選煤廠煤泥水處理試驗(yàn)研究

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(guò)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(guò)程中采用的方式也存在差異。要想確保洗煤的過(guò)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(guò)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(guò)，在煤泥水的處理過(guò)程中，現(xiàn)在所采用的絮凝劑種類(lèi)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(guò)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(guò)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(lèi)進(jìn)行選擇過(guò)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(lèi)型絮凝劑材料、APAM-6080類(lèi)型絮凝劑材料、NPAM-7100類(lèi)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(lèi)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(lèi)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(chē)間篩分破碎至150mm以下，經(jīng)緩沖倉(cāng)緩沖后通過(guò)三條倉(cāng)下皮帶分別運(yùn)往主選車(chē)間的三套分選系統(tǒng)。原煤進(jìn)入主選車(chē)間，首先經(jīng)過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(jiàn)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(jiàn)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(guò)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(lèi)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(guò)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(wèn)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。