吳剛

（鄭煤集團(tuán)新鄭精煤有限公司，河南 鄭州 450000）

隨著工業(yè)科技的不斷創(chuàng)新，機(jī)械在選煤過程中發(fā)揮越來越重要的作用，細(xì)粒煤的產(chǎn)出比重也迅速增大。大部分選煤廠煤泥水的處理方式中存在一些不足之處，一個好的煤泥水處理系統(tǒng)在整個工廠的工作中都起到重要的作用。如何改善煤泥水的處理問題關(guān)乎整個工廠的工作能否正常運(yùn)行。本文將結(jié)合某處理廠的實(shí)際情況，就如何改進(jìn)煤泥水的處理方式進(jìn)行討論。

1 煤泥的性質(zhì)特點(diǎn)

對某選煤廠的濃縮入料進(jìn)行取樣，并進(jìn)行小篩分處理，得出數(shù)據(jù)如表1。

從表1中的數(shù)據(jù)能夠得出:煤泥中的小于0.036mm的煤泥所占比例為79.01%，而+0.5mm粒級煤泥含量僅為0.27%。從表中數(shù)據(jù)反應(yīng)出的問題發(fā)現(xiàn)，此煤泥粒度結(jié)構(gòu)的很不合理，對煤泥水的處理造成了一定的困難。對煤泥水進(jìn)行凝聚和絮凝處理，可以彌補(bǔ)煤泥水中處理過程中的不足，使得循環(huán)水濃度能夠符合生產(chǎn)要求。

2 凝聚和絮凝的工作原理

2.1 凝聚的工作原理

通常情況下，煤泥水中的極其微小的顆粒表面都帶電，且一樣的顆粒的所帶電性相同，且一般為負(fù)電荷，負(fù)電荷都處于表面，正電荷片于粒子內(nèi)部，因此在其表面就形成了微弱的電位差。因異性電荷相互吸引的原理，其表面會吸引與其電性相反的反號離子，形成雙電層結(jié)構(gòu)。當(dāng)電性相反的兩種粒子發(fā)生重疊時，在重疊之處的反號離子受到兩個粒子的雙重作用，排斥性也更強(qiáng)，重疊區(qū)的被吸引的粒子位置將發(fā)生轉(zhuǎn)移。由濃度高的一方向濃度較低的一方轉(zhuǎn)移。此外，兩種粒子的重疊使原來的電平衡發(fā)生了改變，兩種粒子將因互相排斥，而相互遠(yuǎn)離。煤泥水的顆粒不會沉淀下來的原因也就是因?yàn)檫@種粒子間的相互排斥現(xiàn)象。加入帶有一定正電荷的電解質(zhì)溶液可以中和粒子間所帶的電性，減少顆粒間的相互排斥力，使泥煤水中的顆粒與其吸引的顆粒分散開來，顆粒就會逐漸沉淀至底部，發(fā)生凝聚現(xiàn)象。

2.2 絮凝的工作原理

在煤泥水中加入較長線性結(jié)構(gòu)的高分子化合物也能減少煤泥水中帶電粒子的帶電量。其被水溶解之后產(chǎn)生電離現(xiàn)象，也產(chǎn)生帶有一定電量的粒子。這些粒子顯示出正電荷性質(zhì)，其以靜電結(jié)合、氫鍵合、共價(jià)鍵等方式與煤泥水的帶電粒子相互吸引。因?yàn)檫@些化合物特殊的長線性結(jié)構(gòu)，其在水中能夠充分延展，與煤泥水中充分的帶電顆粒充分反應(yīng)。另外，長鏈結(jié)構(gòu)有多個活性基團(tuán)，因此能吸引多個顆粒發(fā)生絮凝反應(yīng)。這些顆粒呈絮狀，形成絮團(tuán)。

2.3 絮凝劑與凝聚劑的結(jié)合使用可以節(jié)約成本

凝聚劑適用于處理帶電量較小的微小顆粒，處理后得到的澄清水和沉淀物都比較純凈，但當(dāng)處理的煤泥水中的帶電粒子帶電量較大，或者帶電顆粒本身質(zhì)量較大時，其使用量也較大，成本較高。而絮凝劑則可以彌補(bǔ)凝聚劑的這種不足，使用絮凝劑處理煤泥水時，絮凝劑的長鏈結(jié)構(gòu)能吸附較多的帶電顆粒，所以其用量較低，但這種吸附效果并不是通過減弱顆粒表面的帶電量來實(shí)現(xiàn)的。若單獨(dú)使用，絮凝劑也存在不足，其產(chǎn)生的絮狀物并不是完全純凈，其中包含了水和較小的顆粒雜質(zhì)。凝聚劑和絮凝劑的性質(zhì)和功能相互補(bǔ)充，因此可以將兩者復(fù)配使用，這樣既彌補(bǔ)了水質(zhì)不夠澄清的不足，又能最大程度的節(jié)約用量，從而節(jié)約成本。

3 分組試驗(yàn)

3.1 試驗(yàn)樣品，試驗(yàn)藥劑，試驗(yàn)器材介紹

試驗(yàn)取樣:取濃度為150g/ml的某選煤廠1#濃縮機(jī)入料

試驗(yàn)藥劑:絮凝劑和凝聚劑。其中絮凝劑使用陰離子型聚丙烯酰胺，其平均分子量約為800；凝聚劑使用AlH24KO20S2溶液

試驗(yàn)器材:量筒及燒杯，分光光度計(jì)

3.2 只使用陰離子型聚丙烯酰胺的效果

首先應(yīng)將絮凝劑溶解，配置成濃度為5%的陰離子型聚丙烯酰胺溶液，然后取容量為1000mL的煤泥水，加入量筒中，并攪拌半分鐘，然后靜置兩個小時。最后使用分光光度計(jì)測量試驗(yàn)樣品的透光率，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖1。

從圖1中的數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論，絮凝劑的使用量為21mg/L時，效果最佳，其透光率則相對較低，約為70%。

3.3 單獨(dú)使用AlH24KO20S2的效果實(shí)驗(yàn)步驟與3.2中相同（AlH24KO20S2濃

度為5%），得出的數(shù)據(jù)如圖2。

從圖2中的數(shù)據(jù)可以得出:AlH24KO20S2的使用量為 200 mg／L時效果最佳,澄清后的樣品透光率為74%。

3.4 從圖1和圖2可以看出，不論是單獨(dú)使用凝聚劑還是絮凝劑，其上清液的透光率都不高。因此考慮將絮凝劑和凝聚劑配合使用。

（1） 設(shè)定AlH24KO20S2的使用量為100mL/L，絮凝劑的不同使用量效果數(shù)據(jù)如圖3。

從圖3中的數(shù)據(jù)可以看出:當(dāng)AlH24KO20S2的使用量為100mg/L時，陰離子型聚丙烯酰胺溶液的使用量為15mg/L時效果最佳，透光率良好，約為90%。

?

（2）設(shè)定陰離子型聚丙烯酰胺用量為 15mg/L，AlH24KO20S2不同使用量數(shù)據(jù)如圖4。

從圖4的數(shù)據(jù)可以看出:設(shè)定陰離子型聚丙烯酰胺用量為15mg/L時，AlH24KO20S2的使用量為150ml/L時效果最佳，上清液的透光率達(dá)到95%左右。

3.5 試劑使用順序試驗(yàn)

在長期的實(shí)踐過程中發(fā)現(xiàn)，加入絮凝劑和凝聚劑的試劑的順序不同，也可能影響生產(chǎn)效果。選用與上述實(shí)驗(yàn)相同的煤樣。改變其試劑加入順序，試劑加入間隔為12秒，試劑加入間隔時間可不停攪拌，讓藥劑充分反應(yīng)。其中分別加入AlH24KO20S2150 mg／L，陰離子型聚丙烯酰胺為15mg/L，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

從表2的數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論，先添加絮凝劑比先添加凝聚劑反應(yīng)后的上清液要略高。因此正確的試劑添加順序是先加入絮凝劑，后加入凝聚劑。

總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，陰離子型聚丙烯酰胺和AlH24KO20S2復(fù)配使用后，最佳用量為陰離子型聚丙烯酰胺為15mg/L，lH24KO20S2,為150mg/L。試劑添加順序?yàn)橄燃尤腙庪x子型聚丙烯酰胺，后加入AlH24KO20S2。

結(jié)語

（1） 當(dāng)煤泥水中的粘土量較高時，需絮凝劑和凝聚劑復(fù)使用，才能取得理想的效果。若是單一使用，成本太高，煤泥水中的顆粒也不能完全沉淀。

（2）根據(jù)煤泥水所含雜質(zhì)不同，需根據(jù)實(shí)驗(yàn)不斷探索最佳的煤泥水處理方式。

（3）試劑的添加順序不同，也會影響到工作效果

（4）選煤廠應(yīng)重視煤泥水處理在生產(chǎn)過程中的地位。在改進(jìn)處理方法的同時，更應(yīng)該在觀念上加強(qiáng)重視。煤泥水不能得到良好的處理，其經(jīng)濟(jì)效益和社會效益都會受到損害。

[1]謝廣元.選礦學(xué)[M].徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2007.6-8.

[2]蘇丁，雷靈琰，王建新.凝聚劑、絮凝劑在難凈化煤泥水中的使用[J].選煤技術(shù)，2010(2):10-11.

[3]胡筱敏.化學(xué)助濾劑[M].北京:冶金工業(yè)出版社，2009.8-9.