矿物—硬度法难沉降煤泥水绿色澄清技术
矿物—硬度法难沉降煤泥水绿色澄清技术矿物—硬度法难沉降煤泥水绿色澄清技术：
一、适用范围及推广前景
矿物—硬度法难沉降煤泥水绿色澄清技术主要适用于难沉降煤泥水处理、金属矿尾矿水处理及澄清等。
难沉降煤泥或尾矿水体系指的是粘土矿物的高浓微细分散体系形成的大体量循环水体。
化学絮凝的难以澄清，循环水系统的强制循环，使得选煤厂煤泥水处于50-80g/L的高浓度循环运行状态，并导致大量煤泥水外排。
二、技术内容
（一）基本原理
利用天然矿物调节煤泥水硬度至临界硬度，在该临界硬度条件下煤泥水可实现清水循环，同时细粒煤的分选效果又不受影响。
矿物—硬度法煤泥水澄清技术以煤泥水溶液化学环境为处理对象，添加药剂后形成稳定的溶液条件促进颗粒凝聚，对微细颗粒效果显著，药剂消耗少。
（二）关键技术描述
1、针对粘土矿物的高浓微细分散循环水体，发明水体调整-临界硬度的工业废水澄清方法，形成两种硬度两种生产的难沉降煤泥水的循环运行体系；
2、开发MC矿物添加剂，发明利用天然矿物澄清煤泥水技术模式；
3、发明基于水质硬度的澄清控制技术，在循环水澄清自动控制方面实现突破。
（三）技术流程
煤炭分选和煤泥水澄清。
在煤炭分选环节，原煤及其伴生的粘土矿物不断进入煤泥水体系中，系列溶液化学反应及持续循环的耗散结构特征，使得水体硬度不断降低、煤泥水高度分散并呈现状态特征值——煤泥水原生硬度，此状态有利于浮选分离。
煤泥水循环至澄清环节，高度分散的煤泥水体系不利于澄清，而临界硬度是实现煤泥水聚沉的最低水质硬度。
因此在系统中加入水质调整剂，水体
硬度不断提高直至临界硬度时，循环煤泥水系统中颗粒快速聚沉，溢流浓度明显降低，再次循环到煤炭分选环节。
这样，在煤泥水循环过程中，形成了原生硬度条件下的微细粒煤分选及临界硬度条件下的尾煤聚沉。
相互制衡与转化，形成了一个完整的选煤过程。
三、主要技术指标
实现由洗水闭路循环到清水选煤的跨越，循环水浓度由每升50克以上降至0.3克，药耗降低50%，水利用率100%，产品质量整体提高1-2档，开工率与负荷率达到100%。
四、典型案例及成效
该技术已在金牛能源集团、开滦集团等百余家企业应用，29家企业统计的年效益超亿元，27家企业减少排煤泥水超过800万吨，煤泥流失超过120万吨。
相对传统絮凝方法：澄清药剂成本降低（一般矿物添加剂成本可控制在0.04－0.05元/m3），精煤产率增加和精煤灰分降低（视具体情况而定）。
荣获2008年国家技术发明二等奖。
煤泥水的水质特性及处理技术
煤泥水的水质特性及处理技术本页仅作为文档页封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March在选煤工艺中煤泥水处理涉及面广、投资大，难于管理。
煤泥水特别稳定，静置几个月也不会自然沉降，处理非常困难。
为了满足煤泥水闭路循环的水质要求，防止煤泥水闭路循环过程中水质的恶化，保护环境，煤泥水的处理技术研究也愈显必要。
煤矿煤泥水可以分为两类：一类是由地质年代较短、灰分和杂质含量较高的原煤在洗选时所产生的；另一类是由地质年代较长，煤质较好的原煤在洗选时所产生的。
本试验用洗选长焰煤和无烟煤的煤泥水（分别称为长焰煤煤泥水和无烟煤煤泥水）进行研究，对比其水质特性，研究其处理技术。
1 煤泥水来源及水质特性分析煤泥水来源试验以长焰煤煤泥水和无烟煤煤泥水作为研究对象，长焰煤煤泥水取自陕北某选煤厂，长焰煤属于烟煤，是烟煤中地质年代最短，变质程度最低的煤种，其灰分较高、水分较多；无烟煤煤泥水取自山西晋城某选煤厂，无烟煤是地质年代最长，煤化程度最深的煤种，含碳量最多，灰分和水分均较少，发热量很高。
煤泥水水质特性煤泥水的一般性质对长焰煤煤泥水和无烟煤煤泥水的一般性质进行了常规分析，分析结果如表1 所示。
由表1 可知，两种煤泥水均呈弱碱性，带有一定的负电荷，但它们的SS 和CODCr相差较大，密度也存在一定的差异。
煤泥的矿物组成煤泥水是一种复杂的多分散体系，它由一些粒度、形状、密度、岩相等不同的颗粒，以不同比例混合而成。
煤泥的成分很复杂，各选煤厂煤泥的矿物组成以及岩相特征都不一样。
对煤泥的矿物组成进行分析，有助于合理地选择混凝剂，也有助于对混凝过程和机理的理解。
煤泥的矿物组成分析结果见表2。
由表2 可知，两种煤泥的矿物组成的主要成分为都是SiO2和Al2O3，其次是化合C，其中SiO2的含量都在%以上，无烟煤煤泥中的Al2O3含量较长焰煤煤泥中的Al2O3含量高，长焰煤煤泥中化合C 的含量高于无烟煤煤泥中化合C 的含量，其余含量均较少。
选煤厂难沉降煤泥水性质及特点研究_肖宁伟
★煤炭科技·加工转化———同煤集团化工厂协办★选煤厂难沉降煤泥水性质及特点研究＊肖宁伟１ 张明青２ 曹亦俊１（１．中国矿业大学化工学院，江苏省徐州市，２２１００８；２．中国矿业大学环境与测绘学院，江苏省徐州市，２２１００８） 摘 要 以神东某选煤厂难沉降煤泥水为研究对象，分析了该难沉降煤泥水的离子组成、煤泥粒度和矿物组成及颗粒电动电位，并从循环系统的角度分析了煤泥水的沉降特点。
分析结果表明，煤泥水水质硬度低、煤泥颗粒粒度细、粘土矿物质含量高、颗粒表面电负性强是造成煤泥水难以沉降的原因，粘土矿物的存在不仅能够使煤泥水分散体系稳定存在，而且具有自身强化机制，这是造成煤泥水难沉降的直接因素。
关键词 难沉降 煤泥水 离子组成 粒度分析 循环系统中图分类号 ＴＤ９４６．２ 文献标识码 Ａ ＊基金项目：国家自然科学基金（５１００４１０８）、国家博士后基金特别资助（２０１１０４５４７）Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ－ｔｏ－ｓｅｔｔｌｅ ｓｌｕｒｒｙ ｗａｔｅｒｉｎ ｃｏａｌ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｐｌａｎｔＸｉａｏ Ｎｉｎｇｗｅｉ １，Ｚｈａｎｇ Ｍｉｎｇｑｉｎｇ２，Ｃａｏ Ｙｉｊｕｎ１（１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｕｚｈｏｕ，Ｊｉａｎｇｓｕ ２２１００８，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｓｐａｔｉａｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ，Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ ＭｉｎｉｎｇＡｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｕｚｈｏｕ，Ｊｉａｎｇｓｕ ２２１００８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｈａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ｉｏｎ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｃｏａｌ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ，ｍｉｎｅｒａｌ ｃｏｍｐｏ－ｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ－ｔｏ－ｓｅｔｔｌｅ ｓｌｕｒｒｙ ｗａｔｅｒ ｉｎ ｓｏｍｅ ｃｏａｌ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｐｌａｎｔ ｉｎ Ｓｈｅｎ－ｄｏｎｇ，ａｎｄ ｓｔｕｄｉｅｄ ｉｔｓ ｓｅｔｔｌｉｎｇ ｆｅａｔｕｒｅｓ ａｔ ｔｈｅ ａｎｇｌｅ ｏｆ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｒｉ－ｍａｒｙ ｆａｃｔｏｒｓ ｗｈｉｃｈ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｔｈｅ ｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ ａｒｅ ｔｈｅ ｌｏｗ ｗａｔｅｒ ｈａｒｄｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｌｉｍｅ ｗａｔｅｒ，ｔｈｅ ｓｍａｌｌｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ ｏｆ ｓｌｕｒｒｙ，ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｃｌａｙ ｍｉｎｅｒａｌ ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ｓｔｒｏｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎｅｇａｔｉｖｉｔｙ ｏｎ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｕｒｆａｃｅ；ｔｈｅｃｌａｙ ｍｉｎｅｒａｌ ｉｓ ｔｈｅ ｄｉｒｅｃｔ ｆａｃｔｏｒ ｔｏ ｍａｋｅ ｔｈｅ ｓｌｕｒｒｙ ｗａｔｅｒ ｂｅ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｔｏ ｓｅｔｔｌｅ，ａｓ ｉｔ ｏｗｎｓ ｓｅｌｆ－ｓｔｒｅｎｇｔｈｅ－ｎｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ａｎｄ ｃａｎ ｓｔａｂｉｌｉｚｅ ｔｈｅ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｔｈｅ ｓｌｕｒｒｙ ｗａｔｅｒ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｂｅ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｔｏ ｓｅｔｔｌｅ，ｓｌｕｒｒｙ ｗａｔｅｒ，ｉｏｎ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｃｉｒｃｕ－ｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ 神东某选煤厂为入洗长焰煤和不粘煤的特大型矿井选煤厂。
煤泥水澄清循环新技术综述
煤泥水澄清循环新技术综述作者简介：王文宾（１９７２－），男，山西长子人，本科，高级工程师，研究方向：选煤生产及管理。
王文宾１，刘加强１，马 超１，刘 豹２（１．山西潞安环保能源开发股份有限公司常村煤矿，山西长治０４６０００；２．辽宁工程技术大学矿业学院，辽宁阜新１２３０００）摘 要：目前选煤厂对洗煤的生产效率越来越重视，而洗煤过程中煤泥水的澄清循环效果对生产效率的提高非常关键。
现有的煤泥水澄清循环技术已经不能满足洗煤厂提高选煤效率的要求，同时为了更好地适应选煤绿色技术和清洁煤炭生产与利用的要求，煤泥水的沉降循环技术需要新的突破。
本文结合传统煤泥水沉降的技术特点，对电场辅助技术、磁处理技术以及生物絮凝法三种煤泥水沉降新技术的工作原理进行了分析，对它们的处理效果和优缺点进行了评价。
关键词：煤泥水；新工艺；电絮凝；磁絮凝；微生物絮凝中图分类号：ＴＤ９４文献标识码：Ａ文章编号：２０９６－２３３９（２０１９）０４－００６４－０２ 煤炭在国民的能源消耗结构中占有非常重要的地位。
在新时代背景下，对煤炭清洁生产与加工利用有了更高的要求。
目前我国入洗煤炭比例约占６０％，选煤厂对洗煤的生产效率越来越重视，而洗煤过程中煤泥水的澄清循环效果对提高洗煤生产效率非常关键。
煤泥水的处理过程常常面临煤泥水的产量大、浓度难以控制、煤质特性复杂等特点，使煤泥水的工艺设计复杂、投资高和难以控制管理等缺点。
目前，洗煤厂常用的煤泥水处理工艺是投加药剂使悬浮微细颗粒混凝沉降，该工艺对处理泥化程度低和易沉降的煤泥有很好的效果，可以实现煤泥水的闭路循环。
但在一些煤质成分复杂的洗煤厂的生产过程中，煤泥水的处理效率低下、闭路循环水质不合格，影响煤炭的洗选效果。
在煤炭的洗选过程中，煤泥水是一种混合体，它可以看作是由煤泥和水组成的多分散体系。
煤泥的产生一部分是由于机械的粉碎从块煤剥离产生，另一部分是由于伴生的微细粒脉石如黏土等伴生矿的混入，当矿物中微细粒颗粒大幅增加时会导致煤泥水泥化度增加。
我国煤泥水沉降澄清处理技术现状及发展趋势
我国煤泥水沉降澄清处理技术现状及发展趋势王雷;李宏亮;彭陈亮;高丽娜【摘要】煤泥水处理是选煤厂生产过程中的关键环节,同时也是大多选煤厂的问题环节.文章从煤泥水自身特性入手,分析了煤泥水难以沉降澄清的主要原因,介绍了我国煤泥水处理技术、药剂、工艺及设备等方面现状,剖析了存在的主要问题,并提出了煤泥水处理技术发展趋势.【期刊名称】《选煤技术》【年(卷),期】2013(000)002【总页数】5页(P82-86)【关键词】煤泥水;煤泥水处理技术;药剂;工艺及设备;发展趋势【作者】王雷;李宏亮;彭陈亮;高丽娜【作者单位】安徽理工大学材料科学与工程学院,安徽省淮南市232001【正文语种】中文【中图分类】TD946.2在煤炭洗选加工过程中，除少部分干法作业外，都需要大量的水或水的混合物作为选煤介质，因而会产生大量的煤泥水，通常每洗选1 t原煤就要用3～5 m3水，煤泥水体系是一个极其复杂的系统［1］。
由于国内入选原煤性质相对较差，再加上随着煤炭开采机械化水平的提高使原煤中矸石量不断增大，因而在煤炭洗选过程中产生了大量难以沉降处理的高泥化煤泥水，导致煤泥水澄清处理方面问题颇多。
1 煤泥水难沉降澄清的主要原因煤泥水中矿物组成受煤中矿物质的来源和分布特性的影响，主要由粘土类矿物、硫化物类矿物，碳酸盐类矿物、氧化物类矿物、硫酸盐类矿物和大量的有机质煤等组成［2］，决定煤泥水难澄清处理的主要因素是占矿物总质量的60%以上的粘土类矿物［1］(比较常见的有高岭石、蒙脱石、石英、方解石、伊利石等)，由于这些粘土类矿物具有特殊的晶体结构，在煤的湿法分选中极易泥化或受机械冲击裂解，进而形成大量的微米级的细颗粒，根据斯托克斯公式，颗粒沉降速度与颗粒直径的平方成正比可知，颗粒粒径越小，颗粒越不易沉降。
同时，这些矿物颗粒在水中会发生水化作用和选择性吸附、溶解及晶格取代等，使颗粒表面荷负电并形成双电层，产生静电斥力，使煤泥水更加难以沉降。
水质硬度对选煤厂循环水澄清的影响
可澄清
循环水 大武口 权台 兴隆庄 难澄清 夹河 循环水 石台 凤凰山 临涣
8. 40 7. 25 7. 2 9. 05 7. 4
0. 83 0. 95 1. 68 0. 94 1. 57 1. 45
3 H ° 为德国硬度单位 1
收稿日期 1998 10 16
第 3 期 范 彬等: 水质硬度对选煤厂循环水澄清的影响 297
电解质
钠膨润土
钠高岭土
2 钙镁离子对粘土矿物聚沉的影响
原煤中含有的易泥化矿物其主要成分是粘土 矿物 1 粘土矿物是一类 “具有无序过渡结构的、 微 粒质点性的、 含水层状硅酸盐” , 其代表性的粒度为
[2 ] 2 Λ m , 所以循环水中的粘土矿物是分散质中最
钙膨润土
14. 0 13. 8 16. 2 22. 9 26. 1 28. 0 < 0. 19 1. 03 6. 58 23. 6 42. 0 54. 6 1. 09 1. 28 1. 56 1. 54 1. 34 < 0. 0. 0. 0. 0. 1. 1. 0. 0. 19 28 63 85 93 09 00 88 91
从表 1 可以看出: 1 ) 在循环水的溶液组成中, 水质硬度与循环 水的澄清难度有显著的对应关系, 当水质硬度大约 在 48 H ° 以上时, 即使循环水中粘土矿物含量高 ( 如大屯) , 循环水也易澄清; 当水质硬度较低时 ( 大 约在 10 H ° 以下) , 如果循环水中粘性土矿物含量 较高, 则循环水难以澄清 1 2 ) 大部分循环水的 pH 值在中性偏碱性的范 围内 1 虽然从理论上说降低 pH 值有利于循环水 澄清, 但在实际应用中却没有多大意义 1 3 ) 在现有的水质环境下, 钾钠离子的浓度并 不显著影响循环水的澄清难度 1 4) 表中显示电导率与循环水澄清之间有一定 的关系, 电导率高的循环水较容易处理 1 但电导率 仅是溶液中电解质组成及浓度的一种体现, 稀溶液 中电导率随溶液中离子强度增大而增大 1 由于钙 镁离子是二价离子, 在相同离子浓度下对离子强度 的贡献是一价离子的 2 倍, 故而钙镁离子浓度大的 循环水的电导率必然高 1 根据胶体稳定性理论, 双 电层的德拜长度与离子强度的 1 2 次方成反比, 表
炼焦煤选煤厂的煤泥水深度澄清
表 ２ ０ ６ ２号煤泥 浓缩 机 溢流 的粒 度组 成
间延长 时 ， 原来 与 ２个生 产系统配套 的废水浓缩 机， 现在要 承担 ３个生产 系统 的煤 泥水深度 澄清 任 务就显 得格 外不 相适 应 ，致使 其溢 流浓度 增 大 ， 量 细 泥 随 洗 水 循 环 积 聚 ， 成 了恶 性 循 环 、 大 造
该厂的煤泥水处理原则流程如图 １ 所示 。根据临
选 人选 周 边 各 矿 井 的原 料 煤 煤 质 特性 ，采 用 了浮
选前脱泥和选后两段浓缩 、两段 回收模式相结合 的流程 。 预先排除浮选人料 中的部分高灰细泥 ， 有 利于保证分选指标 ； 对于截粗后 的中煤 、 矸石磁选 机尾矿和浮选尾煤先后用水力分级和澄清作业进 行处理 ，既强化 了沉降过滤离心脱水 机和煤泥离 心机对粗煤泥 的脱水 回收 ，大幅度减 小尾煤压滤 机 的负荷 ， 又充分发挥其固液分离彻底的优势 ， 这 些无疑都是合理的。
维普资讯
炼 焦 煤 选 煤 厂 的煤 泥水 深 度 澄 清
周 忠琴 ， 飞 虎 ， 恒 ， 王 王 李振 奇 ， 雨 苗 ， 丽 芳 ｚ 刘 李
（ ． 北 矿 业 （ 团） 司 临涣 选 煤 厂 ， 徽 淮北 ２ ２４ ； １淮 集 公 安 ３０ ７
选煤 厂的煤泥水处理 的主要 任务有 ２ ： 项 一 是煤 泥水 深度澄 清 ，实现清 水或低 浓 度洗水 选 煤 ，为达到最佳分选效果 创造 良好 的先 决条件 ； 二是沉降的煤 泥及时进行脱水 回收 ， 以实现煤泥 不 出厂 ， 避免 污染 环境及 浪费资源 。这 ２项任务 的完成是相 辅相成 、 紧密相关 、 缺一 不可的 ， 也只 有这样才能做到洗水 良性闭路 循环。 选 煤 厂 的煤 泥 水 处 理 难 度 甚 大 ， 往 是 正 常 往 生产 的瓶颈 和最为薄弱 的环节 。 于特 大型炼焦 对 煤选煤厂——临涣选煤 厂（ 简称临选 ） 亦是如此 。
选煤厂难沉降煤泥水性质及特点相关分析
选煤厂难沉降煤泥水性质及特点相关分析在本文中，我们通过选煤厂难沉降煤泥水的相关实验，对难沉降煤泥水的性质进行了分析。
同时，结合实际对选煤厂难沉降煤泥水形成的原因及其特点进行了总结。
这些研究对选煤厂的发展和难沉降煤泥水的处理有着重要的意义。
标签：选煤厂;煤泥水;性质特点0 引言选煤厂承担着选煤的工作，以实现对煤炭内部灰分、硫分的控制。
煤炭湿法加工是现代选煤工序中的重要一环，对于选煤的质量有着很深的影响。
但在选煤工艺中，煤泥水的处理涉及面广，投资大，难以管理，即使静置很长时间也很难发生沉降的现象。
如果不能实现对其的有效处理，会严重制约选煤厂的进一步发展，对社会经济的发展也会造成一定的影响。
本文拟通过分析选煤厂难沉降煤泥水的性质，对其形成原因和特点进行研究探讨。
1 选煤厂难沉降煤泥水性质分析（1）选煤厂难沉降煤泥水实验。
为了研究选煤厂难沉降煤泥水的性质，我们通过采集选煤厂煤泥水难沉降期间的浓缩机入料样进行了相关实验。
为了方便对实验结果的分析，我们采集了两组样本。
第一组的浓缩机入料样是在煤泥水浓度正常时采集，循环水可以澄清;第二组的入料样则是在循环水高浓度循环的煤泥水浓度不断增加时采集的。
其中，第一组样本是我们研究的重点，第二组样本则作为参考样本进行试验。
在试验中，我们首先利用精密PH计和电导率仪对煤泥水的性质参数进行了测定。
随后，利用DIONEX ICS-1100离子色谱分析仪对煤泥水中的离子组成进行了测量，并对具体数据进行了记录。
煤泥水粒度的组成我们则采用了筛分测定的方式，即从样本中取出一部分，进行烘干。
在烘干后会留下一定量的煤泥。
以此煤泥为基础，对粒度组成进行筛分。
随后，再利用Microtrac S3500激光粒度分析仪进行详细的测量工作，并记录数据。
（2）选煤厂难沉降煤泥水性质分析。
通过上述对比试验，我们对选煤厂难沉降煤泥水的性质进行了总结，具体如下：首先，通过分析实验数据，我们认为煤泥水的浓度并不高，在酸碱性上呈现出中性偏弱酸性的特点。
浅谈我国煤泥水沉降澄清处理技术现状及发展趋势
０ 引 言
２煤 泥 水 处 理 技 术 存 在 的 问 题
． １ 在碰到泥化程度 比较高的泥煤水时 ， 其体系内带 负电荷 的泥煤 在 本文 中笔 者对我 罔 目前 煤泥水沉 降澄清处理技 术现状 以 ２ 且相互 问斥力很大 ， 不能有效 的实现颗粒沉 降 ， 及煤 泥水处理技术存在 的问题进 行了分析和探讨 ， 以此来对未来 细微颗粒 比较多 ， 而通过添加凝聚剂和絮凝剂也不能达到理想的效果 ，并且使用添 国家泥煤水沉降澄清技术的发展做 出了展望。 加 的药剂经济代价 比较高 ， 这不利于正常的生产经济效益的发展。 ｌ煤 泥 水沉 降澄 清处理 技 术现状 ２ ． ２在泥煤水 中存 在一种 比较难 处理的待负 电荷 的粘土颗粒 ， 它 目前 我国现有 的泥煤水澄清处理技术主要包括混凝技术 、 微 能 够 形 成 较 强 的 水 化 膜 ， 产生位 阻效应 ， 这就会大大 的较强颗粒 生物絮凝技术 、 电处理技 术 ， 以下就对这 三种 主要技 术进行综合 之 间产生水化排斥力 ，那 么在加入药剂之后就无 法实现中和 ， 泥 介绍 ， 同时对处理中所 有药剂及其机理进行分析。 煤水体 系得不到分散 ， 也就达不到泥煤水沉降处理 的效果 。 １ ． １ 混 凝 技 术 ２ ＿ ３虽然前面 介绍 了微生物 絮凝 以及 电化学处 理技术 的优 势 ， 但 絮凝和凝聚是混凝技术的两大主要技术类别 ，混凝沉降澄清处 是 目前 这两项技术仍然处 于试验 阶段 ， 菌种分离提纯是生物 絮凝 理技术主要足通过加入化学药剂使泥煤水中的悬浮物 以及颗粒出现 丁业化 目前 面临的主要难点 ， 且损耗 本文高也是急待解决 的主要 沉降分离 ， 在选煤厂生产中， 主要是利用絮凝技术或者絮凝和凝聚相 问题之一 ； 电化学处理技术 所暴露 出来危 险性 、 高耗能性 以及电 结合的技术来进行运用。如果碰到不宜沉降的泥煤水时， 两种技术并 极 钝化 等也 是 目前 所 面对 的重 要 问 题 。 用是最好的选择 ， 但是要注意的是 ， 在具体过程中 ， 凝 聚剂必须先于 ２ ． ４泥煤水处 理适宜性１ 艺 流程 比较复杂且 存在不稳定 的丁作 ， 絮凝剂加入。 经过人们不断的实践运用与总结 ， 使用量技术凝剂进行 在具体操作中 ， 如果浓缩机入料浓度过高 ， 则会影 响澄清效果 ， 甚 泥煤 水处 理 ， 效 果非 常显 著 ， 并且 用量 少残 留指数 低 。 至会出现循环水浓度过高而停产 。针对这些 问题 ， 目前 还没有研 １ ． ２ 微 生物 絮凝 技 术 制出娴熟 、 完善 的药剂 自动添加体系 ， 且 国内对 于这项技术 的研 作 为一种 由微生 物有絮凝 活性 所产生 的次生代谢产 物构成 究 要 远 远慢 于 国外 。 的新 型水处 理剂 ， 微生 物絮凝 剂具有 高效 、 安全、 自然 降解 等优 ３煤 泥 水 处 理 技 术 未 来 发 展 趋 势 点 。这一技术在我 国源 于上世纪 ８ ０年代 ， 作 为一种无毒 、 可无 限 使用 的生物资源 ， 我 国通过对 微生物 絮凝 剂不断 的研 究 ， 在泥煤 ３ ． １ Ｄ Ｌ Ｖ Ｏ理论 是传 统泥 煤水 处理 方案确 立 的理 论基 础 ，那 么 要想 有 水处理 、 研究 中已经逐渐用其代替了化学 絮凝剂 。 新 突破 ， 就必须 脱离 这一 常规 ， 积极 的创 新洗 净技 术 、 低造价 、 商『 生能 １ ． ３电 处理 技术 的絮凝 、 凝聚药剂 ， 这才是发展好我国未来泥煤处理技术的关键。 通过研 究发现 ， 泥煤水 中的细颗粒 物是具有 负电荷 的， 那么 ３ ． ２在泥煤水 中存在一 种 比较难处理 的待负 电荷 的粘 土颗粒 ， 它 根 据 这 一 特 性 ，可 以 有 效 的将 电 化 学 技 术 应 用 到 泥 煤 水 澄 清 中 能够形成较强的水化膜 ， 在加入药剂之后就无法实现 中和 。应该 去。其 主要工作原 理是 ， 把可溶性 电极铝或者铁在泥煤水 中进行 通过对水化膜 的结 构研究 ， 找到适 当的改 良方法 ， 通过对 这一 问 电溶 解 ， 所 产 成 的具 有 凝 聚 性 的氢 氧 化 物 可 以对 水 中 的胶 体 物 质 题的解决来促进沉降技术的发展 。 进行凝聚 ， 以此 来 实 现 泥 煤 水 的 净 化 。 ３ ． ３菌种分离提纯是生物絮凝工业化 目前面临的主要难点 ，且损 １ ． ４煤 泥 水 处理 的药 剂 耗本文高也是急待解决的主要 问题之一 。 那么未来 技术发展趋势 １ ． ４ ． １ 絮凝药剂 的分类及絮凝机理 必 定 是 针 对 这项 新 技 术 的 突破 来 展 开 的 。 目前絮凝药剂主要存在人 Ｔ合成 与自然形成两种类 型。 而在 ３ ． ４电化 学处 理技 术 所 暴 露 出来 危 险 性 、高 耗 能 性 以及 电极 钝 化 我 国聚丙 烯酰胺类 物质用的最为广泛的人工合成高分子絮凝剂 ， 等也是 目前所面对 的重要问题 。那么在未来沉降技术的发展 中应 按 照具体的结构可 以叫其划分 为阴离子 型 、 阳离子 型 、 双离子 型 该主要针对加电方式 、 电极材料等影响因素运行研究。 和非 离子型。 目前 在泥煤水处理中 ， 阴离子 型聚丙烯酰胺应用最 ４结 语 为广泛 ， 它是通 过对碱处理后 的聚丙烯酰胺进行水解改性得到的 泥煤 水 中带负 电荷 的胶体微粒 能够与 阴离子型聚丙烯 酰胺结构 泥煤水的处理 目前存在着很多问题 ， 是我 国煤炭行 业的一个 那 么通 过本文 的分析 与解读 ， 希望可 以为我 国以后泥 中带 负电的强亲水基团发生絮凝 ， 那么架桥作用就能够通过 电荷 弱势项 目， 中和而去除胶粒以此来对泥煤水进行处理 ，ｉ 亥材料价格便宜 ， 效 煤水处理技术的发展做 出一定的贡献 。 参 考 文 献 果好 ， 已拥有 比较成熟 的丁艺 ， 所 以 目前有着非常广泛的应用 。 ［ １ ］ 匡亚莉 ， 亓欣 ， 邓建军 ． 选煤 厂高 泥化煤泥水絮凝沉降 的实验 １ ． ４ ． ２ 凝 聚药 剂 分 类 及 凝 聚 机 理 在组 成凝 聚剂的无机电解质与无机高分子凝聚剂中 ， 铁盐 和 ［ Ｊ ｊ ． 洗选加工 ， ２ ０ １ ０ ， １ ６（ ３ ） ． 铝 盐 是 应 用 的 比较 多 的无 机 电解 质 。因 为泥 煤 颗 粒 主 要是 带 负 电 ［ ２ ］ 廖 寅飞 ， 赵 江涛 ， 胡晓东 ． 难沉降煤泥水的凝 聚 一絮凝沉降试 Ｊ ］ ． 煤 炭 工程 ， ２ ０ １ ０（ １ ２ ） ： ９ ８— １ ０ ０ ． 荷的， 所 以在处理过程 巾一般采用 阳离子型 的凝 聚剂 ， 其 中比较 验 研 究 ［
选煤厂煤泥水澄清处理技术研究进展
ｃ ａ ｎ ｒ ａ Ｓ ｌ ｒ ｃ ｔｄ ｂ ａ ｋ ｗ ｔｒ ｓ ｏ ｌ ｅ ｒ － ｓ ｄ ｏ ｏ ｌｐ ｏ ｅ ｓｎ ． ｈ ｓｐ ｐ ｒ ｏ ｌｍｉ ｅ ａ ｅ ， Ｏ ｃａ ｉ ａ ｅ ｌ ｃ ａ ｅ ｈ ｕ ｄ ｂ ｅ ｕ ｅ ｎ ｃ ａ ｒ ｃ ｓ ｉ ｇ Ｔ ｉ ａ ｅ ｉ ｆ
ｍｅ ｔ ｒ ｃ ｓ ， ｏ ｃ ｌ ｎ ｎ ｙ ｔｍｓ ｃ ｎ ｒ ｌａ ｐ ｃｓ Ｔ ｅ ｅ ｉｔｄ ｐ ｏ ｌｍｓｗｅ ｅ ｓ ｍｍａ ｉｅ ． ｎ ｏ ｅ ｓ ｆ ｃ ｕ ａ ｔａ ｄ ｓ ｓｅ ｏ ｔ ｓ ｅ ｔ ｈ ｘ ｓｅ ｒ ｂ ｅ ｒ ｕ ｐ ｌ ｏ ． ｒｚ ｄ
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第２ ４卷 第 １期 ２１ ０ ０年 ２月
能 源 环 境 保 护
Ｅｎｅ ｇ Ｅｎｖｒ ｍ ｅ ａ ｏｔ ｔｏｎ ｒ ｙ．４． １ １２ ＮＯ． Ｆｅ ， ０１ ｂ．２ ０
选煤厂煤泥水澄清处理技术研究进展
张 明青 ，曾 艳 ，刘 炯 天
（ ． 国矿 业 大 学 环 境 与 测 绘 学 院 ，江 苏徐 州 ２ １０ ； １中 ２ ０ ８ ２中 国矿 业 大 学 化 工 学 院 ， 苏徐 州 ２ １０ ） ． 江 ２ ０ ８ 摘 要 ： 泥水是 选煤过 程重要 的工作介 质 ， 时也是 煤 炭湿 法加 工过程 产 生 的工业废 水 。 煤 同
ＲＥＳ ＥＡＲＣＨ ＰＲｏＧ ＲＥＳＳ ｏＮ ＣＬＡ ＲＩ ＣＡＴＩ Ｎ ＦＩ ｏ ＴＥＣＨ ＮｏＬｏ ＧＹ Ｒ Ｆｏ ＢＬＡＣＫ ＡＴＥＲ Ｗ ＴＲＥＡＴＭ ＥＮＴ
煤泥水中矿物颗粒界面调控研究现状
煤泥水中矿物颗粒界面调控研究现状赵建峰【摘要】在煤泥水处理领域为了实现对煤泥水的沉降澄清,往往要利用界面性质对矿物颗粒进行处理.目前煤泥水难以处理的主要原因为:在煤泥水中,黏土类矿物容易泥化而难以沉降;矿物颗粒表面荷电,颗粒之间由于静电斥力和范德华力作用相互排斥,煤泥水处于稳定分散状态.目前在煤泥水处理中,主要借助于无机电解质、表面活性剂等方法,通过对矿物颗粒界面进行调控实现矿物聚团沉降,从而实现煤泥水沉降澄清.目前对煤泥水中矿物颗粒界面调控方法的作用机理需要进行深入的研究,需要深入研究药剂与矿物之间的作用机理提高药剂的选择性.【期刊名称】《科技视界》【年(卷),期】2017(000)023【总页数】2页(P65-66)【关键词】煤泥水处理;界面性质;界面调控;表面活性剂;聚团沉降【作者】赵建峰【作者单位】安徽理工大学材料科学与工程学院,安徽淮南 232001【正文语种】中文【中图分类】TD985颗粒界面调控就是采用各种方法改变颗粒表面性质,从而实现对颗粒界面的调控.目前在煤泥水处理领域为了实现对煤泥水的沉降澄清,许多学者将研究重点转向于研究界面调控,并提出了微细矿物疏水聚团、聚团沉降等.界面调控的理论基础为:(1)调节颗粒界面性质;(2)固相颗粒与不同界面(固相、液相、气相)之间的相互作用.界面调控不仅在煤泥水处理领域得到了应用,在化学工业等其他领域中界面调控也得到了广泛应用.表面活性剂在矿物颗粒界面调控中取得了良好的应用价值,并具有重要的研究价值.在煤泥水处理中,表面活性剂的亲水端伸入水中,疏水端与目标矿物吸附,从而改变矿物可浮性使矿物聚团沉降,达到使煤泥水沉降澄清的目的.煤泥水难沉降的主要原因是:煤泥水中包含高岭土、蒙脱石、石英等多种矿物,尤其是微细矿物颗粒难以受到重力作用发生沉降,微细矿物颗粒在煤泥水中处于稳定分散状态[1];黏土类矿物容易泥化、形成稳定分散状态;煤泥水水质硬度普遍较低,水质硬度越低,煤泥水越难沉降澄清;煤泥水中矿物颗粒表面与水分子结合形成水化膜,矿物颗粒表面水化膜之间存在水化作用力阻止矿物颗粒聚团沉降,不利于煤泥水沉降澄清.彭陈亮、闵凡飞等对于微细矿物颗粒表面水化膜进行了研究,阐述了矿物颗粒表面水化膜形成机理,说明了非极性表面与极性表面水化膜并不相同.并在文中阐述了水化膜破解、水化作用力的研究进展,介绍了水化膜的测量方法及水化膜影响因素[2].在煤泥水处理中,金属离子和表面活性剂对于颗粒界面调控具有重要的影响.通过加入表面活性剂能够提高煤泥水中矿物颗粒的疏水性,同时煤泥水处理过程中金属离子在矿物颗粒表面的吸附会受到矿物的粒度、金属离子种类的影响而发生变化[3].张志军[4]等人认为,煤颗粒表面Zeta电位会受到水质硬度的影响,通过提高水质硬度能够显著减小煤颗粒表面Zeta电位.刘春福等人认为,向石英溶液中加入金属离子能够压缩石英颗粒表面双电层,提高石英颗粒表面Zeta电位绝对值,使石英更易发生聚团沉降.在煤泥水处理过程中,金属离子和表面活性剂得到了广泛的应用.煤泥水中矿物包括高岭土、蒙脱石、石英等,这类矿物容易泥化、形成稳定分散状态,这些矿物颗粒的存在是造成煤泥水处理困难的主要原因[5-6].其中尤以煤泥水中石英颗粒表面荷负电,颗粒之间由于静电斥力相互排斥难以形成聚团沉降.目前在浮选石英时阳离子捕收剂得到了广泛的应用,阳离子捕收剂的亲水基为阳离子,在早期脂肪胺类得到了比较广泛的应用,目前已基本被醚胺所取代 [7].通过向脂肪伯胺-NH2极性基和非极性基之间插入醚基,醚胺可以提高药剂的溶解性[8];Papini等在研究铁矿石时,对煤油与胺的混合物、脂肪一元胺、脂肪二元胺、缩合胺、一元醚胺、二元醚胺等药剂进行了研究,最终认为:在一元醚胺与二元醚胺单独使用时,一元醚胺效果更好.在选矿厂实际应用时也往往将两者配合使用,还可以使用柴油来取代一部分胺类捕收剂从而减少药剂费用和提高浮选效果 [9].A Vidyadhar[10]在浮选分离褐铁矿和石英时将SDS作为捕收剂,结果表明在对石英进行浮选时胺类捕收剂效果良好.刘方等人研究了在对石英、云母等矿物进行浮选过程中,通过改变十二胺与金属阳离子的不同添加顺序来研究浮选效果[11].于伟等人在实验室中将尿素与十二碳酸作为材料合成了十二碳酰胺,并将其运用到铝土矿的浮选试验中,最终表明十二碳酰胺对于石英的捕收性能良好[12].寇珏等人在研究阴离子捕收剂在石英表面吸附机理时使用了石英晶体微天平对石英表面捕收剂吸附量进行了实时测定,所选用药剂为混合脂肪酸KS-I与油酸钠,根据试验得知:当反应体系pH为12.0时,油酸钠对石英的浮选效果更佳,而且捕收剂与活化剂的用量也较少,在油酸钠用量为90mol/L,氢氧化钙浓度为6.48X10-5mol/L时,石英回收率为97.9%.在活化后的石英表面KS-I与油酸钠均为静电吸附,但是KS-I的吸附量相对较少[13].在表面活性剂应用于煤泥水处理中,研究矿物颗粒界面调控机理,从而开发出新型、高效、环保的煤泥水处理药剂成为主要的研究方向.总而言之,表面活性剂主要包含阳离子表面活性剂、两性表面活性剂和阴离子表面活性剂.在实际应用中,阳离子表面活性剂由于药剂制度简单、成本低,目前在煤泥水处理中得到了较为广泛的应用.阳离子表面活性剂与煤泥水中矿物颗粒表面主要以静电物理吸附为主.加拿大纽芬兰纪念大学的张亚辉[14]提出了quot;浮选药剂与矿物界面作用的镜像对称规则quot;,指出了石英属于以离子键为主的氧化矿物,具有很强的润湿性,所以导致石英难以疏水聚团,在浮选的过程中往往需要借助阳离子胺类捕收剂或其它长链羧酸类捕收剂,而且在使用过程中要消耗大量的药剂,且此类药剂往往缺乏一定的选择性.张亚辉所提出的 quot;浮选药剂与矿物界面作用的镜像对称规则quot;认为矿物表面具有断裂键的金属离子更易同含有矿物晶体阴离子的浮选药剂发生作用,这种解释有利于研发出具有特定活性官能团的浮选药剂,从而使药剂具有较高的选择性.与此同时在使用某种浮选药剂之前,可以通过对其主要官能团进行研究,从而对此种药剂是否可以浮选特定矿物而进行预测.本文通过介绍煤泥水中微细矿物颗粒界面调控方法,并论述了对煤泥水处理领域的研究进展.在颗粒界面调控的研究中,表面活性剂发挥着重要的作用.煤泥水处理中常通过添加表面活性剂和其他化学试剂来调整矿物表面特性,使目的矿物疏水聚团,从而实现煤泥水的沉降澄清.目前在进行煤泥水处理时主要理论依据为DLVO理论,往往借助于电解质离子的作用使矿物颗粒表面的双电层压缩,从而降低Zeta点位,降低不同矿物颗粒之间的静电斥力,最终使煤泥水中矿物颗粒沉降,上清液澄清.今后需要对煤泥水中矿物颗粒界面调控方法的作用机理需要进行深入的研究,深入研究药剂与矿物之间的作用机理,减少药剂成本、提高药剂的选择性同时降低药剂使用对环境造成的污染.【相关文献】[1]冯莉,刘炯天,张明青,等.煤泥水沉降特性的影响因素分析[J].中国矿业大学学报,2010,39(05):671-675.[2]彭陈亮,闵凡飞,赵晴,等.微细矿物颗粒表面水化膜研究现状及进展综述[J].矿物学报,2012,32(04):515-522.[3]余萍.不同无机电解质对煤浮选的影响及溶液化学研究[D].太原:太原理工大学,2010.[4]张志军,刘炯天,邹文杰,等.水质硬度对煤泥浮选的影响[J].中国矿业大学学报,2011(4):111-114.[5]王雷,李宏亮,彭陈亮,等.我国煤泥水沉降澄清处理技术现状及发展趋势[J].选煤技术,2013,(02):82-86.[6]陈军,闵凡飞,王辉.微细粒矿物疏水聚团的研究现状及进展[J].矿物学报.2014,34(02):181-188[7]A.C.Araujo,P.R.M.Viana,A.E.C.Peres.Reagents in iron ores flotation.Minerals Engineering,2005,18(2):214-219[8]樊绍良,段其福.铁矿提质降杂技术研究[J].金属矿山.2002,(4):38-42.[9]郭祥峰,贾丽华.阳离子表面活性剂及应用[D].北京:化学工业出版社,2002.2,:10[10]A Vidyadhar,Neha Kumari,R P Bhagat.Flotation ofquartz and hematite adsorption mechanism mixed cationic/anionic collector system[J].International mineral processing congress,2012:24-28.[11]刘方,孙传尧.金属阳离子与十二胺添加顺序对硅酸盐矿物浮选的影响[J].有色金属(选矿部分),2011,(04):58-60+63.[12]于伟,赵锡荣.十二碳酰胺的合成及其浮选性能研究[J].中国矿业,2015,24(03):123-127.[13]寇珏,郭玉,孙体昌,等.2种阴离子捕收剂在石英表面的吸附机理 [J].中南大学学报 (自然科学版),2015,46(11):4005-4014.[14]张亚辉.浮选药剂与矿物界面作用的镜像对称规则[J].有色金属(选矿部分),2016,(04):87-93.。