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        選煤廠煤泥水處理試驗(yàn)研究

        2019-03-11 11:28:10郝曉文
        山東煤炭科技 2019年2期
        關(guān)鍵詞:泥水煤泥絮凝劑

        郝曉文

        (同煤集團(tuán)大地選煤工程有限責(zé)任公司,山西 大同 037057)

        1 前言

        洗煤過程中所采用的介質(zhì)基本上都是水以及水和其他物質(zhì)的混合物,而洗煤涉及的工藝技術(shù)也非常多,在采用不同的工藝技術(shù)條件下,進(jìn)行煤泥水處理過程中采用的方式也存在差異。要想確保洗煤的過程中消耗水資源量進(jìn)一步降低,確保洗煤企業(yè)的生產(chǎn)成本能夠得以減少,達(dá)到清潔生產(chǎn)的目的,應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步對(duì)洗煤水進(jìn)行處理,確保水資源能夠被循環(huán)利用。

        2 煤泥水處理現(xiàn)狀

        同煤集團(tuán)大地選煤廠在洗煤過程中都是采用閉路循環(huán)的控制方式,對(duì)于煤泥水的處理通常也會(huì)采用絮凝劑進(jìn)一步澄清以及濃縮,而針對(duì)一些較難處理的煤泥水,則采用混凝劑以及絮凝劑聯(lián)合使用的方法進(jìn)行處理。同煤集團(tuán)大地選煤廠所采用的煤泥水處理技術(shù)和其他選煤廠煤泥水處理技術(shù)幾乎相同:進(jìn)行煤泥分選處理→尾礦的濃縮處理(可以采用沉淀方法或者采用氣浮方法) →壓濾處理。不過,在煤泥水的處理過程中,現(xiàn)在所采用的絮凝劑種類相對(duì)較為單一,而且所需的成本也較高,有待進(jìn)一步的研究與改進(jìn)。

        3 無(wú)機(jī)與有機(jī)絮凝劑對(duì)比實(shí)驗(yàn)

        結(jié)合大地選煤廠在選煤過程中產(chǎn)生煤泥水的具體特征,要尋找更為適宜的藥劑,確保對(duì)煤泥水處理過程能夠更加高效與經(jīng)濟(jì),確保出水的濁度有所降低,煤泥水的沉降速率相應(yīng)提升。在對(duì)絮凝劑種類進(jìn)行選擇過程中,針對(duì)不同的有機(jī)絮凝劑和無(wú)機(jī)絮凝劑加以全面對(duì)比分析,結(jié)果如表1所示。

        從表中的數(shù)據(jù)能夠得出,NPAM-7080類型絮凝劑材料、APAM-6080類型絮凝劑材料、NPAM-7100類型絮凝劑材料至煤泥水中以后,煤泥水發(fā)生沉降的速率基本相近,而從出水的濁度情況來(lái)看,添加NPAM-7080絮凝劑的情況下,煤泥水出水濁度是最低的,說(shuō)明NPAM-7080絮凝劑處理煤泥水的效果最為理想,而且NPAM-7080絮凝劑從價(jià)格方面來(lái)看也較為便宜。因此,NPAM-7080絮凝劑適宜作為大地選煤廠煤泥水處理藥劑。

        表1 有機(jī)、無(wú)機(jī)絮凝劑對(duì)比試驗(yàn)表

        (1)聚丙烯酰胺屬于有機(jī)類型高分子絮凝劑材料,其擁有相對(duì)優(yōu)良的親水性能,而導(dǎo)致該物質(zhì)擁有這一性能最為重要因素便是其分子結(jié)構(gòu)之中支鏈位置存在酰胺基團(tuán),同時(shí)在其支鏈結(jié)構(gòu)之上還存在著離子基團(tuán),并且與該物質(zhì)所擁有的水溶性特征和環(huán)境溫度條件、溶液pH值條件以及所應(yīng)用的具體溶解方法等均存在很大關(guān)聯(lián)。

        (2)聚合氯化鋁屬于無(wú)機(jī)類型凝聚劑材料,該種物質(zhì)自身分子量相對(duì)較大,而且擁有相對(duì)高電荷,其溶解在水溶液之中不僅能夠發(fā)揮出較為優(yōu)良電中和作用,同時(shí)也能夠發(fā)揮出優(yōu)良的架橋吸附以及選擇性吸附作用,從而使得該種物質(zhì)擁有較為優(yōu)良的混凝性能。

        4 無(wú)機(jī)混凝劑與有機(jī)絮凝劑的配合投加試驗(yàn)

        4.1 水樣來(lái)源

        研究采用的水樣是取自大地選煤廠的入料水樣,水樣的取樣時(shí)間是在2017年7月中旬。大地選煤廠主要采用重介洗選工藝,礦井生產(chǎn)出的原煤從工作面運(yùn)至原煤儲(chǔ)煤倉(cāng)儲(chǔ)存,經(jīng)倉(cāng)下皮帶運(yùn)至原煤準(zhǔn)備車間篩分破碎至150mm以下,經(jīng)緩沖倉(cāng)緩沖后通過三條倉(cāng)下皮帶分別運(yùn)往主選車間的三套分選系統(tǒng)。原煤進(jìn)入主選車間,首先經(jīng)過原煤分級(jí)脫泥篩,它有兩層篩板,將入選物料分成三個(gè)不同的粒級(jí)。大于13mm的進(jìn)入塊煤淺槽分選,分選出塊精煤和塊矸石;13~1.5mm的物料進(jìn)入三產(chǎn)品重介旋流器,分選出末精煤、末中煤和末矸石;1.5mm以下的進(jìn)入煤泥分選機(jī),分選出精礦和尾礦;0.2mm以下的煤泥水進(jìn)入濃縮池沉降后,底流進(jìn)入加壓過濾機(jī)和板框壓濾機(jī)脫水回收,溢流作為循環(huán)水返回主廠房循環(huán)使用,形成洗水閉路循環(huán),節(jié)約資源,降低污染,達(dá)到零排放。

        4.2 無(wú)機(jī)凝聚劑的選擇

        所采用的煤泥水濃度值是72.5g/L,對(duì)煤泥水進(jìn)行處理過程中采用的有機(jī)絮凝劑為NPAM-7080絮凝劑,選擇不同的無(wú)機(jī)藥劑進(jìn)行配合使用,通過實(shí)驗(yàn)確定不同無(wú)機(jī)藥劑與NPAM-7080絮凝劑配合使用的具體效果,結(jié)果如表2所示。

        表2 不同無(wú)機(jī)藥劑的配合投加對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

        從上述數(shù)據(jù)能夠看出,采用無(wú)機(jī)藥劑PAC與NPAM-7080絮凝劑配合使用情況下,對(duì)于煤泥水的處理效果最好。因此,為了確保煤泥水沉降速率進(jìn)一步加快,同時(shí)有效地減少出水濁度值,在進(jìn)行煤泥水處理過程中,應(yīng)當(dāng)選擇PAC和NPAM-7080絮凝劑聯(lián)合使用的方法,以改善大地選煤廠煤泥水處理效果。

        4.3 無(wú)機(jī)混凝劑與有機(jī)絮凝劑配合投加藥劑量確定

        所取樣的煤泥水濃度是72.5g/L情況下,PAC和NPAM-7080絮凝劑聯(lián)合使用時(shí),采用不同PAC材料添加數(shù)量情況下所得具體試驗(yàn)結(jié)果見表3、圖1。

        表3 投藥數(shù)量和對(duì)應(yīng)出水濁度數(shù)據(jù)

        從上表以及上圖中能夠得出,在PAC和NPAM-7080絮凝劑聯(lián)合使用情況下,隨著PAC藥劑的投入量不斷增加,煤泥水的沉降速率不斷降低,而煤泥水的濁度值在達(dá)到200左右則下降的不明顯,也代表了向煤泥水中再投入藥劑對(duì)于煤泥水的濁度影響不大,所以,所確定的最佳PAC投藥量為2.0ml,有機(jī)投藥量為1.0ml。

        圖1 無(wú)機(jī)藥劑投加量與濁度及沉速關(guān)系曲線圖

        在增加NPAM-7080絮凝劑使用量情況下,不同PAC投藥量與出水濁度試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表4、圖2。

        表4 PAC投藥量與出水濁度試驗(yàn)數(shù)據(jù)

        圖2 增大NPAM投加量時(shí)無(wú)機(jī)藥劑投加量與濁度及沉速關(guān)系曲線圖

        從上述數(shù)據(jù)能夠看出,在增加NPAM-7080絮凝劑使用量情況下,當(dāng)PAC投藥量為 3ml,有機(jī)投藥量為1.5m時(shí),渾濁液面沉降速度和濁度都比較理想。

        5 試驗(yàn)意義

        在煤炭資源的利用過程中,為了能夠進(jìn)一步地確保煤炭產(chǎn)品更為清潔,需要采用特定的方法將原煤之中所包含的雜質(zhì)去除,通常所采用的方法為洗煤。對(duì)煤泥水進(jìn)行處理所要達(dá)到的目的是確保煤泥水能夠有效地分離,除了要獲得更為澄清的水資源之外,同時(shí)還要求所得煤泥之中水分的含量要小,后續(xù)脫水更易實(shí)現(xiàn)。此次試驗(yàn)針對(duì)選煤廠的煤泥水處理工藝加以分析與研究,同時(shí)針對(duì)不同的絮凝劑進(jìn)行試驗(yàn),確保煤泥水處理工藝得以進(jìn)一步優(yōu)化,將極大地推動(dòng)選煤企業(yè)清潔生產(chǎn)工作的發(fā)展,為選煤廠持續(xù)、健康的發(fā)展提供技術(shù)保障。

        6 結(jié)語(yǔ)

        試驗(yàn)以大地選煤廠的煤泥水作為水樣,針對(duì)各種類別的有機(jī)絮凝劑和無(wú)機(jī)混凝劑對(duì)煤泥水的處理效果加以分析,從出水濁度和沉降速率兩個(gè)方面探討了不同藥劑的具體效果。通過試驗(yàn)得出,使用單一藥劑情況下NPAM-7080絮凝劑為最佳,針對(duì)不同無(wú)機(jī)藥劑與NPAM-7080絮凝劑配合使用效果進(jìn)行試驗(yàn),得出PAC和NPAM-7080配合使用能夠達(dá)到最為理想的處理效果。

        若是洗煤工序之中出現(xiàn)了矸石泥化問題,導(dǎo)致煤泥水的濃度值偏高,此時(shí)若是將有機(jī)藥劑與無(wú)機(jī)藥劑分別按照一定順序投加,則能夠達(dá)到更加好的處理效果。無(wú)機(jī)藥劑與有機(jī)藥劑的投加順序?yàn)橄韧都訜o(wú)機(jī)藥劑,接著投加有機(jī)藥劑,在單位煤泥水中所投入的無(wú)機(jī)藥劑量約為2~3ml,投入的有機(jī)藥劑數(shù)量約為1.0~1.5ml。

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