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摘 要：介绍了HMZG型单室入料空气穿流压滤机在选煤工业生产上的试验应用并与老式KZG型压滤机的对比试验，通过压滤机参数的调整，寻求最优水分控制参数，阐述了新型压滤机在降低二次浮选精煤水分上取得的突破，为浮选精煤脱水工艺的改进提供了新型的设备验证。
关键词：浮选精煤脱水；压滤机；试验
淮北选煤厂1972年8月建成投产，是华东地区最早的一家大型中央型选煤企业。经过多次工艺升级改造，不断提高技术装备水平，生产系统逐步完善，主要产品为焦煤、瘦煤。随着环保要求越来越严格，降低精煤水分，减少运力损失提上日程，而传统选煤工艺中，精煤组成中的重介精煤部分降低水分的空间较小，二次浮选精煤水分较高且脱水难度较大，是降低精煤产品水分的“瓶颈”制约因素，因此降低二次浮选精煤水分是亟待解决的问题。
1.浮选精煤脱水系统存在的主要问题
淮北选煤厂煤泥水处理工艺采用“2+2”模式，即精煤泥二次浮选两段脱水、尾煤泥二次浓缩两段脱水。目前二次浮选精煤脱水采用的是KZG550/1600-U快开隔膜压滤机，经过多次降低滤饼水分的技术攻关改造，该型压滤机水分由投产初期的27%-30%降低到23%-26%之间。由于煤质变化及降低浮选药剂消耗的要求，入浮煤泥水截粗弧形筛筛缝由0.5mm调整为0.4mm，浮选粒度组成偏细，对于二次浮选精煤脱水来说，在现有工艺和设备条件下，进一步降低滤饼水分的难度较大。
2.HMZG型快速压滤机的调试安装
基于进一步降低二次浮选精煤水分的要求，淮北选煤厂与景津集团合作，将采用单室入料空气穿流降滤饼水分的快速压滤机首次运用在精煤处理上。2018年4月份，对编号为4148的精煤压滤机进行了改造，由于生产厂房空間限制，在原有的KZG型压滤机的基础上进行了拆除安装，采用HMZG型快速压滤机替代KZG型精煤压滤机。5月3日进行了首次带料试验，经过滤液水引流管道改造和调试，并对压滤机控制参数进行了优化，改型压滤机投入试验性生产环节。
2.1 HMZG型快速压滤机技术参数
由于是在原有压滤机的基础上进行的拆除安装，因此两台压滤机的土建基础是一样的，我们对HMZG型快速压滤机的技术参数与KZG型的技术参数进行对比如下表2.1.1。
可以看出，HMZG型压滤机的过滤面积及滤饼厚度均有所下降，导致处理能力略有所下降，经过现场对比测算，单车每小时少处理精煤量约1.35吨。
2.2 HMZG型压滤机的调试试验
我们对精煤压滤机的入料采样，进行小筛分试验，确定入料的粒度组成，见表2.2.1，可以看出入料中-0.045mm粒度级含量较多，占比达到67.94%，细粒级占比较多对压滤机的脱水时间和水分的降低影响较大。
我们对HMZG型压滤机的工作流程与KZG型压滤机的工作流程进行对比，两型压滤机的工作流程相似，均采用全自动入料、压榨、反吹及拉板卸料控制。HMZG型的具体流程是：压紧—进料—一次吹风—水压榨—角吹风—二次吹风—松开卸料。HMZG型采用的是角入料，煤泥水通过膜板进料孔同时给入两个腔室，增加了水压榨的流程，即达到水压榨的工作流程后，水泵向膜板中注入清水，达到一定的压力并保持一定的时间，对滤饼进行挤压脱水。随后进行角吹风，压缩空气从配板进入滤腔，穿透滤饼，带出大量的水分从膜板的预制孔洞中流出，达到进一步降低水分的目的。
从工作原理中可以看出，HMZG降低水分的关键是对水压榨及角吹风的参数调整与控制。我们对HMZG型压滤机的控制参数调整并进行比对试验，并记录单组滤饼循环时间与KZG型进行比对，最终确定最优控制参数，见表2.1.2。经过调整，HMZG型压滤机的过程循环时间约为33.75分钟（平均），滤饼水分为16.99%（平均），最高水分18.45%，最低水分15.51%，比KZG型压滤机单循环时间下降3.67分钟（平均），水分下降7.53%（平均），水分下降比率达到了30.71%。
2.3 HMZG型压滤机优缺点分析
HMZG型快速压滤机首次在煤炭洗选脱水上应用，在实际生产试验中，对二次浮选精煤的脱水效果较好，其采用的技术创新一是利用高压水注入滤腔内对滤饼进行压榨取代传统的风力压榨，比用风压榨提高了压榨的压力，具有较好的压榨效果，且压榨用水独立管道，循环使用，节约水资源。二是滤布周边采用涂刷橡胶处理，在滤板周边形成严密的密封，从而形成相对密闭的过滤腔室，减少了压榨能量的损耗，具有较好的密闭性，压缩空气通过配板给入并穿透滤饼，水分通过特定的通道流出，避免了压缩空气从滤板间及出水嘴处大量逃逸，从而带走大量水分，实现滤饼水分的大幅下降，采用挂胶滤布的另一个优点是解决了入料过程中滤板间由于滤布密闭不严往卸料溜槽滴水的问题。三是采用边角入料方式，缩小了中心孔尺寸，中心孔采用自定位密封圈密封，取消了滤板出水嘴，在滤板下方设置滤液水通道，降低了滤布安装更换的难度，易于实现滤布快速更换。四是HMZG型快速压滤机投入使用后可以快速降低浮选精煤滤饼水分，较KZG型压滤机水分降幅达到6%-8%。水分降低后，滤饼松散、易碎，经过自由降落及刮板机械挤压，能够实现滤饼的自破碎，减少了煤泥破碎环节，降低事故率，从而与其他精煤组成达到均匀掺和。四是二次浮选精煤中精煤压滤机入料中，-0.045mm粒度级组成占比达到67.94%，为主导粒度级，入料粒度级相对较细，在滤布表面较难形成有效的自过滤层，这对滤布的透气性要求较高，改进的滤布增大了透气率，缩短了入料时间，提高了脱水效果，能够满足降低水分、滤饼易脱落的要求。
在使用过程中也发现了HMZG型压滤机的不足之处，在下一阶段的使用中进行改进，一是滤液水通过滤板底部两侧的通道采用暗流的方式统一收集，导致滤布破损后难以发现与判断，当某块滤布破损时，不容易快速定位破损滤布，处理占用时间较长。二是角吹风降水对压缩空气的保障需求较高，需要的压缩空气量较KZG型的大幅增加。三是滤板下方设置了暗流通道，滤板体积较大，起吊滤板时需要倾斜角度，因此设备空间一定的情况下，滤板数量减少，过滤面积偏小，为满足生产需求需要增大滤板尺寸，提高处理能力。
3.结语
随着浮选精煤粒度级的变细，尤其是针对二次浮选精煤，对进一步降低滤饼水分带来很大的挑战，HMZG型压滤机通过现场工业性试验验证，对处理粒度偏细的二次浮选精煤具由较好的效果，从生产数据可以看出，滤饼水分下降了7-8个百分点，过滤时间缩短了3-5分钟，滤饼脱落效果好，不需要捅滤饼操作，减轻了职工的劳动强度，且水分较低的滤饼很容易破碎，易于实现精煤产品的均质化。
目前淮北矿业各选煤厂浮选精煤脱水普遍采用的是快开压滤机、加压过滤机等脱水设备进行精煤脱水作业。随着环保及客户要求的严格，用工与材料成本不断提升，煤炭企业利润空间将不断被压缩，如何增收节支、节能降耗、符合法规要求是每个企业必须面对的课题，我们在对HMZG型快速压滤机设备的现场使用中，结合现场使用经验进行必要的改进，能够满足现阶段的生产需求。HMZG型快速压滤机在淮北选煤厂二次浮选精煤脱水上的成功应用，解决了过往精煤压滤机在降低产品水分上的制约瓶颈，取得了较好的降水效果。
关键词：浮选精煤脱水；压滤机；试验
淮北选煤厂1972年8月建成投产，是华东地区最早的一家大型中央型选煤企业。经过多次工艺升级改造，不断提高技术装备水平，生产系统逐步完善，主要产品为焦煤、瘦煤。随着环保要求越来越严格，降低精煤水分，减少运力损失提上日程，而传统选煤工艺中，精煤组成中的重介精煤部分降低水分的空间较小，二次浮选精煤水分较高且脱水难度较大，是降低精煤产品水分的“瓶颈”制约因素，因此降低二次浮选精煤水分是亟待解决的问题。
1.浮选精煤脱水系统存在的主要问题
淮北选煤厂煤泥水处理工艺采用“2+2”模式，即精煤泥二次浮选两段脱水、尾煤泥二次浓缩两段脱水。目前二次浮选精煤脱水采用的是KZG550/1600-U快开隔膜压滤机，经过多次降低滤饼水分的技术攻关改造，该型压滤机水分由投产初期的27%-30%降低到23%-26%之间。由于煤质变化及降低浮选药剂消耗的要求，入浮煤泥水截粗弧形筛筛缝由0.5mm调整为0.4mm，浮选粒度组成偏细，对于二次浮选精煤脱水来说，在现有工艺和设备条件下，进一步降低滤饼水分的难度较大。
2.HMZG型快速压滤机的调试安装
基于进一步降低二次浮选精煤水分的要求，淮北选煤厂与景津集团合作，将采用单室入料空气穿流降滤饼水分的快速压滤机首次运用在精煤处理上。2018年4月份，对编号为4148的精煤压滤机进行了改造，由于生产厂房空間限制，在原有的KZG型压滤机的基础上进行了拆除安装，采用HMZG型快速压滤机替代KZG型精煤压滤机。5月3日进行了首次带料试验，经过滤液水引流管道改造和调试，并对压滤机控制参数进行了优化，改型压滤机投入试验性生产环节。
2.1 HMZG型快速压滤机技术参数
由于是在原有压滤机的基础上进行的拆除安装，因此两台压滤机的土建基础是一样的，我们对HMZG型快速压滤机的技术参数与KZG型的技术参数进行对比如下表2.1.1。
可以看出，HMZG型压滤机的过滤面积及滤饼厚度均有所下降，导致处理能力略有所下降，经过现场对比测算，单车每小时少处理精煤量约1.35吨。
2.2 HMZG型压滤机的调试试验
我们对精煤压滤机的入料采样，进行小筛分试验，确定入料的粒度组成，见表2.2.1，可以看出入料中-0.045mm粒度级含量较多，占比达到67.94%，细粒级占比较多对压滤机的脱水时间和水分的降低影响较大。
我们对HMZG型压滤机的工作流程与KZG型压滤机的工作流程进行对比，两型压滤机的工作流程相似，均采用全自动入料、压榨、反吹及拉板卸料控制。HMZG型的具体流程是：压紧—进料—一次吹风—水压榨—角吹风—二次吹风—松开卸料。HMZG型采用的是角入料，煤泥水通过膜板进料孔同时给入两个腔室，增加了水压榨的流程，即达到水压榨的工作流程后，水泵向膜板中注入清水，达到一定的压力并保持一定的时间，对滤饼进行挤压脱水。随后进行角吹风，压缩空气从配板进入滤腔，穿透滤饼，带出大量的水分从膜板的预制孔洞中流出，达到进一步降低水分的目的。
从工作原理中可以看出，HMZG降低水分的关键是对水压榨及角吹风的参数调整与控制。我们对HMZG型压滤机的控制参数调整并进行比对试验，并记录单组滤饼循环时间与KZG型进行比对，最终确定最优控制参数，见表2.1.2。经过调整，HMZG型压滤机的过程循环时间约为33.75分钟（平均），滤饼水分为16.99%（平均），最高水分18.45%，最低水分15.51%，比KZG型压滤机单循环时间下降3.67分钟（平均），水分下降7.53%（平均），水分下降比率达到了30.71%。
2.3 HMZG型压滤机优缺点分析
HMZG型快速压滤机首次在煤炭洗选脱水上应用，在实际生产试验中，对二次浮选精煤的脱水效果较好，其采用的技术创新一是利用高压水注入滤腔内对滤饼进行压榨取代传统的风力压榨，比用风压榨提高了压榨的压力，具有较好的压榨效果，且压榨用水独立管道，循环使用，节约水资源。二是滤布周边采用涂刷橡胶处理，在滤板周边形成严密的密封，从而形成相对密闭的过滤腔室，减少了压榨能量的损耗，具有较好的密闭性，压缩空气通过配板给入并穿透滤饼，水分通过特定的通道流出，避免了压缩空气从滤板间及出水嘴处大量逃逸，从而带走大量水分，实现滤饼水分的大幅下降，采用挂胶滤布的另一个优点是解决了入料过程中滤板间由于滤布密闭不严往卸料溜槽滴水的问题。三是采用边角入料方式，缩小了中心孔尺寸，中心孔采用自定位密封圈密封，取消了滤板出水嘴，在滤板下方设置滤液水通道，降低了滤布安装更换的难度，易于实现滤布快速更换。四是HMZG型快速压滤机投入使用后可以快速降低浮选精煤滤饼水分，较KZG型压滤机水分降幅达到6%-8%。水分降低后，滤饼松散、易碎，经过自由降落及刮板机械挤压，能够实现滤饼的自破碎，减少了煤泥破碎环节，降低事故率，从而与其他精煤组成达到均匀掺和。四是二次浮选精煤中精煤压滤机入料中，-0.045mm粒度级组成占比达到67.94%，为主导粒度级，入料粒度级相对较细，在滤布表面较难形成有效的自过滤层，这对滤布的透气性要求较高，改进的滤布增大了透气率，缩短了入料时间，提高了脱水效果，能够满足降低水分、滤饼易脱落的要求。
在使用过程中也发现了HMZG型压滤机的不足之处，在下一阶段的使用中进行改进，一是滤液水通过滤板底部两侧的通道采用暗流的方式统一收集，导致滤布破损后难以发现与判断，当某块滤布破损时，不容易快速定位破损滤布，处理占用时间较长。二是角吹风降水对压缩空气的保障需求较高，需要的压缩空气量较KZG型的大幅增加。三是滤板下方设置了暗流通道，滤板体积较大，起吊滤板时需要倾斜角度，因此设备空间一定的情况下，滤板数量减少，过滤面积偏小，为满足生产需求需要增大滤板尺寸，提高处理能力。
3.结语
随着浮选精煤粒度级的变细，尤其是针对二次浮选精煤，对进一步降低滤饼水分带来很大的挑战，HMZG型压滤机通过现场工业性试验验证，对处理粒度偏细的二次浮选精煤具由较好的效果，从生产数据可以看出，滤饼水分下降了7-8个百分点，过滤时间缩短了3-5分钟，滤饼脱落效果好，不需要捅滤饼操作，减轻了职工的劳动强度，且水分较低的滤饼很容易破碎，易于实现精煤产品的均质化。
目前淮北矿业各选煤厂浮选精煤脱水普遍采用的是快开压滤机、加压过滤机等脱水设备进行精煤脱水作业。随着环保及客户要求的严格，用工与材料成本不断提升，煤炭企业利润空间将不断被压缩，如何增收节支、节能降耗、符合法规要求是每个企业必须面对的课题，我们在对HMZG型快速压滤机设备的现场使用中，结合现场使用经验进行必要的改进，能够满足现阶段的生产需求。HMZG型快速压滤机在淮北选煤厂二次浮选精煤脱水上的成功应用，解决了过往精煤压滤机在降低产品水分上的制约瓶颈，取得了较好的降水效果。