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第 九 篇 煤泥水处理新技术 第一章概述 选煤厂煤泥水处理是一个固、 液分离和固、 液回收的过程。煤泥水处理同选煤厂技术经 济指标和环境保护有着密切的联系。 在煤泥水系统中， 开始时水中的煤泥量不大， 随着生产时间的延长， 循环水中煤泥含量 逐渐增大。当回收的煤泥量和产品带走的煤泥量等于入选物料中的煤泥量 （包括次生煤泥） 时， 这一系统达到平衡； 当回收的煤泥量不足时， 将使某些作业效果变坏， 因而不得不从系统 中排出 “多余” 的煤泥水， 造成煤泥流失、 环境污染。 我国 ““ 第二章水力分级 所需沉淀面积 “ “ （ ） 式中 所需的沉淀面积， ； ； ； ’7 底流产物产率， ;； 4 底流产物中粗粒物含量 （占本级） ， ;； 4， 9 计算入料中粗粒物含量， ;； 5， 9 计算入料中细粒物含量， ;； 5 底流产物中细粒物含量 （占本级） ， ;。 ） 平均分配误差 平均分配误差按式 （ 0） 计算 1 图 / 之间。如对絮凝后 ,,第三章浓缩澄清 的沉淀物施加轻微搅拌， 其压缩程度会更高， 所以有的深锥浓缩机在锥体部分装有搅拌装 图 “ 深锥浓缩 机的工作原理图 置， 以利于沉淀物继续脱水。 煤泥沉淀池 目前， 多数选煤厂尚不能将煤泥全部在厂内回收， 有一部分煤泥水 要送到室外煤泥沉淀池作最后沉淀， 以回收煤泥或浮选尾煤， 有时也把 煤泥沉淀池作为事故排放池。 煤泥沉淀池是矩形的池子， 用块石或砖和水泥建造。长宽尺寸根据 需要和地形而定， 深度多为 ’。煤泥沉淀池是间歇工作的， 可并联 或串联使用。它分 个阶段循环作业 （） 工作阶段。煤泥水连续从池首进入， 从池尾排出。水中煤泥借 重力作用不断沉降堆积， 先在池子前端堆积， 待煤泥堆到与水面大致相 平， 就渐渐由池首向池尾推移。到达设计预定的距离 （图 “ *） 时， 工 作阶段结束， 停止进水。 图 “ *煤泥沉淀池示意图 （） 静止沉淀阶段。池内工作区的水在本阶段先静止沉淀 以上， 水中细粒煤泥沉淀 后， 池子上部的清水由排水井徐徐排出。 （） 清理煤泥阶段。借助煤泥清理设备 （有时用人力） ， 将池中煤泥全部挖运到煤泥堆放 场， 进一步晾干， 以便装车外运。 以上是单个池子或几个池子并联工作的情况。在串联工作的沉淀池， 煤泥堆满到距池 首 时， 继续进水进行预沉， 而澄清水引入另一个已挖完煤泥的池中再进行沉淀。 煤泥池的合理使用和正确管理很重要， 挖掘不及时或水沟堵塞会造成煤泥水大量流失。 为了合理使用煤泥池， 可根据池子数目及工作、 沉淀和清理等项作业所需要的时间， 把池子 分成几个组， 订出循环作业表。表 “ 所示为 ’ 个煤泥池循环作业图表。 表 “ 煤泥池循环作业表 时间,- 池号 ’ 工作工作沉淀清理 ’ *工作沉淀清理工作 ’..第九篇煤泥水处理新技术 续表 时间“ 池号 ’ 沉淀清理工作工作 * 清理工作工作沉淀 工作工作沉淀清理 为了节省选煤厂的用水量， 并避免煤泥水污染河流， 可设集水池用水泵将沉淀池的溢流 水送回厂内再使用。 第三节澄清浓缩设备的工作 指标和影响因素 , 处理能力 沉淀塔和耙式浓缩机的单位面积处理能力 可根据煤泥水的沉降试验求得， 也可从表 - 经验数据中选取。使用絮凝剂时， 值可根据使用絮凝剂后煤泥水的沉降试验来确 定。所需沉淀面积为 表 - 沉淀塔和耙式浓缩机单位面积处理能力 设备名称入料 处理能力 按煤泥水计./ /- 0 - 按干煤泥计.1 /- 0 - 理论分级粒度 // 浓缩机煤泥水,* ,*, *,’*,*2 *,*3 沉淀塔煤泥水 3*, ,2*,* *, “ 4 （- ） （ - ） 式中“ 需要的沉淀面积， /； 进入设备的干煤泥量， 10； 给料煤泥水的液固比； 浓缩产品的液固比； 不均衡系数； 沉淀面积的利用系数， 一般为 *, *,； 单位面积的处理能力， 即理论分级粒度的沉淀速度值， /. （/ 0） 。 第三章浓缩澄清 “ 工作效果的评定 原煤炭部文件 ’* 规定， 采用浓缩效率和底流固体回收率“,两项指标综 合评定浓缩设备的工作效果 （适用于耙式浓缩机、 沉淀塔、 深锥浓缩机、 水力旋流器等） 。 浓缩效率为 - .. （ / “）（ / ） （ / “）（.. / ） 0 ..1（2 / ） 底流固体回收率“,为 “,- （ / “） （ / “） 0 ..1（2 / 2） 式中、 “、 入料、 溢流和底流的质量浓度。 质量浓度根据实测结果按下式计算 固体质量浓度 - 在空气干燥状态下的固体质量 （3） 煤泥水总质量 （3） 0（2 / 4） 2“ 影响因素 重力澄清浓缩设备的工作效果除与入料浓度、 粒度有关外， 还与操作因素有关。要降低 入料流速和冲击力， 让煤泥水进入沉淀设备后， 能平稳地向溢流方向流动， 提高沉淀面积的 利用系数。稳定底流排料量， 均衡排料。底部流态和浓度比较稳定， 溢流量也就随之稳定。 若间断排放底流， 则底部流态和浓度均有变化， 溢流量也时有波动。浮选尾煤浓缩时， 由于 尾煤中含有残存的浮选药剂， 进入耙式浓缩机后形成一些泡沫。其表面带有少量的细粒矿 泥， 被溢流水带走， 会污染澄清水。在浓缩机上安设洒水消泡装置消泡， 使细粒矿泥沉淀或 者将一条能浮起的弯管 （例如中空橡胶管） 用绳子缚在一个耙架上， 耙架旋转时带动浮管将 泡沫推向溢流堰。在溢流出口装设喷水嘴， 使泡沫破裂而随溢流排出。溢流堰应保持同一 水平， 淤泥应及时清理， 以便有效地利用设备的沉淀面积。 ’第九篇煤泥水处理新技术 第四章煤泥絮凝 絮凝是指液体中分散的细颗粒聚成较大絮团的过程， 起絮凝作用的物质叫做絮凝剂。 絮凝作用是絮凝剂分子长链上活性基团与很多颗粒表面吸附， 从而使颗粒迅速地聚集成絮 团。絮凝剂在选煤厂的主要用途有 加速微细颗粒煤泥在煤泥水中的沉降过程， 提高澄清浓 缩设备固液分离效率； 作为助滤剂提高过滤设备的工作指标； 深锥浓缩机、 高效浓缩机等新 型设备， 必须与适当的絮凝剂配合使用才能正常工作。 第一节絮凝剂的种类和作用 絮凝剂的种类很多， 可以简单分类如下 絮凝剂 天然高分子絮凝剂 淀粉、 石青粉 合成高分子絮凝剂 无机高分子絮凝剂 聚合铝 有机高分子絮凝剂 聚丙烯酰胺系列 聚氧化乙烯系列 聚苯乙烯系列 季胺盐类型                              其他 在所有合成有机高分子絮凝剂系列内， 又可根据分子量高低分成高、 中、 低 类， 根据活 性基团带电荷符号分成阳离子型、 阴离子型和非离子型 类。迄今应用最广的是聚丙烯酸 胺系列絮凝剂。 聚丙烯酰胺是一种非离子聚合物 （“） ， 为长链状分子。其化学式为 ’ ’           ， 分子量在 ** ,-** 万之间。 聚丙烯酰胺通过水解反应取代酰胺基， 可以得到部分水解体的聚丙烯酰胺 （““） 。如 ’ ’           “ ’           . “ ， /00第四章煤泥絮凝 部分水解体的聚丙烯酰胺为阴离子型， 在水中形成羧酸阴离子。选煤厂通常使用水解 度为 “ “的阴离子型聚丙烯酰胺产品。 市场上的聚丙烯酰胺絮凝剂掺有辅助成分， 常见的有含 ’“有效成分的胶状体 和有效成分占 “以上的粉状体。 由于煤泥水体系和絮凝剂作用过程都十分复杂， 目前还无法根据煤泥水体系各参数和 絮凝剂性能指标来预计絮凝行为， 所以絮凝剂的选择只能逐个试验。试验条件尽可能接近 将来应用的条件， 从中挑选出最佳絮凝剂品种和用量。 第二节絮凝剂的配制、 贮存和使用 ’ 絮凝剂水溶液的配制 为了充分发挥絮凝剂的作用， 使用的絮凝剂水溶液浓度一般低于 ’， 絮凝剂的最佳工 作浓度可以通过试验确定。 絮凝剂产品不同， 溶解方法也不同。但都要注意让絮凝剂充分溶解， 又要避免过度搅拌 引起絮凝剂分子降解。可以取样检查， 当溶液中没有鱼眼状未溶解胶块 （为观察清楚， 可以 在溶液中滴几滴带颜色的水） ， 就认为全部溶解。 胶状体比较易溶， 将胶状体适当弄碎， 放入水中搅拌， 即可溶解。粉状体聚丙烯酰胺溶 解时， 一定要让每个颗粒进入水中时都立刻被水包围。因为聚丙烯酰胺遇水立刻溶胀， 如几 个颗粒聚在一起落入水中， 表层溶胀后颗粒不易再分开， 造成絮凝剂溶解不完全。 聚丙烯酰胺水溶液的贮存 聚丙烯酰胺水溶液容易变质， 所以需要现用现配， 使用新鲜溶液。 * 絮凝剂与煤泥水的混合 为使絮凝完全， 必须使絮凝剂在煤泥水中充分分散， 但过分搅拌又会使絮团受到破坏， 絮团变小， 降低絮凝沉降效果。因此， 掌握好絮凝剂和煤泥水混合的条件、 加药点和加药量， 十分重要。 如果絮凝剂和凝聚剂配合使用， 或和其他药剂配合使用， 其配制设备和运送管路不能共 用， 两种药剂和加药点也要相隔一定距离。 第三节影响絮凝剂使用效果的因素 ’ 煤泥水硬度 煤泥水中的钙、 镁离子含量低时， 絮凝效果不好。 第九篇煤泥水处理新技术 “ 煤泥水浓度和粒度组成 絮凝剂用量与分散颗粒总比表面积成正比， 所以煤泥粒度变小和浓度增加产生的影响 相同， 不仅絮凝剂用量增加， 絮团结构也不如粗粒形成的絮团致密。 “ 煤泥水温度 煤泥水温度增加， 絮团沉降速度加快。 “ 煤泥成分 絮凝剂分子在煤及各种矿物表面吸附能力不同， 通常吸附在煤表面的絮凝剂较多。含 有大量细泥的洗水最难澄清和沉降， 往往需要凝聚剂、 絮凝剂配合使用。 第四章煤泥絮凝 第五章煤泥水系统 煤泥水处理主要采用分级、 脱泥、 浓缩、 澄清、 浮选、 过滤、 压滤等作业。各作业的不同组 合， 构成了不同的煤泥水系统。 对煤泥水系统的基本要求是 （） 煤泥尽快回收， 以减少煤泥在系统中循环， 杜绝煤泥在系统中积聚； （“） 煤泥水尽可能澄清， 以利于洗水循环复用 （选煤要求洗水浓度一般不超过 ’） 或 向厂外排放 （环保要求外排水固体含量不得超过 *’） ； （） 因地制宜处理浮选尾煤； （） 工艺简单， 管理方便， 技术经济指标合理， 不污染环境。 第一节煤泥水流程 , 洗水闭路循环 选煤厂的煤泥水流程可以分为全闭路和半闭路两种。开路流程一般不用。 （） 全闭路煤泥水流程。煤泥在厂内 （区） 回收， 洗水澄清后全部返回厂内循环使用， 如 图 - . 所示。选煤工艺系统补充的清水量正好等于产品带走的水量， 洗水保持平衡。 （“） 半闭路煤泥水流程。部分煤泥厂内回收， 部分进入厂外沉淀池。因补充水量过大 （即洗水不平衡） ， 沉淀池的部分澄清水必须排放出厂 （图 - . “） 。如果厂外沉淀池管理不善 或容量不足时， 将超标排放煤泥水， 造成煤泥流失， 污染环境。 “, 浮选处理煤泥水 （） 浓缩浮选流程。捞坑溢流全部入煤泥浓缩机浓缩澄清， 浓缩机的底流去浮选， 溢流 作循环水 （如图 - . “） 。该系统的缺点是小于煤泥浓缩机截流粒度的细泥没有出路， 在循环 水中积聚。当循环水浓度太高无法选煤时， 只好向厂外沉淀池排放， 或停止洗煤用浮选处 理。采用底流大排放， 虽可减小截流粒度， 减慢循环水浓度上升， 但不能彻底解决细泥积聚 的问题。优点是浮选入料浓度调节方便。 （“） 直接浮选流程。捞坑溢流不经浓缩， 直接入浮选机浮选 （图 -.） 。浮选尾煤加絮凝剂 入尾煤浓缩机浓缩澄清， 底流压滤脱水， 溢流作循环水。该流程解决了细泥在循环水中积聚的 问题， 同时由于尾煤水加絮凝剂浓缩澄清， 所以循环水浓度很低， 近乎清水。缺点是浮选入料 量大、 浓度低， 占用设备多， 消耗药剂多。因此， 生产过程中应严格控制选煤用水量。 第九篇煤泥水处理新技术 图 “ 全闭路煤泥水流程 图 “ 半闭路煤泥水流程 部分直接浮选是一部分捞坑溢流不经浓缩直接去浮选， 一部分捞坑溢流直接作循环水 （或一部分捞坑溢流经浓缩， 浓缩机底流和一部分捞坑溢流混合去浮选， 煤泥和尾煤浓缩机 溢流作循环水） 。 （） 脱泥浮选流程。浮选入料中细泥较多且多为泥质时， 由于其浮选速度快， 往往混入 精煤中影响精煤质量和过滤脱水效果。为此， 浮选前可用旋流器分级， 脱除细泥再浮选 （图 “ ） 。这样， 不仅可改善浮选作业， 还可降低药剂消耗和滤饼水分。 图 “ 脱泥浮选流程 第五章煤泥水系统 第二节煤泥水管理 我国 “三废” 排放试行标准规定， 选煤厂排放出厂的煤泥水中悬浮物含量不准超过 “ （新建厂和改建厂不准超过 “’） ， * 值在 , - 范围内， 石油类不准超过 ./， 挥发性酚不准超过 “0/。 选煤厂煤泥水处理或管理不好， 不仅流失煤泥和水， 还淤塞河道， 污染环境。为此， 选煤 厂要尽量实现洗水闭路循环， 杜绝排放污水。 通常选煤厂原煤入厂水分低于产品出厂水分 （水力采煤例外） ， 即原煤带入选煤工艺中 的水量小于产品带走的水量。因此， 选煤过程中必须不断补充清水， 生产才能正常进行。补 充水量若大于产品带走的水量， 则工艺中多出的水必然向外排放， 使得洗水不能全部闭路。 当补充水量恰好等于产品带走的水量时， 谓之洗水平衡， 此时不向厂外排放煤泥水而生产又 能正常进行。 显然， 达到洗水平衡是实现洗水闭路的先决条件。生产过程中时刻保持洗水平衡， 实际 很难做到。因此， 选煤厂应设置一定容积的缓冲水池， 把瞬时多余的洗水积存起来， 调节补 充水量， 达到阶段洗水平衡， 实现闭路循环。生产过程中必须严格控制补充水量和其他清水 用量， 如若用水太多， 工艺系统和缓冲池容纳不下， 必然向厂外排放。 此外， 选煤厂还有一些水应加强管理， 如真空泵、 鼓风机用水， 工艺系统滴、 漏、 冒水， 检 修和事故放水， 清洗设备和地板水等。不考虑这些水就无法实现洗水闭路。真空泵和风机 的工作水和冷却水应自成系统， 循环使用。其他水应尽量减少， 并汇入集水池澄清再用。 此外， 选煤厂应加强生产管理， 改进技术操作， 充分发挥现有设备的效能， 提高各作业的 工作效果。例如， 捞坑管理不善时， 造成溢流中含有大于 “0// 的粗颗粒， 粗颗粒进入浮选 作业后， 损失在尾煤中， 致使精煤产率和尾煤灰分降低， 厂外沉淀池煤泥量增大。煤泥水管 理是选煤生产中一项复杂而重要的工作， 也是衡量选煤厂管理水平的一个重要标志。 还需指出， 选煤厂煤泥水设备的处理能力应与挑选设备能力相适应， 最好有较大的余 量。不仅能满足设备故障检修时的需要， 还能满足生产不均衡时的需要。 1.第九篇煤泥水处理新技术