水煤浆制备工艺

水煤浆制备三大要素：煤质、煤粉粒度级配、添加剂。

水煤浆生产工序通常包括选煤、破碎、磨矿(加入添加剂)、搅拌与剪切、滤浆等多个环节,每个环节的作用是:
(1)选煤是制浆的基础,包括两方面:一是选择合适的制浆用煤或配煤,即成浆性能好,并且具有良好燃烧特性的煤;二是对原料煤进行脱灰脱硫处理,以保证制浆原料煤的质量。

(2)破碎与磨矿是制浆工艺过程中最关键的环节,为了减少磨矿功耗,磨矿前原料煤必须先破碎(按照多破少磨原则,破碎粒度越细越好),然后经过磨矿,直至水煤浆产品所需要的细度,并使其粒度分布达到较高堆积效率。

(3)捏混只有在干磨和中浓度湿法制浆中才使用。

其作用是使干磨所产生的煤粉或中浓度磨矿产品经过滤机脱水所得滤饼能与水和分散剂均匀混合，并形成有一定流动性的浆体，以便于在下一步搅拌工序中进一步混匀。

(4)搅拌的作用是使煤颗粒、水与添加剂充分混合,提高水煤浆的稳定性,而且在搅拌过程中使煤浆受强剪切力处理,加强了添加剂与煤颗粒表面的相互作用,改善了浆体的流动性。

(5)滤浆工艺的作用是除去在制浆过程中出现的粗颗粒和混入浆体的某些杂物,以防止水煤浆在储运和燃烧过程中堵塞管路和喷嘴。

(6)在制浆工艺中,还须配置煤量、水量、添加剂量、煤浆流量、料位、液位等在线检测与控制装置。

制浆原料煤与添加剂的合理选择及制浆工艺的确定是制浆技术的三大要素,也是实现用较低的制浆成本生产优质水煤浆产品的基本条件。

制浆工艺（偏高浓度湿法制浆）流程一般分为：原煤环节、药剂制备环节、磨浆环节及储浆输送环节4部分。

原煤环节是将原煤经皮带输送机送入破碎机中破碎．破碎好的煤再由输送机送到粉煤仓待磨；药剂制备环节是分别将分散剂原液、稳定剂干粉与一定量的水配置成分散剂溶液和稳定剂溶液并泵送至分散剂缓冲桶和稳定剂缓冲桶；磨浆环节是将水、煤、分散剂送入磨机中磨制．从磨机中出来的水煤浆为原始的水煤浆．原始的水煤浆经振动筛除渣流入缓冲搅拌桶进行搅拌．然后经泵送到滤浆器处理。

处理后的浆与一定量的稳定剂溶液加入到稳定性搅拌桶再次搅拌．搅拌好的浆送，送至强化泵进行高剪切处理．再送入均质搅拌桶中搅拌熟化。

这样便得到了成品浆；储浆输送环节是将成品浆送到储浆罐储存或向外输送：整个水煤浆制备流程到此结束。

其工艺流程如图1所示。

生产工艺上，我国以湿法制浆为主。

同等参数下，湿法研磨制得的浆比干法研磨制得的浆粘度小，稳定性强，因为在湿法研磨中，煤粒被粉碎后，立即被溶液中的添加剂包裹，添加剂分子与煤粒能更充分的作用。

1.湿法制浆：
按照磨矿浓度不同，湿法制浆工艺又分为高浓度磨矿制浆工艺，中浓度磨矿制浆工艺和中、高浓度联合磨矿制浆工艺。

高浓度磨矿制浆工艺是将煤、水和分散剂一起加入磨机研磨，磨矿产品经过搅拌、稳定剂处理后，即为成品水煤浆。

我国及国外(如美国大西洋公司、日本的日立公司和COM公司)大多数水煤浆厂均采用这种工艺。

其优点：投资少，流程简单，便于生产管理；在高浓度下磨矿介质表面可粘附较多的煤浆，有利于在研磨中产生较多的细粒，改善粒度分布，提高堆积效率，良好运行时，这种工艺的产品粒度分布可以达到72%堆积效率。

也有利于分散剂及时与煤粒表面接触，从而提高制浆效果。

其缺点：单位生产能力一般较中浓度的低，磨矿功耗相对较高；同时．对磨矿产品粒度分布的调整有一定的局限性，而且需要很好地掌握磨机运行参数，因为煤浆粘度大。

流程图如下：
高浓度磨矿制浆工艺流程
中浓度磨矿制浆工艺是指采用50％左右浓度磨矿的制浆工艺。

其工艺过程是；将原料煤、水和部分添加剂一起加入磨机中，进行中浓度磨制，磨矿产品再进入下道工序磨制(中浓度磨矿产品粒度分布的堆积效率低，一般都要采用两段以上的磨矿工序)，然后对磨矿产品进行过滤脱水，脱水后的产品再加入分散剂进行捏混、搅拌调浆、滤浆、稳定性处理及均质熟化几道工序，即可获得成品水煤浆。

其优点：磨矿较易进行，磨矿机的能力比高浓度磨矿机大。

其缺点：要通过不同阶段磨矿搭配，磨矿产品还需进行脱水，投资大，工艺流程复杂，操作管理维护不便。

流程图如下：
中浓度磨矿制浆典型工艺流程
中高浓度磨矿制浆工艺是以上两种工艺的结合。

原则上采用高浓度和中浓度两段磨矿。

中浓度磨矿产品再进入高浓度磨机，与高浓度磨机的给料混合，进行高浓度磨矿．高浓度磨矿的产品经搅拌、过滤处理后就是水煤浆初级产品；或将中浓度磨矿产品过滤脱水后，与高浓度磨矿产品进行捏混，捏混产品就是水煤浆的初级产品。

水煤浆的初级产品再进行搅拌调浆、滤浆、稳定性处理、高剪切处理及均质熟化几道工序，即可获得成品水煤浆。

该工艺的优点是:可获得堆积效率较高的磨矿产品。

(如充日水煤浆厂的磨矿产品堆积效率达74％左右)。

其缺点是：磨矿环节只是起到改善级配的作用．对提高处理能力作用甚微，能耗相对较高。

如兖日水煤浆厂，制浆电耗高达143 kWh／(t煤)。

因此，只有在处理难制浆煤种并要求生产高质量水煤浆时，它才有优势。

建厂投资方面，介于其他两种工艺之间，生产操作和管理相对复杂。

中、高浓度磨矿制浆工艺流程1
中、高浓度磨矿制浆工艺流程2
浮选精煤制浆工艺是我国独创的一种湿法制浆工艺，该工艺特点是利用煤炭洗选过程中新产生的细粒煤泥。

经浮选——过滤——调整粒度后制成的水煤浆。

该工艺最大优点是省去对煤的研磨，制浆成本大大降低。

山东枣庄八一水煤浆厂采用该工艺的流程如图所示。

山东枣庄八一水煤浆厂工艺流程
煤泥制浆工艺是利用选煤厂排出的浮选尾煤,调制成经济型煤泥水煤浆。

由于煤泥本身粒度细,不需要磨矿,也不需要加入任何添加剂,大大简化了制浆工艺。

其工艺流程图如下
煤泥制浆工艺流程图
湿法制浆虽然具有工人劳动强度低、对环境污染小等优点，但要求人料浓度不能变动太大，而且还要求达到一定浓度，另外它对人料中的大颗粒及杂物控制较困难，并且中长距离的运输费用也会很大。

而干法制浆工艺正好可以弥补这些缺点。

2.干法制浆：
干法制浆的典型工艺如图l所示，原煤破碎后进行干燥，干燥水分不大于
5％，干燥后进行捏混，以使煤粉与水和分散剂混合均匀，并初步形成有一定流动性的浆体，以便在下一步搅拌工序中进一步混匀调浆。

如果需要进一步提高浆体的稳定性，还需要加入适量的稳定剂，然后进行搅拌混匀、剪切，使浆体进一步熟化。

进入储罐前还必须经过滤浆去除杂质，才能得到产品。

其工艺流程图如下：
干法制浆工艺流程图
其存在的问题：
（1）干法磨矿的能耗比湿法的高。

在产品细度相同的条件下，干法球磨机的能耗约比湿法球磨机高30％。

（2）一般情况下，干法磨矿的效果不及湿法。

这是因为，根据干法磨煤粉的粒度分布资料，其堆积效率远不及湿法产品高，而且干法磨煤时新生表面积很快被氧化，从而降低了它的成浆性。

（3）干法磨矿的安全与环境条件较湿法磨矿差。

神木难成浆煤所采用的干法制浆工艺直接把干磨好的不同粒径的煤粉集中
到煤粉仓，采用雾化的方式把溶解了水煤浆添加剂的溶液均匀喷入该仓的煤粉中，然后采用全自动装袋机把煤粉装袋，外运至用户处，给入专门设计的全自动搅拌机中，按比例加入一定量的清水，在搅拌机中搅拌成水煤浆。

（比较特殊，可以作为新技术阐述）。