煤泥水過濾過濾過程

一般由過濾、濾餅脫水和卸餅3個階段組成。

(1)過濾階段。煤泥水中的水透過過濾介質(zhì)的孔隙形成濾液，固體顆粒被截留在過濾介質(zhì)表面形成濾餅。

(2)濾餅脫水階段。受負(fù)壓或正壓的繼續(xù)作用，從濾餅孔隙和固體顆粒表面排除剩余的水分。

(3)卸餅階段。用瞬時吹風(fēng)、機(jī)械刮刀、過濾介質(zhì)折彎或籍濾餅自重等方法從過濾介質(zhì)上卸落濾餅。

在過濾時，如果以回收濾液作為主要目的，則在濾餅脫水階段結(jié)束后，還需增加濾餅沖洗階段，以充分回收濾餅孔隙中及固體顆粒表面上的液相有用成分。在煤炭加工生產(chǎn)中無濾餅沖洗階段。

在過濾過程中，過濾方程一般用下式表示：

式中v為單位過濾面積所產(chǎn)生的濾液量，m;t為過濾時間、s;μ為液體的動力粘度，N·s/m2;R₁為過濾介質(zhì)阻力，1/m;R₂為濾餅阻力，1/m。

過濾分恒壓過濾、恒速過濾和變壓變速過濾3種。過濾介質(zhì)后面的空間與恒定的負(fù)壓源相連，或者煤泥水前面的空間與恒定的壓力源相連時，過濾壓力保持恒定稱恒壓過濾。用轉(zhuǎn)速恒定的電機(jī)驅(qū)動的往復(fù)式柱塞泵形成的正壓作為過濾動力源時，過濾速度保持恒定稱恒速過濾。用離心泵輸送懸浮液形成的正壓作動力源時，其過濾壓力和過濾速度隨時間而變化的過程稱變壓變速過濾。

在煤炭行業(yè)，過濾作業(yè)主要用來實(shí)現(xiàn)煤泥固體顆粒與水的分離。被過濾的煤泥固體顆粒的粒度上限規(guī)定為0.5mm，但在實(shí)際生產(chǎn)中，粒度上限常達(dá)1mm左右。由于過濾介質(zhì)和形成的濾餅都有孔隙，在過濾過程中，煤泥水中的水透過過濾介質(zhì)和已形成的濾餅孔隙時，會帶有微細(xì)煤泥顆粒，所以濾液是含有一定量微細(xì)煤泥固體顆粒的懸浮液。

過濾過程的動力是過濾介質(zhì)兩側(cè)的壓力差，一般可由靜壓頭、真空泵產(chǎn)生的負(fù)壓或由柱塞泵、隔膜泵、離心泵及壓縮空氣等產(chǎn)生的正壓形成，也可用離心力作為過濾過程的動力，但在實(shí)際生產(chǎn)中主要依靠負(fù)壓或正壓形成。

影響過濾作業(yè)技術(shù)指標(biāo) (單位面積處理能力、濾餅水分及濾液濃度)的主要因素有：①煤泥水密度、粘度及氫離子濃度;②煤的礦化程度、灰分、密度及粒度組成;③用作過濾動力的壓力差大小;④過濾介質(zhì)的性質(zhì)及開孔率;⑤濾餅脫落率。在煤泥水過濾前，先進(jìn)行濃縮、摻入較粗粒物料改善濾餅結(jié)構(gòu)、添加助濾劑、選用阻力小及透氣性好的過濾介質(zhì)和改進(jìn)卸餅方式等都有助于提高過濾作業(yè)的技術(shù)指標(biāo)。

煤泥屬多分散性物料，它由不同形狀、粒度和物質(zhì)成分的顆粒組成。從過濾角度看，煤泥可分為易過濾和難過濾2種。前者以大于50μm的顆粒為主、灰分較低的粗煤泥;后者以小于50μm的顆粒為主、灰分較高的細(xì)煤泥。浮選精煤、浮選中煤和原煤煤泥由于其粒度組成較粗、灰分較低、構(gòu)成的煤泥水粘度較小，易于過濾，因此一般用負(fù)壓作為過濾動力，所用的過濾設(shè)備有圓盤式真空過濾機(jī)、圓筒外濾式真空過濾機(jī)或折帶式真空過濾機(jī)，也有少數(shù)采用帶式真空過濾機(jī)。為了降低濾餅水分、提高單位過濾面積處理能力，20世紀(jì)80年代已研制成功用壓縮空氣作過濾動力的加壓過濾機(jī)。浮選尾煤及其他高灰分、細(xì)顆粒煤泥由于難于過濾，因此采用離心泵或往復(fù)式柱塞泵作為給料動力的壓濾機(jī)來過濾。少數(shù)廠也有采用圓盤式真空過濾機(jī)、折帶式真空過濾機(jī)、水平帶式真空過濾機(jī)或帶式擠壓機(jī)過濾，但效果不及壓濾機(jī)。由于壓濾機(jī)的入料壓力高，允許采用細(xì)密的過濾介質(zhì)，所得出的濾液比較純凈，因此壓濾機(jī)已成為選煤廠及水采礦井過濾回收浮選尾煤及其他細(xì)顆粒、高灰分的煤泥，實(shí)現(xiàn)洗水閉路循環(huán)的主要把關(guān)設(shè)備。

過濾時用以阻留固體顆粒、滲透液體的多孔隙的固態(tài)隔離層。常用合成纖維或金屬絲織物作過濾介質(zhì)，通稱濾布。

正確選用過濾介質(zhì)直接關(guān)系到過濾設(shè)備的單位面積處理能力、濾液的固體含量和濾餅的水分。選擇的根據(jù)是入料粒度組成、過濾條件、所采用的過濾設(shè)備及對過濾產(chǎn)品的要求。

過濾介質(zhì)在煤泥水過濾時要承受3種作用： ①經(jīng)常交替變化的負(fù)壓和常壓、正壓和常壓或負(fù)壓和正壓負(fù)荷的作用; ②與固體煤粒接觸時的侵蝕作用和煤泥水內(nèi)腐蝕性物質(zhì)的腐蝕作用; ③微細(xì)煤粒和泥質(zhì)顆粒對介質(zhì)孔隙的堵塞作用。

過濾介質(zhì)應(yīng)能滿足下列3方面的要求： ①良好的過濾性能;②強(qiáng)度高，抗曲折，耐磨，殘余變形小，耐腐蝕和有抗交變載荷能力;③粘附性小，能保持空隙不堵和容易再生。

用作過濾介質(zhì)的材料，采用真空過濾機(jī)過濾煤泥水時，過濾介質(zhì)的孔徑一般為0. 3～0. 2mm，用作過濾介質(zhì)的材料有合成纖維織物、不銹鋼絲織物及有色金屬合金絲織物;采用壓濾機(jī)過濾煤泥水時，過濾介質(zhì)的孔徑要力求細(xì)密，以取得純凈的濾液，用作過濾介質(zhì)的材料有合成纖維織物、無紡布及合成濾毯等。

過濾過程中在過濾介質(zhì)一側(cè)形成的固體顆粒層。在煤泥水過濾時，回收的濾餅量占入料中固體量的百分?jǐn)?shù)和濾餅水分是過濾作業(yè)的兩項(xiàng)主要技術(shù)指標(biāo)。在煤泥水性質(zhì)一定時，前者主要取決于過濾介質(zhì)的開孔率，后者主要取決于壓力差、過濾介質(zhì)開孔率及濾餅脫水時間。

濾餅可大致分為不可壓縮和可壓縮的兩種。浮選精煤和低灰分粗粒煤泥屬于壓縮性小的物料，易于過濾。用真空過濾機(jī)過濾浮選精煤時，濾餅水分為26%～30%;用加壓過濾機(jī)過濾時，濾餅水分為18%～20%。浮選尾煤和高灰分細(xì)粒煤泥屬于壓縮性較大的物料，用壓濾機(jī)過濾時，濾餅水分21%～23%。

過濾過程中透過過濾介質(zhì)的液體。在煤泥水過濾時，由于過濾介質(zhì)和濾餅都有孔隙，濾液含有一定量細(xì)粒固體顆粒的懸浮液。

濾液中的固體含量主要取決于過濾介質(zhì)的開孔率、濾餅結(jié)構(gòu)中的煤泥粒度組成。過濾介質(zhì)的開孔率越大，煤泥粒度組成越細(xì)，濾餅的孔隙越大，濾液的固體含量越高。采用真空過濾機(jī)過濾浮選精煤時，濾液的固體含量一般為30～60g/L。采用壓濾機(jī)過濾浮選尾煤時，濾液的固體含量一般小于0. 03g/L。

濾餅脫落量占全部濾餅量的百分?jǐn)?shù)。

影響濾餅脫落率的主要因素有： ①濾餅的粒度組成、灰分、礦物成分及厚度;②濾布材料、性質(zhì)、孔隙尺寸及再生情況; ③濾餅的卸落方式。

濾餅的卸落方式基本上有5種：①瞬時反吹風(fēng);②機(jī)械刮落;③瞬時反吹風(fēng)與機(jī)械刮刀并用;④濾布折彎卸落;⑤靠濾餅自重卸落。其中前3種用于圓盤式和圓筒外濾式真空過濾機(jī); 第4種用于折帶式和水平帶式真空過濾機(jī)及帶式擠壓機(jī);第5種用于廂式壓濾機(jī)。對圓筒外濾式真空過濾機(jī)，以采用濾布折彎卸餅方式較好，同時可用濾布反面噴壓力水進(jìn)行清洗再生，可保持較高的濾餅脫落率。

提高過濾效果所使用的藥劑。助濾劑可改變脫水煤粒的表面物理化學(xué)性質(zhì)，改善濾餅結(jié)構(gòu)及其透氣性，強(qiáng)化過濾過程，提高過濾設(shè)備的處理能力及降低濾餅水分或?yàn)V液中的固體含量。

按助濾劑的化學(xué)成分可分為陽離子型、陰離子型和非離子型3種。在應(yīng)用時可根據(jù)藥劑的性能、被過濾的煤泥水中的固相和液相的性質(zhì)、過濾設(shè)備的過濾條件來選擇藥劑的類型，一般配成0.05%濃度的水溶液使用，以提高藥劑與煤粒的接觸機(jī)率，節(jié)約藥劑用量。 2100433B

1、粒度細(xì)、微粒含量多，尤其是小于200目的微粒約占70%～90%.

2、持水性強(qiáng)，水分含量高。經(jīng)圓盤真空過濾機(jī)脫水的煤泥含水一般在30%以上；折帶式過濾機(jī)脫水的煤泥含水在26%～29%;壓濾機(jī)脫水的煤泥含水在20%～24%.

3、灰分含量高，發(fā)熱量較低。按灰分及熱值的高低可以把煤泥分成三類：低灰煤泥灰分為20%～32%，熱值為12.5～20MJ/kg;中灰煤泥灰分為30%～55%，熱值為8.4～12.5MJ/kg;高灰煤泥灰分>55%,熱值為3.5～6.3MJ/kg.

4、黏性較大。由于煤泥中一般含有較多的黏土類礦物，加之水分含量較高，粒度組成細(xì)，所以大多數(shù)煤泥黏性大，有的還具有一定的流動性。由于這些特性，導(dǎo)致了煤泥的堆放、貯存和運(yùn)輸都比較困難。尤其在堆存時，其形態(tài)極不穩(wěn)定，遇水即流失，風(fēng)干即飛揚(yáng)。結(jié)果不但浪費(fèi)了寶貴的煤炭資源，而且造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，有時甚至制約了洗煤廠的正常生產(chǎn)，成為選煤廠一個較為棘手的問題。

由于煤泥具有高水分、高粘性、高持水性和低熱值等諸多不利條件，很難實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用，長期被電力用戶拒之門外，以民用地銷為主要出路。改革開放以來，國民經(jīng)濟(jì)有了迅猛的發(fā)展，煤炭產(chǎn)量已躍居世界首位，市場形勢也發(fā)生了很大變化。煤炭加工的深度和廣度都在快速發(fā)展，煤泥的產(chǎn)量明顯上升，煤泥的綜合利用已成為迫切需要解決的問題。

隨著我國工業(yè)科技的不斷發(fā)展，剩余的煤泥得到的很好的二次利用。煤泥烘干機(jī)采取了將煤泥先破碎分散然后再熱力干燥的新技術(shù)，使煤泥的處理實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化、工業(yè)化，和自動化。經(jīng)煤泥烘干工藝處理后煤泥的水分可從25%～28%降到12%左右。由于在煤泥烘干工藝中引入了預(yù)破碎、分散、打散、防粘壁工序，煤泥的干燥效率得到了大大的提高，也為煤泥烘干行業(yè)帶了新活力。經(jīng)干燥處理后的煤泥主要可用于以下幾個方面： 1、作為原料加工煤泥型煤，供工業(yè)鍋爐或居民生活使用； 2、作為電廠鑄造行業(yè)的燃料，提高燃料利用率，降低生產(chǎn)成本提高經(jīng)濟(jì)收益；3、作為磚廠添加劑，提高磚的硬度和抗壓強(qiáng)度；4、作為水泥廠添加料，改善水泥性能；5、含有某些特定成份的煤泥可用作化工原料。

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