选煤厂难沉降煤泥水原因分析及对策_王玉明
难净化煤泥水沉降试验研究
第24卷 增刊安徽理工大学学报(自然科学版)V o l.24 Supp lem en t 2004年5月Journal of A nhui U niversity of Science and T echno logy (N atural Science )M ay .2004难净化煤泥水沉降试验研究王少会,徐初阳(安徽理工大学材料科学与工程系,安徽 淮南 232001)摘 要:针对煤泥水难以自然沉降的问题,从煤泥水性质出发,探讨了煤泥水中颗粒凝聚和絮凝机理,研究出凝聚剂和絮凝剂的最佳药剂量配比及合理的加药顺序,以加速煤泥水在浓缩机中的沉降,降低溢流浓度,实现洗水闭路循环。
关键词:煤泥水;凝聚剂;絮凝剂;闭路循环中图分类号:TD 926.21 文献标识码:A 文章编号:167221098(2004)S 020080203收稿日期:2004—01—05作者简介:王少会(1980—),男,江西吉安人,在读硕士,矿物加工工程专业,主要研究煤泥水处理及精细化工方向。
1 前言随着选煤机械化程度的提高,细粒煤所占的比重越来越大。
大多数选煤厂煤泥水处理系统或多或少地存在一些问题,煤泥水系统的运行好坏将直接影响选煤厂能否实现洗水闭路循环的关键因素。
潘一选煤厂主要通过浓缩-压滤工艺来回收系统中煤泥,由于煤泥水中微细粒含量高,循环水浓度一直高居不下,严重影响了选煤厂的正常生产。
因此,本文对潘一选煤厂煤泥水系统存在的问题,做一些探讨。
2 煤泥水性质对潘一选煤厂的浓缩入料做小筛分试验,小筛分资料如表1所示表1 入料性质分析粒级(mm )产率(%)灰分(%)>0.50.227.520.5～0.253.508.210.25～0.1255.1111.550.125～0.0786.6517.520.078～0.0368.6222.30<0.03675.9051.24总计100.0042.87 从表1可以看出,选煤厂的煤泥中极细粒<0.036mm ,含量为75.90%,灰分高达51.24%,而>0.5mm 的含量为0.22%,灰分为7.52%。
济宁二号煤矿选煤厂煤泥水自然沉降影响因素分析
济宁二号煤矿选煤厂煤泥水自然沉降影响因素分析孙庆芳【摘要】针对济宁二号煤矿选煤厂入料量及性质不稳定、浓缩机溢流浓度过大等问题,采用XRD表征手段和筛分试验对浓缩机入料煤泥水的性质进行了分析,同时在不加药剂情况下,通过自然沉降试验探究影响煤泥水沉降效果的因素与影响程度.试验结果表明:该煤泥水较难沉降,自然沉降很难达到要求;煤泥浓度、水质硬度、细泥含量等是影响其自然沉降的关键因素,其中对煤泥水自然沉降速度的影响程度顺序为煤泥浓度＞细泥含量＞水质硬度＞ pH值,对煤泥水上清液浊度的影响的顺序为水质硬度＞煤泥浓度＞细泥含量＞pH值.【期刊名称】《选煤技术》【年(卷),期】2016(000)006【总页数】4页(P18-20,29)【关键词】煤泥水;自然沉降;影响因素;煤泥浓度;细泥含量【作者】孙庆芳【作者单位】兖州煤业有限公司济宁二号煤矿,山东济宁273500【正文语种】中文【中图分类】TD946.2湿法分选是我国煤炭分选的主要分选方法，煤泥水是湿法分选的必然产物。
煤泥水中的固体颗粒粒度分布较宽，且含有多种矿物悬浮颗粒[1]。
煤泥水处理是我国湿法选煤工艺的主要环节，其处理效果的好坏关系着选煤厂的是否正常运行，也直接影响选煤厂的经济效益和矿区环境[2]。
实现洗水闭路循环工艺是我国对选煤厂的基本要求，其关键是实现煤泥水中颗粒的充分沉降。
目前研究表明影响煤泥水沉降效果的因素很多，如煤泥性质、煤泥水浓度、细泥含量、pH值、水质硬度等[3-5]。
这些因素都影响着煤泥水沉降过程，但对煤泥水沉降的影响程度缺乏分析，还需要进一步的试验研究。
本文以济宁二号矿井选煤厂浓缩机入料的煤泥水为试验样品，从煤泥水的组成及其性质入手，探究在自然沉降条件下，影响煤泥水沉降特性的主要因素及其影响程度。
试验采用浓缩机入料的煤泥水为原料，煤泥水过滤烘干并研磨，将粒径小于0.0 450 mm物料用D8 ADVANCE 型X射线衍射仪做矿物组成分析。
难沉降煤泥水性质研究(1)
2009年第2期能源技术与管理难沉降煤泥水性质研究胡晓东（河南神火集团煤电公司薛湖选煤厂，河南永城476600）［摘要］以神火煤电公司新庄选煤厂的难沉降煤泥水为研究对象，利用离子色谱分析仪、X-射线衍射仪、激光粒度分析仪、傅立叶红外光谱分析仪、微型电泳仪等分析测试手段，全面分析难沉降煤泥水的水质特性、矿物组成、粒度组成、表面电性等特性，得出导致煤泥水难沉降的主要原因是煤泥水中粘土矿物含量较高，泥化现象严重，颗粒粒度小，表面带有很强的负电荷，具有胶体稳定特性。
［关键词］难沉降；煤泥水；性质［中图分类号］TQ533［文献标识码］B［文章编号］1672蛳9943(2009)02蛳0089蛳020引言煤泥水处理主要是指煤炭在分选加工过程中产生的介质用水的处理技术。
煤泥水体系是一个极其复杂的系统，它是由悬浮液、电解质和胶体组成的混合物，由于固体颗粒的粒度组成大小不一，又是一个多分散系统，其组成及特性比较复杂，它的性质不仅与煤泥水中颗粒的多少、粒度分布、密度大小、矿物组成等有关，也与体系的pH值和水的硬度、粘度、浓度等有关。
特别是对于难沉降煤泥水体系，我们更有必要去全面了解煤泥水的特性，选择合适的煤泥水处理方法，实现选煤厂洗水闭路循环［1］。
1实验材料及内容1.1实验材料取自神火煤电公司新庄选煤厂的难沉降煤泥水；筛子：孔径分别为0.5mm、0.25mm、0.125mm、0.074mm、0.045mm；精密pH计；LS100Q型激光粒度测定仪；JS94G+微型电泳仪；电导率测定仪；YD200型水质硬度仪；IC1010型离子色谱分析仪；日本理学D/Max-RA型转靶X-射线衍射仪、电子天平、托盘天平、真空泵、量筒等。
1.2实验内容本实验对难沉降煤泥水的固相性质和液相性质进行全面的测定，以得到决定影响煤泥水难沉降的因素。
实验测定内容包括：煤泥水浓度；煤泥水pH 值；煤泥水电导率；水质硬度；Zeta电位；煤泥水体系的离子组成；粒度分布；煤泥矿物组成。
选煤厂煤泥水处理系统降低故障率提高生产效率的改造研究
选煤厂煤泥水处理系统降低故障率提高生产效率的改造研究随着我国经济的快速发展，能源需求日益增长，煤炭作为主要能源资源之一，其开发利用已经成为了国家发展的重要基础。
而在煤炭生产过程中，选煤厂的煤泥水处理系统是一个重要的环节。
煤泥水处理系统存在故障率高、生产效率低等问题，为了提高生产效率和降低故障率，对煤泥水处理系统进行改造研究已经成为当务之急。
一、选煤厂煤泥水处理系统的现状选煤厂是煤炭生产过程中的重要环节，其主要功能是将原煤中的杂质和泥土去除，从而提高煤炭品质。
煤矿中的原煤通常含有大量的泥土和矿渣，因此在选煤过程中会产生大量的煤泥水。
这些煤泥水如果直接排放，会对周围环境造成严重污染，因此必须经过处理后再排放。
选煤厂煤泥水处理系统的主要作用就是将煤泥水中的杂质和污染物去除，从而达到排放标准，同时最大限度地回收利用水资源。
目前我国选煤厂煤泥水处理系统存在一些问题。
由于煤矿原煤的复杂性和多样性，煤泥水中包含的杂质和污染物种类繁多，导致处理系统的复杂性增加。
由于选煤厂生产量大、设备运转时间长，煤泥水处理系统的运行环境恶劣，设备容易发生故障。
煤泥水处理系统的故障率较高，维护费用大大增加，严重影响了生产效率和环境保护。
二、降低故障率提高生产效率的改造方案1. 设备更新升级选煤厂煤泥水处理系统中的设备大多数是在20世纪90年代末至21世纪初投入使用的，已经使用了20多年。
这些设备存在设计落后、技术陈旧、易损件多等问题，导致了设备运行效率低、故障率高。
首先需要对煤泥水处理系统中的设备进行更新升级，采用先进的设备和技术，提高设备的运行效率和稳定性。
2. 运行维护管理选煤厂生产量大、设备运转时间长，对煤泥水处理系统的运行环境要求很高。
必须建立健全的运行维护管理制度，加强设备的日常维护保养，及时发现并处理设备的故障隐患，降低故障率，提高设备的可靠性和稳定性。
3. 自动化控制传统的选煤厂煤泥水处理系统大多采用手动操作，存在操作不当、误操作等问题。
选煤厂降低精煤水分的具体措施
选煤厂降低精煤水分的具体措施［摘要］分析了精煤水分较高的原因，提出了减少人浮煤泥量，提高过滤机真空度，实行配煤人选，推行全面质量管理等措施。
取得了良好的生产效率和经济效益。
［摘要］选煤厂精煤水分技术措施中图分类号：TD94 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）04-0348-010 前言七台河某选煤厂，采用块煤跳汰末煤重介、煤泥直接浮选流程。
该厂从投产以来精煤水分一直较高，综合精煤入干燥前水分达18.2%，距设计要求冬季10%、夏季14.00%相差很大，给用户装卸车带来困难；有的用户还因此将精煤车返回，直接影响了该厂的经济效益。
若长年开干燥，不但增加生产成本，同时，工艺上也容易出现事故。
为此，从工艺上加强管理和改造，探索降低精煤水分的途径。
1影响精煤水分的原因根据生产实际，从原煤、设备、环境、方法、人员五方面人手查找精煤水分高的原因，进而画出因果分析图，并对影响精煤水分的原因做了统计。
由表1 可见，精煤中浮精含量高、过滤机真空度低、原煤质量差三项因素的累计频率已达71.5%，由此可知，影响精煤水分高的主要原因为精煤煤泥含量高、过滤机真空度低、及原煤质量差。
表1 精煤水分高的产要原因2精煤水分较高的技术分析2.1 精煤浮精含量高由实际生产指标与设计指标对比表（见表2）可见，综合精煤中浮精含量偏大，约占总精煤的50%，而且水分高达31%，直接影响了总精煤水分。
该厂煤泥水人浮前的分级把关设备为旋流筛，筛缝为0.75 mm,由于长期使用，筛缝磨损严重，分级效率仅为70%，造成人浮煤泥量增大，增大了浮精量。
表2 设计指标与实际生产指标对比2.2 过滤机真空度低过滤机人口处真空度仅为一31.25 kPa汞柱，脱饼率为40%，较低，而滤饼水分却较高，达到29.36%。
其主要原因为：过滤机分配头、管路漏气，筛网破损严重，过滤机液位不稳定。
2.3 原煤质量差该厂主要人洗铁东矿煤和龙湖矿煤，其中铁东煤含煤泥量大，原生煤泥占21.56%，龙湖煤细泥量相对较少，原生煤泥占16.3%。
改造煤泥水处理中出现的问题
改造煤泥水处理中出现的问题1 优化改造前煤泥水处理系统存在的问题枣庄矿业集团有限公司高庄煤矿位于微山湖畔，是年产90万t的水采矿井，采用全水力运输方式，矿井建有1座与其规模相适应的选煤车间，入洗水采原煤。
井下水采的煤水混合物提升至脱水车间脱水，脱水筛溢流水（即煤泥水）进入水采煤泥浓缩机浓缩，浓缩机溢流水部分进入高压水池作为井下水采用水，剩余水进入煤泥水处理站，经浓缩机、翼片斜板沉淀池处理后外排。
高庄煤矿于2001年10月13～15日对煤泥水系统实际处理水量、水质等进行了监测，结果见表1。
由表1可见，现有煤泥水系统不能达到原设计的处理效果，出水严重超标。
经分析，造成处理后水质不达标的主要原因，一是处理水量太大，煤泥水水平流速过大，在构筑物内停留时间短，悬浮物难以在较短的时间内沉淀，而随水流流出；二是煤泥水浓度太高，使浓缩机处理的固体物总量太大，沉淀容易压耙，使浓缩机不能正常工作；三是煤泥水水质变化大，其混凝沉淀性能下降，较难沉淀。
2 优化改造工艺2.1 煤泥水特性分析高庄煤矿煤泥水的主要特征是悬浮物浓度高，所含固体颗粒物细，主要成分为煤粉、岩石粉尘等悬浮物及微生物。
在堆放输送提升过程中，溶解性杂质被氧化，有的物质被析出，部分煤尘与岩尘以胶体分散状态存在于水中，颗粒带有-18～-25V的负电。
颗粒的负电荷与水的正电荷构成“双电层”水化膜，使颗粒在水中保持分散状态。
此外煤泥颗粒在水中还受布朗运动影响，颗粒界面间的相互作用，和煤泥水中混入一定量的机械用的油类，使得煤泥水性质复杂化，不但有悬浮液的特性还有胶体和油类的某些性质。
2.2 优化工艺的确定目前矿井水、煤泥水处理主要采用混凝沉淀工艺去除水中悬浮物，若考虑回用，再增加过滤处理工艺。
高庄煤矿的煤泥水由于水量、水质的变化，单纯采取混凝沉淀的处理方法效果不理想，必须结合其它处理方法才能改进处理效果。
通过调研及多次技术论证，本次优化改造设计考虑将原有水处理浓缩机和斜板沉淀池从系统中分离出来，改为在水采煤泥浓缩池后增加高效煤水净化器直接处理煤泥水。
《谈谈煤泥水处理问题》一文的意义和影响
《谈谈煤泥水处理问题》一文的意义和影响吴大为;于一栋;苑金朝;王敏鸽;张守明【摘要】重点介绍了王祖讷教授在《谈谈煤泥水处理问题》一文中煤泥循环系数数学模型的推导,以及利用该数学模型对不同煤泥水原则流程进行的对比分析.该模型为推广直接浮选流程提供了技术依据,对浓缩机浅度浓缩大排底流的操作方法产生了启迪.文章还简要介绍了选煤后继者运用文中提出的方法建立各类煤泥循环系数数学模型来解决选煤生产问题的实例.【期刊名称】《选煤技术》【年(卷),期】2019(000)001【总页数】6页(P1-6)【关键词】煤泥水处理;浓缩浮选;煤泥循环系数;直接浮选【作者】吴大为;于一栋;苑金朝;王敏鸽;张守明【作者单位】华北科技学院,河北三河065203;北京国华科技集团有限公司,北京101300;北京国华技术有限公司,北京101300;北京国华科技集团有限公司,北京101300;唐山国华科技国际工程有限公司,河北唐山063020;唐山国华科技国际工程有限公司,河北唐山063020【正文语种】中文【中图分类】TD946.2;TD9431974年12月25日，《选煤技术》第6期刊载了一篇文章，题为《谈谈煤泥水处理问题》[1]。
该文作者是中国选煤界泰斗——中国矿业大学王祖讷教授。
在刊出后的三四十年里，该文对我国炼焦煤选煤厂煤泥水工艺的变革产生了深远影响。
至今，选煤工作者仍在用王祖讷教授在文中提出的方法来分析、研究和解决着选煤生产中问题。
1 文中提出的煤泥循环系数K的数学模型上世纪70年代，我国炼焦煤选煤厂绝大多数采用的是跳汰选煤工艺，煤泥水处理沿用前苏联的浓缩浮选原则流程。
图1所示是浓缩浮选的典型流程之一。
图1 上世纪70年代典型浓缩浮选流程之一Fig.1 The typical flow-sheet of the process for flotation of thickened feed applied in the 70s该流程的特点是：煤泥水先经过耙式浓缩机处理，底流为浓度高的、以粗颗粒为主的浮选入料，需要向其中补加清水，将其稀释到合适的浓度；溢流为浓度低的、以<0.045 mm粒级细泥为主的循环水，用于跳汰选煤。
选煤厂煤泥水处理问题及对策
选煤厂煤泥水处理问题及对策第一篇：选煤厂煤泥水处理问题及对策选煤厂煤泥水处理问题及对策煤泥水处理在选煤过程中起着非常重要的作用, 其效果的好坏直接影响煤炭分选的效率, 直至造成选煤过程无法进行。
因此, 如何解决并防止循环水浓度偏高的问题一直是选煤厂工程技术人员面临的关键问题之一。
1、循环水浓度偏高的原因整个选煤过程是一个复杂的系统工程, 造成循环水浓度偏高的原因是多方面的, 既有选煤工艺流程本身的原因, 也有煤质方面的原因。
主要有以下几个方面: 1?1? 煤质方面众所周知, 煤泥的沉降速度与煤泥的粒度有着密切的关系。
粒度越细, 沉降越慢。
而煤泥的粒度与煤质有关。
根据实践经验可知, 一般无烟煤的煤泥粒度特别细(如山西晋城地区的无烟煤煤泥粒度-0.074mm 含量近80%)。
粒度细对循环水浓度的影响主要表现在两个方面: ? 粒度越细, 煤泥分选就越需要高效高选择性的浮选设备。
否则对于同一种煤质要求同一个灰分来说, 效率低选择性差就意味着浮选精煤的产率低, 即同样多的煤泥其浮选尾煤量多, 尾矿处理的负荷加重, 从而使循环水的浓度提高。
? 粒度越细, 则煤泥沉降速度越慢, 对相同直径的尾煤浓缩机来说, 其溢流中细颗粒含量相对多。
而这些细颗粒一直在系统中循环, 不断积累。
所以,对整个煤泥水处理系统来说, 相当于进入系统的煤泥多, 排出系统的煤泥少, 始终处于不平衡状态, 高灰细泥在系统内的积聚不仅影响选煤厂其它环节的分选效果, 而且污染精煤。
对循环水浓度影响较大的另一个煤质因素是泥化现象。
一般易泥化煤中都含有高岭土、伊利石、蒙脱石等, 其遇水迅速? 溶碎?, 且灰分非常高, 沉降速度特别慢。
1?2? 工艺系统及设备方面工艺流程对选煤厂的煤泥水处理具有非常重要的影响。
一个良好的煤泥水处理系统必须保证煤泥(包括煤和高灰泥质等其它成分)有足够的沉降时间和合理的排除途径。
就减少循环水中细颗粒含量来说, 直接浮选工艺要比浓缩浮选和半直接浮选有明显的优越性, 因为直接浮选是在低浓度下进行的, 同时由于其在水中浸泡时间短, 表面比较新鲜, 可浮性好, 其浮选无论在效果还是在深度(主要指粒度)上都是比较理想的。
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㊀第24卷第3期洁净煤技术Vol．24㊀No．3㊀㊀2018年5月Clean Coal TechnologyMay㊀2018㊀选煤厂难沉降煤泥水原因分析及对策王玉明,张爱青(大同煤矿集团有限责任公司环境保护处,山西大同㊀037003)摘㊀要:为了处理难沉降煤泥水,以同煤集团选煤厂高灰细粒度煤泥水处理为研究对象,通过对选煤生产过程中高灰细粒度煤泥水难沉降的主要成因㊁关键影响因素㊁水质和矿物组成的变化规律等诸多方面的系统分析,研究了煤泥水的凝聚特性和各主要因素对煤泥水絮凝沉淀的影响,找到了处理同煤集团难沉降煤泥水的对策㊂结果表明:通过增设混合反应池㊁降低浓缩池去除负荷㊁延长浓缩池水力停留时间㊁对煤泥水进行调质㊁采用双性+阳性有机高分子絮凝剂联合加药等措施后能将难沉降煤泥水处理到闭路循环的水质要求㊂关键词:选煤厂;难沉降;煤泥水;絮凝剂中图分类号:TD94㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:1006-6772(2018)03-0130-04Analysis and measurement of slime water with difficult subsidencein coal preparation plantWANG Yuming,ZHANG Aiqing(Environmental Protection Agency ,Datong Coal Mine Group.Datong ㊀037003,China )Abstract :In order to deal with the difficult sedimentation slime water,high ash fine -grained slime water treatment in coal preparation plant of Datong Coal Mine Group is adopted as the object of this study.The main factors,variation of water quality and mineral composition of high -ash fine -grained slime water during coal preparation were introduced.The influence of main factors on the flocculation and sedimen-tation of coal slime water was studied,and the measurements to solve the difficult settling coal slime water were proposed.The results show that the water quality requirements of the slime water with difficult subsidence is improved to be closed circuit circulation by addinga mixed reaction tank,reducing the concentration of the pool to remove the load,extending the length of the thickened pool hydraulic reten-tion time,the slime water conditioning,amphiphilic and positive organic polymer flocculant dosing and other measurements.Key words :coal preparation plant;difficult settlement;coal slime water;flocculant收稿日期:2017-12-18;责任编辑:李柏熹㊀㊀DOI :10.13226/j.issn.1006-6772.2018.03.024作者简介:王玉明(1967 ),男,山西大同人,高级工程师,主要从事煤炭行业环境污染控制管理及防控技术的研究工作㊂E -mail :wym6706@163．com引用格式:王玉明,张爱青.选煤厂难沉降煤泥水原因分析及对策[J].洁净煤技术,2018,24(3):130-133.WANG Yuming,ZHANG Aiqing.Analysis and measurement of slime water with difficult subsidence in coal preparation plant[J].Clean Coal Technology,2018,24(3):130-133.0㊀引㊀㊀言大同煤矿集团(以下简称 同煤集团 )选煤厂多采用压滤机回收煤泥中小于0．2mm 的细粒煤泥,以前基本上能满足生产的需要,但是近几年随着井下机械化开采水平的不断提高,开采深度和广度不断延伸,运输环节增加,再加上矿井 一通三防 的防尘洒水,导致原煤中<8mm 的末煤含量增加㊂同时,由于部分原煤水分高㊁泥化现象明显,造成筛分效率很低,部分块度较小的原煤进入选煤系统,使选煤生产过程中经常因为洗水浓度高,使分选深度和分选精度下降[1]㊂不仅使精末煤中混入的细粒中煤和细粒矸石增加,高灰分的细粒煤污染精煤,增加精煤灰分,影响精煤质量,还使中煤和矸石带煤增多,出现煤泥黏附中煤矸石现象,降低中煤矸石的灰分,造成煤炭资源浪费㊂因此难沉降煤泥水处理已成为制约选煤生产的瓶颈,提高煤泥水处理效果已迫在眉睫㊂31王玉明等:选煤厂难沉降煤泥水原因分析及对策2018年第3期难沉降超细煤泥水由于受到煤变质程度㊁煤泥水中矿物组成及电荷特性等影响,国内外在处理此类废水时,采用了不同处理方法,特别是在研制和选取凝聚剂和絮凝剂时做了大量工作[2-3]㊂本文采用先进的粒度分析仪和成分分析仪,对煤泥水极细颗粒粒度组成和煤岩成分进行测定,得到统计粒子直径分布数据和高灰细煤泥的岩相成分,同时还对难沉降煤泥水的其他理化特性进行了全面分析,从而对同煤集团难沉降煤泥水的形成原因有了更全面㊁深入的认识㊂弄清了煤泥性质-加药量-沉降特性的定性关系[4-6],在此基础上,通过大量试验,找到了处理同煤集团难沉降煤泥水的对策㊂1㊀煤泥水难沉降的原因分析1．1㊀粒度分析粒度大小是影响煤泥水沉降性能的主要因素[7],将煤泥水过滤烘干后进行粒度分析,结果如图1所示㊂可以看出,同煤集团难沉降煤泥水中0．5μm 以下的细小颗粒占23．58%,这些细小颗粒中又有很大一部分无法沉降而进入循环煤泥水中,不断累加,浓度升高,因此细小颗粒是造成煤泥水难沉降的主要因素㊂图1㊀难沉降煤泥水粒度分布Fig．1㊀Particle size distribution of difficult sedimentationcoal slurry1．2㊀煤泥水矿物组成为了对同煤集团难沉降煤泥水的矿物组成进行定量分析,得出各矿物的准确含量,将难沉降煤泥水过滤烘干后送到中国矿业大学分析测试中心进行X 射线衍射分析㊂1．2．1㊀定性分析利用粉末衍射联合会国际数据中心(JCPDSICDD)提供的各种物质标准粉末衍射资料,并按照标准分析方法进行对照分析㊂发现,样品主体是非晶态物质(煤),含有较多的高岭石,有部分石英㊁伊利石㊁伊蒙混层和少量的方解石㊁白云石㊁黄铁矿等矿物㊂1．2．2㊀定量分析按照GB 5225 1985‘金属材料定量相分析X 射线衍射K 值法“进行定量分析,结果见表1㊂可以看出,同煤集团难沉降煤泥水的矿物组成为:煤65%㊁高岭石㊁伊利石等黏土矿物23%㊁石英等氧化物3．8%㊁方解石㊁白云石等硫酸盐矿物2．2%㊂由于难沉降煤泥中高岭石㊁伊利石等黏土矿物含量高达23%,影响煤泥水的沉降性能㊂由于黏土具有特殊的晶体结构,不仅自身难于沉降,而且恶化了水质条件,所以对煤泥水沉降性能产生显著的负面影响㊂表1㊀难沉降煤泥水矿物组成定量分析结果Table 1㊀Results of quantitative analysis of mineral composition of difflcult sedimentation coal slurry名称含量/%分子式非晶态物质(煤)65高岭石16．7Al 4(OH)8Si 4O 10石英3．8SiO 2方解石1．3CaCO 3白云石0．6(Ca,Mg)CO 3伊利石3．5KAl 2(OH)(AlSi)4O 10伊蒙混层3．2伊利石/蒙皂石形成的混层矿物绿泥石2．1(Mg,Fe,Al)6(OH)8(Si,Al)4O 10菱铁矿0．3FeCO 3黄铁矿1．2FeS 2长石0．5(Na,Ca)AlSi 3O 8/(Na,K)AlSi 3O 8其他1．81．3㊀循环煤泥水中矿物组成变化通过实测,同煤集团难沉降煤泥水沿着煤泥水流向,固相组成相对含量不断变化,主流向的灰分由15%增至60%,即高岭石等黏土矿物的相对含量不断提高,煤泥水的沉降性能越来越差㊂1．4㊀煤泥水水质对沉降性能的影响同煤集团循环煤泥水硬度变化见表2㊂可以看出,同煤集团选煤厂循环煤泥水硬度逐渐减小,原因是循环煤泥水中的黏土矿物吸附煤泥水中的钙㊁镁离子,使煤泥水中的钙㊁镁离子减少,造成循环煤泥水的硬度下降,细小煤泥颗粒的沉降性能变差㊂1．5㊀补加清水水质对沉降性能的影响同煤集团选煤厂补加清水总硬度为33mg /L,总离子强度为1280mg /L,不利于煤泥水中细小颗粒的沉降㊂1312018年第3期洁净煤技术第24卷表2㊀循环煤泥水硬度变化Table2㊀Change of hardness of circulating slime water 项目电导率/(mS㊃cm-1)硬度/(mg㊃L-1)入料1．24144．40浓缩机底流1．23842．50循环水1．22440．95 1．6㊀煤变质程度对絮凝效果的影响同煤集团原煤多属于中等变质程度以上的煤种,煤变质程度越高,煤泥水中颗粒越易凝聚,沉降性能越好,因此煤变质程度对同煤集团选煤厂煤泥水的沉降性能影响不大㊂1．7㊀其他指标对煤泥水沉降性能的影响同煤集团选煤厂煤泥水中的pH值㊁液固比和化学需氧量等指标都在正常范围内,对煤泥水的沉降性能没有显著影响㊂1．8㊀煤泥水处理系统不完善通过试验研究发现,同煤集团选煤厂煤泥水处理系统存在明显的不足,主要表现为:①没有专设混合反应池,造成投加絮凝剂后,混合不均匀,反应时间不够,大大影响了絮凝效果,对难沉降煤泥水的影响更为明显㊂②浓缩池去除负荷太高㊂同煤集团选煤厂煤泥水处理系统设置的浓缩池正常情况下能满足要求,但若出现煤泥水难沉降时,细小煤泥不能有效去除,在煤泥水循环系统里不断累积,悬浮物浓度增大,造成浓缩池去除负荷太高,无法正常运行㊂③浓缩池沉降时间偏短㊂由于难沉降煤泥水中0．5μm以下的细小颗粒占比大,近1/4,按正常情况设计的浓缩池沉降时间不够,导致大部分细小煤泥颗粒无法沉降,在煤泥水闭路循环中不断累积,最后形成浓度很高的高灰细粒度煤泥水,严重影响精煤质量㊂1．9㊀絮凝剂使用不当1．9．1㊀絮凝剂类型选择不当难沉降煤泥水中的电荷以阴离子为主,若投加非离子和阴性有机高分子絮凝剂,处理效果较差㊂1．9．2㊀絮凝剂使用单一难沉降煤泥水中的细小颗粒偏多,如果只投加一种絮凝剂,只有在加药量很大的情况下才能有处理效果,但处理成本高㊂2㊀处理难沉降煤泥水的对策1)增设混合反应池增设混合反应池,分别设置混合段和反应段的主要参数㊂在实际改造过程中,将混合段速度梯度设置为900,混合时间设置为3min,反应段速度梯度设置为80,反应时间设置为30min,目的是提高混合段速度梯度,强化混合效果,降低反应段速度梯度,延长反应段反应时间,确保絮团增长㊂2)降低浓缩池去除负荷难沉降煤泥水浓度很高,去除负荷很大,远超过原有浓缩池的处理能力,因此必须增加沉淀面积[8]㊂但同煤集团选煤厂煤泥水处理系统原有布置很紧凑,没有场地用于新建竖流式或辐流式沉淀池㊂针对这一情况,增设斜管沉淀池,占地小,投资低,可大大降低煤泥水的去除负荷㊂3)延长浓缩池水力停留时间浓缩池水力停留时间短,0．5μm以下的细小煤泥颗粒来不及沉降,为解决这一问题,增设效果更好的沉降处理设施,降低浓缩池的处理量,将浓缩池的沉降时间延长到1h以上,可明显提高细小煤泥颗粒的去除率㊂4)煤泥水调质由于钙㊁镁离子有利于细小煤粒的絮凝反应,因此有必要对难沉降煤泥水进行调质,增加其硬度㊂加钙絮凝试验结果见表3㊂可以看出,加钙既可以明显提高难沉降煤泥水的处理效果,还可以节省絮凝剂投加量,在实际运行中钙的投加量在1．5mmol 左右即可满足要求㊂表3㊀加钙絮凝试验结果Table3㊀Addition of calcium flocculation test situation CaCl2加药量/mLCa物质的量/mmolCa含量/mg絮凝情况浊度/NTU 105．0200好7652．5100好15131．560较差32010．520较差浑浊000差浑浊㊀㊀5)精选絮凝剂不同种类㊁不同厂家的絮凝剂技术指标和产品性能相差很大,对难沉降煤泥水的处理效果也不同㊂通过大量试验研究发现:对难沉降煤泥水,非离子和阴性有机高分子絮凝剂处理效果不好,除非增大加药量,但会提高煤泥水的处理成本;阳性有机高分子絮凝剂对难处理煤泥水的处理效果最好,双性次之㊂231王玉明等:选煤厂难沉降煤泥水原因分析及对策2018年第3期因此应优先选用阳性有机高分子絮凝剂㊂6)絮凝剂优化组合对难沉降煤泥水,如果单独使用一种絮凝剂,即使是效果最好的阳性有机高分子絮凝剂,加药量也很高,而如果对絮凝剂进行优化组合,可减少絮凝剂用量,降低处理成本㊂通过反复试验,发现采用双性+阳性组合最好[9],即先投加双性有机高分子絮凝剂,1min后再投加阳性有机高分子絮凝剂㊂由此可见,采用2种絮凝剂组合可以实现强强联合,优势互补,大大提高絮凝剂的综合性能[10]㊂3㊀结㊀㊀论1)同煤集团选煤厂难沉降煤泥水中细小煤泥颗粒约占1/4,高岭石㊁伊利石等黏土矿物占25%,具有典型的高灰细粒度煤泥水的特征㊂2)原有煤泥水处理系统是按正常情况设计的,没有高效混合反应池㊁浓缩池去除负荷高㊁沉降时间偏短,不具备有效处理难沉降煤泥水的能力㊂3)通过增设混合反应池㊁降低浓缩池去除负荷㊁延长浓缩池水力停留时间㊁对煤泥水进行调质㊁采用双性+阳性有机高分子絮凝剂联合加药等措施后可使难沉降煤泥水达到闭路循环的水质要求㊂参考文献(References):[1]㊀谢广元.选矿学[M].3版.北京:中国矿业大学出版社,2016.[2]㊀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(5):671-675.FENG Li,LIU Jiongtian,ZHANG Mingqing,et al.Analysis on in-fluencing factors of sedimentation characteristics of coal 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