絮凝劑和凝聚劑在煤泥水處理中的復配作用

吳剛

（鄭煤集團新鄭精煤有限公司，河南 鄭州 450000）

隨著工業(yè)科技的不斷創(chuàng)新，機械在選煤過程中發(fā)揮越來越重要的作用，細粒煤的產(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行。本文將結(jié)合某處理廠的實際情況，就如何改進煤泥水的處理方式進行討論。

1 煤泥的性質(zhì)特點

對某選煤廠的濃縮入料進行取樣，并進行小篩分處理，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。對煤泥水進行凝聚和絮凝處理，可以彌補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，且一般為負電荷，負電荷都處于表面，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，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，而相互遠離。煤泥水的顆粒不會沉淀下來的原因也就是因為這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、共價鍵等方式與煤泥水的帶電粒子相互吸引。因為這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，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。

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現(xiàn)的。若單獨使用，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)和功能相互補充，因此可以將兩者復配使用，這樣既彌補了水質(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

3.1 試驗樣品，試驗藥劑，試驗器材介紹

試驗取樣:取濃度為150g/ml的某選煤廠1#濃縮機入料

試驗藥劑: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

試驗器材:量筒及燒杯，分光光度計

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測量試驗樣品的透光率，實驗數(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 單獨使用AlH24KO20S2的效果實驗步驟與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%。

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（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，上清液的透光率達到95%左右。

3.5 試劑使用順序試驗

在長期的實踐過程中發(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。選用與上述實驗相同的煤樣。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，實驗結(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)實驗結(jié)果，陰離子型聚丙烯酰胺和AlH24KO20S2復配使用后，最佳用量為陰離子型聚丙烯酰胺為15mg/L，lH24KO20S2,為150mg/L。試劑添加順序為先加入陰離子型聚丙烯酰胺，后加入AlH24KO20S2。

結(jié)語

（1） 當煤泥水中的粘土量較高時，需絮凝劑和凝聚劑復使用，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)實驗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。在改進處理方法的同時，更應(yīng)該在觀念上加強重視。煤泥水不能得到良好的處理，其經(jīng)濟效益和社會效益都會受到損害。

[1]謝廣元.選礦學[M].徐州:中國礦業(yè)大學出版社，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.化學助濾劑[M].北京:冶金工業(yè)出版社，2009.8-9.