引言

隨著采煤和選煤機械化程度的提高，煤泥量大幅增加，相應細粒級選煤產品產量也大幅增加。細煤泥含量的提高給煤泥水處理及煤泥脫水回收、實現固液分離增加了難度。

1?板框過濾機在神東礦區選煤廠的應用

板框壓濾機作為一種固液分離設備，主要用于煤泥脫水回收并實現固液分離，在選煤廠應用廣泛。影響板框壓濾機工作效果的主要因素有閉合壓力、擠壓壓力、保壓時間、入料時間及入料性質(主要是物料的密度、粒度分布、濃度、黏度、沉降速度等特性)。洗選中心大部分板框壓濾機小時處理量是設計量的82.7%，平均水分不合格率8.5%。

2?石圪臺選煤廠煤泥水處理系統

石圪臺選煤廠板框壓濾機主要處理矸石旋流器溢流、二級旋流器溢流、加壓過濾機和板框壓濾機濾液等高灰細泥煤泥水濃縮底流。具體工藝流程如圖1所示。

3.1細煤泥水分高

石圪臺選煤廠板框壓濾機產品水分達33%，主要原因是石圪臺選煤廠矸石易泥化以及板框壓濾機入料粒度過小。

3.1.1矸石易泥化

石圪臺選煤廠矸石存在嚴重的泥化現象，采用分選工藝為3mm濕法脫泥，＞13mm淺槽分選機分，選13～3mm采用重介旋流器分選，末煤精煤和矸石脫介篩下稀介質混合后采用磁選機回收，磁選尾礦返回原生煤泥桶，導致矸石稀介質中大量高灰細泥再次進入煤泥水系統循環。這部分矸石泥進一步泥化，進入濃縮池后，在壓濾過程中形成極難沉降和壓濾的矸石泥。

3.2.1粒度太細

板框壓濾機入料粒度太細不僅會影響產品水分，還會降低板框壓濾機的處理能力。粒度太細，入料過程中靠近濾布的煤泥迅速成餅，后續煤泥水分無法排出，成餅困難，在入料壓力達到設定值時，濾餅內部仍含有大量水分。此時出現2種情況:①直接進入下一過程，每個濾腔內的煤泥量較少，影響處理能力;②再次入料，增加濾腔內的煤泥量，需要入料2次甚至更多，降低了板框壓濾機處理能力^.。

3.2.2日常維護不到位

板框壓濾機日常運行維護項目較多，包括電氣、機械、液壓等系統，存在的問題主要有:濾布清洗不及時，導致機頭機尾傾斜，造成事故停車，甚至損壞設備，同時帶來安全隱患;崗位技能參差不齊，存在誤操作，導致設備損壞;檢修人員對設備掌握程度不足，發現問題不能及時處理，增加檢修時間，降低處理能力。

3.2.3 參數設置不合理

板框壓濾機隨使用時間增加，工作狀態和設計不一致，工作參數被修改。由于石圪臺選煤廠煤泥性質發生變化，極細煤泥含量大幅增加，板框壓濾機入料特性發生變化，設定參數已無法適應現在的工作狀況。

3.3細煤泥量大

現有板框壓濾機處理能力不能滿足細煤泥處理要求，與板框壓濾機本身處理能力降低的和選煤廠細煤泥量增大密切相關。選13～3mm采用重介旋流器分選，末煤精煤和矸石脫介篩下稀介質混合后采用磁選機回收，磁選尾礦返回原生煤泥桶，導致矸石稀介質中大量高灰細泥再次進入煤泥水系統循環^［3］。這部分矸石泥進一步泥化，進入濃縮池后，在壓濾過程中形成極難沉降和壓濾的矸石泥。

3.1.2入料粒度過小

板框壓濾機主要處理細煤泥，但對煤泥粒度仍有一定要求，石圪臺選煤廠板框壓濾機主要處理矸石旋流器溢流、二級旋流器溢流、加壓過濾機和板框壓濾機濾液，＜0.045mm級含量達77.85%，導致擠壓過程中，靠近濾板部分成餅后，濾餅空隙很小，內部水分排出困難，脫水難度增大，板框壓濾機產品水分升高。

3. 2板框壓濾機處理能力低

石圪臺選煤廠板框壓濾機原處理能力為30t/h，現僅為20t/h，分析原因主要為粒度太細、日常維護不到位及參數設置不合理^.。石圪臺選煤廠設計時細煤泥量為90t/h，由于煤質發生變化，煤泥量增多，細煤泥量為145t/h，增加了61．11%，導致板框壓濾機處理能力不能滿足要求.。

4. 1工作參數方面

4.1.1入料保壓時間

在其他參數不變的情況下，調整入料保壓時間，結果見表1。入料保壓時間越長，產品水分越低^.。當入料保壓時間超過4min時，水分降低的趨勢變緩。

4.1.2 擠壓壓力

在其他參數不變的情況下，調整擠壓壓力。擠壓壓力越大產品水分越低，當超過700kPa時，降低趨勢減緩。

4.1.3 擠壓時間

在其他參數不變的情況下，調整擠壓時間。擠壓時間越長產品水分越低，當超過5min時，降低趨勢減緩。

4.2 入料性質

4.2.1 濃度分析

進行入料質量濃度的優化試驗，試驗前對可能的結果進行預測，首先是入料時間降低，但伴隨著入料量降低，濃度增大后來不及布滿濾腔就已成餅，導致入料不徹底，所以主要考慮對板框壓濾機處理能力的影響。

入料濃度越大，板框壓濾機處理能力越大，超過350g/L時，不能實現一次入料，導致入料時間增加，板框壓濾機整體處理能力降低。分析石圪臺選煤廠板框壓濾機入料主要有:矸石旋流器溢流、二級旋流器溢流、加壓過濾機和板框壓濾機濾液通過濃縮池沉降后的底流，從工藝方面提高入料濃度較為復雜，所以根據濃縮機耙子扭矩確定池底煤泥量，確定開啟板框壓濾機的臺數，提高入料濃度。電機的電流體現耙子扭矩的大小。

分析可知，摻粗量越大，產品水分越低，最低降到27.46%，較改造前的32.00%降低了4.54%。可以看出，摻粗比例越大，入料時間越短，能夠在入料過程通過空隙排出更多的水，保證一次入料的煤泥量，減少入料次數和入料時間，但隨著摻粗比例增加，煤泥中粗顆粒增多，成餅難度增大，卸料困難，卸料時間加長，尤其是摻粗比例達100%時，工人勞動強度增大，危險性增加。

因此，從處理能力的提升方面分析，應采用摻粗比例為75%，即摻粗管道開度維持在75%。

助濾劑的使用。在摻粗和最優工作參數的條件下，向板框壓濾機入料中添加一定量的助濾劑，產品水分從26．46%降到了25.67%，向板框壓濾機入料中添加一定量的助濾劑確實能降低產品水分，但隨著加入量增加，即加藥閥門開度的增大，產品水分降低到一定程度后就不再明顯降低。加藥管道閥門開度50%的情況下產品水分達到了25.73%，隨著開度繼續增大，產品水分從25.73%降到25.67%，降低0.06個百分點，效果不明顯，所以助濾劑加藥管道開度定為50%最合理。

4.3人員技能

由熟練掌握操作技能的老工人，制作板框壓濾機日常運行維護課件并講解，要求全場人員定期培訓和實操練習。檢修主任對板框壓濾機日常運行的問題進行分類匯總并進行普及，做到出現問題及時分析并采取檢修措施。

結論

針對加壓過濾機工作進行參數優化，并改造系統優化入料性質，使板框壓濾機的小時處理量由20．0t/h提高到24．2t/h，產品平均水分由33．78%降到30．46%，達到了項目預期目標。改造優化后，石圪臺選煤廠陽離子使用量降低了2%，陰離子使用量降低了3%，預計每年可節約藥劑成本約6萬元。介耗由0．73kg/t降為0．69kg/t，噸入選原煤平均結余0．04kg，年節約介質費用24萬元。板框壓濾機濾餅平均水分可降低3．32%，石圪臺選煤廠年產細煤泥145t/h，通過加權平均計算可推知，混煤的平均發熱量可提升75．36kJ/kg，預計年增收200萬元。

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