煤泥水过滤介绍

在煤炭行业，过滤作业主要用来实现煤泥固体颗粒与水的分离。被过滤的煤泥固体颗粒的粒度上限规定为0.5mm，但在实际生产中，粒度上限常达1mm左右。由于过滤介质和形成的滤饼都有孔隙，在过滤过程中，煤泥水中的水透过过滤介质和已形成的滤饼孔隙时，会带有微细煤泥颗粒，所以滤液是含有一定量微细煤泥固体颗粒的悬浮液。

过滤过程的动力是过滤介质两侧的压力差，一般可由静压头、真空泵产生的负压或由柱塞泵、隔膜泵、离心泵及压缩空气等产生的正压形成，也可用离心力作为过滤过程的动力，但在实际生产中主要依靠负压或正压形成。

一般由过滤、滤饼脱水和卸饼3个阶段组成。

(1)过滤阶段。煤泥水中的水透过过滤介质的孔隙形成滤液，固体颗粒被截留在过滤介质表面形成滤饼。

(2)滤饼脱水阶段。受负压或正压的继续作用，从滤饼孔隙和固体颗粒表面排除剩余的水分。

(3)卸饼阶段。用瞬时吹风、机械刮刀、过滤介质折弯或籍滤饼自重等方法从过滤介质上卸落滤饼。

在过滤时，如果以回收滤液作为主要目的，则在滤饼脱水阶段结束后，还需增加滤饼冲洗阶段，以充分回收滤饼孔隙中及固体颗粒表面上的液相有用成分。在煤炭加工生产中无滤饼冲洗阶段。

在过滤过程中，过滤方程一般用下式表示：

式中v为单位过滤面积所产生的滤液量，m;t为过滤时间、s;μ为液体的动力粘度，N·s/m2;R₁为过滤介质阻力，1/m;R₂为滤饼阻力，1/m。

过滤分恒压过滤、恒速过滤和变压变速过滤3种。过滤介质后面的空间与恒定的负压源相连，或者煤泥水前面的空间与恒定的压力源相连时，过滤压力保持恒定称恒压过滤。用转速恒定的电机驱动的往复式柱塞泵形成的正压作为过滤动力源时，过滤速度保持恒定称恒速过滤。用离心泵输送悬浮液形成的正压作动力源时，其过滤压力和过滤速度随时间而变化的过程称变压变速过滤。

影响过滤作业技术指标 (单位面积处理能力、滤饼水分及滤液浓度)的主要因素有：①煤泥水密度、粘度及氢离子浓度;②煤的矿化程度、灰分、密度及粒度组成;③用作过滤动力的压力差大小;④过滤介质的性质及开孔率;⑤滤饼脱落率。在煤泥水过滤前，先进行浓缩、掺入较粗粒物料改善滤饼结构、添加助滤剂、选用阻力小及透气性好的过滤介质和改进卸饼方式等都有助于提高过滤作业的技术指标。

煤泥属多分散性物料，它由不同形状、粒度和物质成分的颗粒组成。从过滤角度看，煤泥可分为易过滤和难过滤2种。前者以大于50μm的颗粒为主、灰分较低的粗煤泥;后者以小于50μm的颗粒为主、灰分较高的细煤泥。浮选精煤、浮选中煤和原煤煤泥由于其粒度组成较粗、灰分较低、构成的煤泥水粘度较小，易于过滤，因此一般用负压作为过滤动力，所用的过滤设备有圆盘式真空过滤机、圆筒外滤式真空过滤机或折带式真空过滤机，也有少数采用带式真空过滤机。为了降低滤饼水分、提高单位过滤面积处理能力，20世纪80年代已研制成功用压缩空气作过滤动力的加压过滤机。浮选尾煤及其他高灰分、细颗粒煤泥由于难于过滤，因此采用离心泵或往复式柱塞泵作为给料动力的压滤机来过滤。少数厂也有采用圆盘式真空过滤机、折带式真空过滤机、水平带式真空过滤机或带式挤压机过滤，但效果不及压滤机。由于压滤机的入料压力高，允许采用细密的过滤介质，所得出的滤液比较纯净，因此压滤机已成为选煤厂及水采矿井过滤回收浮选尾煤及其他细颗粒、高灰分的煤泥，实现洗水闭路循环的主要把关设备。

过滤时用以阻留固体颗粒、渗透液体的多孔隙的固态隔离层。常用合成纤维或金属丝织物作过滤介质，通称滤布。

正确选用过滤介质直接关系到过滤设备的单位面积处理能力、滤液的固体含量和滤饼的水分。选择的根据是入料粒度组成、过滤条件、所采用的过滤设备及对过滤产品的要求。

过滤介质在煤泥水过滤时要承受3种作用： ①经常交替变化的负压和常压、正压和常压或负压和正压负荷的作用; ②与固体煤粒接触时的侵蚀作用和煤泥水内腐蚀性物质的腐蚀作用; ③微细煤粒和泥质颗粒对介质孔隙的堵塞作用。

过滤介质应能满足下列3方面的要求： ①良好的过滤性能;②强度高，抗曲折，耐磨，残余变形小，耐腐蚀和有抗交变载荷能力;③粘附性小，能保持空隙不堵和容易再生。

用作过滤介质的材料，采用真空过滤机过滤煤泥水时，过滤介质的孔径一般为0. 3～0. 2mm，用作过滤介质的材料有合成纤维织物、不锈钢丝织物及有色金属合金丝织物;采用压滤机过滤煤泥水时，过滤介质的孔径要力求细密，以取得纯净的滤液，用作过滤介质的材料有合成纤维织物、无纺布及合成滤毯等。

过滤过程中在过滤介质一侧形成的固体颗粒层。在煤泥水过滤时，回收的滤饼量占入料中固体量的百分数和滤饼水分是过滤作业的两项主要技术指标。在煤泥水性质一定时，前者主要取决于过滤介质的开孔率，后者主要取决于压力差、过滤介质开孔率及滤饼脱水时间。

滤饼可大致分为不可压缩和可压缩的两种。浮选精煤和低灰分粗粒煤泥属于压缩性小的物料，易于过滤。用真空过滤机过滤浮选精煤时，滤饼水分为26%～30%;用加压过滤机过滤时，滤饼水分为18%～20%。浮选尾煤和高灰分细粒煤泥属于压缩性较大的物料，用压滤机过滤时，滤饼水分21%～23%。

过滤过程中透过过滤介质的液体。在煤泥水过滤时，由于过滤介质和滤饼都有孔隙，滤液含有一定量细粒固体颗粒的悬浮液。

滤液中的固体含量主要取决于过滤介质的开孔率、滤饼结构中的煤泥粒度组成。过滤介质的开孔率越大，煤泥粒度组成越细，滤饼的孔隙越大，滤液的固体含量越高。采用真空过滤机过滤浮选精煤时，滤液的固体含量一般为30～60g/L。采用压滤机过滤浮选尾煤时，滤液的固体含量一般小于0. 03g/L。

滤饼脱落量占全部滤饼量的百分数。

影响滤饼脱落率的主要因素有： ①滤饼的粒度组成、灰分、矿物成分及厚度;②滤布材料、性质、孔隙尺寸及再生情况; ③滤饼的卸落方式。

滤饼的卸落方式基本上有5种：①瞬时反吹风;②机械刮落;③瞬时反吹风与机械刮刀并用;④滤布折弯卸落;⑤靠滤饼自重卸落。其中前3种用于圆盘式和圆筒外滤式真空过滤机; 第4种用于折带式和水平带式真空过滤机及带式挤压机;第5种用于厢式压滤机。对圆筒外滤式真空过滤机，以采用滤布折弯卸饼方式较好，同时可用滤布反面喷压力水进行清洗再生，可保持较高的滤饼脱落率。

提高过滤效果所使用的药剂。助滤剂可改变脱水煤粒的表面物理化学性质，改善滤饼结构及其透气性，强化过滤过程，提高过滤设备的处理能力及降低滤饼水分或滤液中的固体含量。

按助滤剂的化学成分可分为阳离子型、阴离子型和非离子型3种。在应用时可根据药剂的性能、被过滤的煤泥水中的固相和液相的性质、过滤设备的过滤条件来选择药剂的类型，一般配成0.05%浓度的水溶液使用，以提高药剂与煤粒的接触机率，节约药剂用量。 2100433B

1、粒度细、微粒含量多，尤其是小于200目的微粒约占70%～90%.

2、持水性强，水分含量高。经圆盘真空过滤机脱水的煤泥含水一般在30%以上；折带式过滤机脱水的煤泥含水在26%～29%;压滤机脱水的煤泥含水在20%～24%.

3、灰分含量高，发热量较低。按灰分及热值的高低可以把煤泥分成三类：低灰煤泥灰分为20%～32%，热值为12.5～20MJ/kg;中灰煤泥灰分为30%～55%，热值为8.4～12.5MJ/kg;高灰煤泥灰分>55%,热值为3.5～6.3MJ/kg.

4、黏性较大。由于煤泥中一般含有较多的黏土类矿物，加之水分含量较高，粒度组成细，所以大多数煤泥黏性大，有的还具有一定的流动性。由于这些特性，导致了煤泥的堆放、贮存和运输都比较困难。尤其在堆存时，其形态极不稳定，遇水即流失，风干即飞扬。结果不但浪费了宝贵的煤炭资源，而且造成了严重的环境污染，有时甚至制约了洗煤厂的正常生产，成为选煤厂一个较为棘手的问题。

由于煤泥具有高水分、高粘性、高持水性和低热值等诸多不利条件，很难实现工业应用，长期被电力用户拒之门外，以民用地销为主要出路。改革开放以来，国民经济有了迅猛的发展，煤炭产量已跃居世界首位，市场形势也发生了很大变化。煤炭加工的深度和广度都在快速发展，煤泥的产量明显上升，煤泥的综合利用已成为迫切需要解决的问题。

随着我国工业科技的不断发展，剩余的煤泥得到的很好的二次利用。煤泥烘干机采取了将煤泥先破碎分散然后再热力干燥的新技术，使煤泥的处理实现了连续化、工业化，和自动化。经煤泥烘干工艺处理后煤泥的水分可从25%～28%降到12%左右。由于在煤泥烘干工艺中引入了预破碎、分散、打散、防粘壁工序，煤泥的干燥效率得到了大大的提高，也为煤泥烘干行业带了新活力。经干燥处理后的煤泥主要可用于以下几个方面： 1、作为原料加工煤泥型煤，供工业锅炉或居民生活使用； 2、作为电厂铸造行业的燃料，提高燃料利用率，降低生产成本提高经济收益；3、作为砖厂添加剂，提高砖的硬度和抗压强度；4、作为水泥厂添加料，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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