不同的粒度條件可采用不同的脫水方式；物料粒度越小，比表面越大，結(jié)合水分越高。

決定細(xì)粒產(chǎn)品脫水方式的是毛細(xì)水分和自由水分。由于粒度細(xì)、毛細(xì)水分高，物料脫水困難，因而目前采用過濾(包括壓濾)、高頻振動(dòng)篩分方式(如浮選精煤、尾煤)和強(qiáng)分離因數(shù)的離心分離方式進(jìn)行。2.物料粒度與脫水方式第三十六頁，共六十六頁，2022年，8月28日

粗粒物料的毛細(xì)管水分主要存留在表面孔隙內(nèi)，它是物料水分的組成部分，但對(duì)脫水方式不構(gòu)成影響。由于粗粒物料以自由水分為主，脫水方式相對(duì)簡(jiǎn)單。

+13mm物料：采用自然泄水與直線振動(dòng)篩脫水相結(jié)合。

13-0.5mm物料：由于煤泥混雜以及粒度變細(xì)形成的毛細(xì)現(xiàn)象，需在直線振動(dòng)篩脫水后再增設(shè)離心分離脫水的環(huán)節(jié)。顯然，物料粒度、產(chǎn)品水分以及脫水方式三者之間是緊密相關(guān)的。這也是實(shí)際當(dāng)中物料按粒度進(jìn)行分級(jí)脫水的理論依據(jù)。2.物料粒度與脫水方式第三十七頁，共六十六頁，2022年，8月28日

粒度之外的其它影響？孔隙度、比表面積、密度、潤(rùn)濕性、細(xì)泥含量3.物料性質(zhì)與脫水方式第三十八頁，共六十六頁，2022年，8月28日

粗粒產(chǎn)品脫水實(shí)質(zhì)上是粗粒物料與煤泥水的固液、固泥分離。由于產(chǎn)品水分要求，各粒級(jí)物料脫水特點(diǎn)以及脫水設(shè)備性能差異，形成了不同的脫水工藝。四、粗粒產(chǎn)品脫水工藝粗粒精煤脫水工藝粗粒中煤脫水工藝矸石脫水工藝第三十九頁，共六十六頁，2022年，8月28日

1.粗粒精煤脫水工藝工藝特點(diǎn)：固定條縫篩預(yù)先泄水；塊精煤由單層篩脫水，末精煤由單層篩和離心脫水機(jī)脫水；分級(jí)采用斗子撈坑。該工藝在我國應(yīng)用最廣。它具有運(yùn)行穩(wěn)定，管理方便等優(yōu)點(diǎn)。能保證浮選入粒上限，但局部有循環(huán)量。適用于主選分選下限較低，反之則污染精煤質(zhì)量。尤其當(dāng)細(xì)泥含量較大時(shí)，不宜采用該流程。1)固定篩—單層篩—斗子撈坑工藝第四十頁，共六十六頁，2022年，8月28日

工藝特點(diǎn)：弧形篩預(yù)先泄水；雙層脫水篩同時(shí)回收塊精煤和末精煤；用水力旋流器、傾斜板沉淀池、角錐池、煤池?fù)瓶拥燃?xì)粒水力分級(jí)設(shè)備分級(jí)；另設(shè)置單層篩回收粗煤泥，離心脫水機(jī)回收末煤與粗煤泥。由于設(shè)置粗煤泥回收設(shè)備，雙層篩下層篩孔較粗等原因，該工藝脫泥效果好。適合于原煤中細(xì)級(jí)別含量較多，且灰分較高的情況。隨著選煤引進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，該工藝在我國的應(yīng)用逐漸增多。1.粗粒精煤脫水工藝2)弧形篩—雙層篩型工藝第四十一頁，共六十六頁，2022年，8月28日

工藝特點(diǎn)：先用斗子撈坑分級(jí)脫泥；斗子撈坑撈起物用雙層脫水篩和離心脫水機(jī)脫水。流程簡(jiǎn)單，設(shè)備少，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠是該工藝的特點(diǎn)，但脫泥效率低，只適用于精煤量小，泥化不嚴(yán)重的情況(這種工藝目前已較少)。此外，在粗粒精煤脫水的同時(shí)，在末精煤脫水篩和粗煤泥回收篩上(有時(shí)在離心脫水機(jī)構(gòu))設(shè)置噴水，用于脫泥。1.粗粒精煤脫水工藝3)先分級(jí)后脫水型工藝第四十二頁，共六十六頁，2022年，8月28日

中煤產(chǎn)品一般也要求裝車外運(yùn)，其脫水工藝比較簡(jiǎn)單，主要有:1)斗子提升機(jī)—直線振動(dòng)篩—脫水倉脫水(跳汰主選工藝使用)2)(斗子提升機(jī)預(yù)先脫水)—直線振動(dòng)篩—離心脫水機(jī)脫水2.粗粒中煤脫水工藝第四十三頁，共六十六頁，2022年，8月28日

矸石脫水工藝更為簡(jiǎn)單，主要包括:1)斗子提升機(jī)—脫水倉脫水(跳汰主選工藝使用)；2)斗子提升機(jī)預(yù)先脫水—直線振動(dòng)篩脫水(跳汰主選工藝使用)；3）雙層直線振動(dòng)篩代替單層脫水篩，以便在脫水同時(shí)得到塊洗矸(外排)和細(xì)粒低熱值沸騰煤，增加產(chǎn)品品種，改善產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。3.矸石脫水工藝第四十四頁，共六十六頁，2022年，8月28日

細(xì)粒產(chǎn)品主要包括浮選精煤，浮選尾煤以及未經(jīng)分選的煤泥(如動(dòng)力煤選煤廠)。

主要包括：五、細(xì)粒產(chǎn)品脫水工藝1.浮選精煤脫水工藝2.浮選尾煤脫水工藝3.不分選煤泥的脫水回收工藝第四十五頁，共六十六頁，2022年，8月28日

浮選精煤過濾工藝非常簡(jiǎn)單，一般由浮選精煤收集管經(jīng)消泡槽(有時(shí)不設(shè)消泡槽)直接給入真空過濾機(jī)或精煤壓濾機(jī)、加壓過濾機(jī)等。目前也有選煤廠采用濃縮過濾工藝，即將泡沫精礦給入濃縮機(jī)，經(jīng)濃縮后再入過濾機(jī)。這種工藝大大提高了過濾效率，為泡沫溢流的消泡回收找到一條有效途徑。1.浮選精煤脫水工藝第四十六頁，共六十六頁，2022年，8月28日

濃縮多采用濃縮機(jī)，尾煤泥回收過去采用沉淀池，目前采用壓濾機(jī)，實(shí)現(xiàn)煤泥廠內(nèi)連續(xù)機(jī)械回收。這類工藝簡(jiǎn)單，在選煤廠應(yīng)用較普遍。2.浮選尾煤脫水工藝

濃縮多采用濃縮機(jī)，第一段脫水回收采用折帶式過濾機(jī)、第二段脫水回收采用煤泥沉淀池。目前折帶過濾機(jī)已普遍被板框壓濾機(jī)取代。這類工藝從理論上被淘汰。但由于壓濾機(jī)不配套等諸多原因，造成事實(shí)上的壓濾機(jī)和廠外煤泥沉淀池并用的局面。此流程已不提倡。2)一段濃縮、二段脫水回收工藝

1)一段濃縮、一段脫水回收工藝第四十七頁，共六十六頁，2022年，8月28日

采用兩段設(shè)備濃縮，一段濃縮后采用高頻篩、過濾機(jī)、沉降過濾離心機(jī)回收粗煤泥；一段濃縮機(jī)溢流進(jìn)入二段濃縮機(jī)濃縮，其底流由壓濾機(jī)回收，溢流作為循環(huán)水。兩段濃縮機(jī)要有合適面積，藥劑添加要合理。一段濃縮機(jī)面積要小，主要讓粗粒物料自然沉降；二段濃縮機(jī)面積要大，并通過添加絮凝劑，保證細(xì)粒物料絮凝沉降。優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)了固液徹底分離；單獨(dú)回收粗粒煤泥，混入中煤或單獨(dú)作為產(chǎn)品，增加產(chǎn)品品種和數(shù)量；減少壓濾機(jī)負(fù)荷，減少設(shè)備投資及運(yùn)行費(fèi)用。該工藝在選煤廠應(yīng)用逐漸增多，可以真正保證選煤廠“清水”選煤。3)二段濃縮、二段脫水回收工藝2.浮選尾煤脫水工藝第四十八頁，共六十六頁，2022年，8月28日

動(dòng)力煤選煤廠一般不設(shè)浮選。由于煤泥粒度上限高(超過0.5～1mm，甚至達(dá)到2mm)，煤泥量大且可回收作為中煤，因此，多采用二段濃縮、二段回收工藝。此外對(duì)于整個(gè)細(xì)粒脫水作業(yè)，為了強(qiáng)化脫水效果，常添加助濾劑、凝聚劑、絮凝劑。3.不分選煤泥的脫水回收工藝第四十九頁，共六十六頁，2022年，8月28日

煤泥水處理應(yīng)從解決煤泥在洗水中循環(huán)積聚，解決洗水濃度和粘度入手。實(shí)現(xiàn)“煤泥廠內(nèi)回收，洗水閉路循環(huán)”。動(dòng)力煤選煤廠單純涉及煤泥回收，多采用前述的二段濃縮、二段回收工藝。煉焦煤選煤廠除上述要求外，還涉及到浮選作業(yè)。按照煤泥水去向(直接入浮還是循環(huán))，煉焦煤選煤廠煤泥水流程分為：濃縮浮選、直接浮選、半直接浮選。六、煤泥水處理流程第五十頁，共六十六頁，2022年，8月28日

一種傳統(tǒng)的工藝，其特點(diǎn)是：全部煤泥水先進(jìn)行濃縮，底流進(jìn)入浮選；溢流與尾煤濃縮機(jī)溢流共同作為循環(huán)水。

優(yōu)點(diǎn)：可有效調(diào)節(jié)浮選入料濃度與通過量。缺點(diǎn):1)細(xì)泥循環(huán)并對(duì)重選、浮選及煤泥水處理系統(tǒng)構(gòu)成影響。較高濃度煤泥水進(jìn)入重選作業(yè)，惡化了較細(xì)物料分選效果，提高了重選設(shè)備的分選粒度上限；對(duì)浮選和煤泥水的影響主要是降低了煤泥的可浮性，沉降特性和可過濾性。2)細(xì)泥循環(huán)容易導(dǎo)致細(xì)泥積聚，造成不得不外排煤泥水，洗水系統(tǒng)平衡受到破壞，影響選煤生產(chǎn)的正常進(jìn)行。因此，該工藝目前推廣應(yīng)用較少。在已應(yīng)用該工藝的選煤廠探索采用“底流大排放”和“全底流排放”的運(yùn)行方法，在適當(dāng)調(diào)節(jié)入浮濃度的同時(shí)，有效地減少了細(xì)泥循環(huán)和積聚帶來的不利影響。1.濃縮浮選第五十一頁，共六十六頁，2022年，8月28日

直接浮選流程是把全部重選煤泥水直接給入浮選機(jī)加以處理。浮選尾煤濃縮機(jī)的溢流作為循環(huán)用水的唯一來源。從理論上講，這種流程的煤泥循環(huán)系數(shù)為零。優(yōu)點(diǎn)：1)流程簡(jiǎn)單；2)減少細(xì)泥循環(huán)與積聚；3)克服由于長(zhǎng)時(shí)間滯留造成的煤泥泥化與氧化，提高煤泥可浮性；4)由于可浮性改善和低濃度浮選，有效降低浮選精煤灰分；5)循環(huán)水濃度降低以至清水洗煤，改善了重選及整個(gè)煤泥水系統(tǒng)的作業(yè)環(huán)境，為細(xì)粒煤分選以及實(shí)現(xiàn)洗水閉路循環(huán)創(chuàng)造了條件。相比于濃縮浮選的缺點(diǎn)：入浮濃度低，電耗藥耗偏大；浮選機(jī)臺(tái)數(shù)多；過程波動(dòng)大。因此，在實(shí)際中要注意控制重選用水量，以確保合適的浮選入料濃度；同時(shí)必須在浮選前設(shè)置入料緩沖池，以確保給料的均衡穩(wěn)定。2.直接浮選第五十二頁，共六十六頁，2022年，8月28日

半直接浮選，即部分煤泥水直接進(jìn)入浮選，部分用作循環(huán)水。但從循環(huán)角度，由于始終有部分煤泥水循環(huán)，該流程從實(shí)質(zhì)上等同于濃縮浮選(只是量上的差別)。這是該工藝應(yīng)用受到限制的主要原因。常見三種情況：1)主洗撈坑溢流進(jìn)入浮選，低濃度的再洗撈坑溢流作為循環(huán)水；2)撈坑溢流部分用于循環(huán)水，部分進(jìn)入浮選；3)撈坑溢流部分進(jìn)入濃縮設(shè)備，溢流作循環(huán)水，底流和剩余部分進(jìn)入浮選。顯然，這種流程兼有濃縮浮選和直接浮選的優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際當(dāng)中有較大的靈活性和合理性。3.半直接浮選第五十三頁，共六十六頁，2022年，8月28日

煤泥水流程從以下兩方面去評(píng)價(jià)：

1)對(duì)可浮性改變及浮性效果；

2)煤泥循環(huán)系數(shù)。

隨著選煤技術(shù)發(fā)展，人們從觀念上接受了“低濃底浮選”和清水洗煤”。這是直接浮選得到廣泛應(yīng)用的根本原因。煤泥水流程的評(píng)價(jià)第五十四頁，共六十六頁，2022年，8月28日

洗水閉路循環(huán)必須通過洗水閉路循環(huán)系統(tǒng)來實(shí)施，這套系統(tǒng)包括煤泥水回收、澄清及洗水循環(huán)三個(gè)環(huán)節(jié)。體現(xiàn)在以下兩部分：1）原煤濃縮機(jī)和尾煤濃縮機(jī)的溢流，以及廠外沉淀池的回水，它是構(gòu)成該系統(tǒng)的主體；2）包括中煤、矸石、尾煤的脫出水，廠房衛(wèi)生用水及跑、冒、滴、漏、設(shè)備事故排放水。這部分通過事故撈坑或集中水倉收集后，打到尾煤濃縮機(jī)或廠外煤泥沉淀池。盡管這部分水量不大，但不容忽視。1.洗水閉路循環(huán)系統(tǒng)七、洗水閉路循環(huán)第五十五頁，共六十六頁，2022年，8月28日

1)一級(jí)洗水閉路循環(huán)。要求煤泥廠內(nèi)回收，洗水全部復(fù)用，事故放水也要復(fù)用；選煤清水消耗0.15m3/t以下。2)二級(jí)洗水閉路循環(huán)。要求洗水全部復(fù)用，煤泥采用包括機(jī)械化沉淀池在內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行廠內(nèi)回收，事故放水仍復(fù)用；選煤清水消耗在0.2m3/t以下。3)三級(jí)洗水閉路循環(huán)。要求大部分洗水回收復(fù)用，不污染環(huán)境，煤泥用沉淀池、尾礦壩回收。排放水達(dá)到國家或地區(qū)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)；清水消耗低于0.25m3/t。4)開路洗煤。用沉淀池回收一部分粗煤泥，細(xì)泥隨洗水流失，污染周圍環(huán)境，清水消耗較大。選煤廠洗水閉路循環(huán)狀況用循環(huán)系數(shù)體現(xiàn)（參見