下沟选煤厂煤泥水絮凝沉降试验研究.pdf

第3期 选 煤 技 术 No . 3 2020 年 6 月 COAL PREPARATION TECHNOLOGY Jun. 2020 文章编号1001 -3571 （2020） 03 -0019 -03 下沟选煤厂煤泥水絮凝沉降试验研究 郭亮亮，郭帆 （彬县煤炭有限责任公司下沟煤矿，陕西咸阳713500） 摘要为了解决煤泥水难沉降、回水质量差的问题，下沟选煤厂选用不同种类的絮凝剂和添加凝 聚剂的方式研究煤泥水的沉降性能。结果表明，该煤泥水自然沉降困难，使用阴离子型A19020 絮凝剂并添加适量的聚合氯化铝铁（PAFC）凝聚剂能够显著提高煤泥水的沉降速度，且最佳药 剂制度为先添加120 g/m3的PAFC,再加入24 g/m3的A19020 ,能够改善循环水水质 关键词煤泥水处理；絮凝沉降；絮凝剂；凝聚剂；沉降速度 中图分类号TD946. 2 文献标志码A Ex perimenta i study o n f l o c c ul a tio n settl ement d c o a i sl urry w a ter a t Xia go u Co a i Prepa ra tio n Pl a nt GUO Lia ngia ng， GUO Fa n Xia a o u Co a l Mine, Binx ia n Co a l Co . Ltd. , Xia nyyng 713500, Ch ina Abstract Th e c o a i sl urry w a ter genera ted by Xia a o u Co a i Prepa ra tio n Pl a nt is dOf ic ul t te settl e, c a using, a sa eesuit, th edeteeiea tin 4ith ec iec uia tingw a tee.T4a ddeesth epe4biem, th e p ia nt c 4nduc ts a study o n sedimenta tio n c h a ra c teristic s o f th e sl urry w a ter w ith th e a dditio n o f dOf erent kinds o f f l o c c ul a nts a nd c o a a ul a nts. Resuit o f study sh o w s th a t th e sl urry is dif f ic ul t te settie in a na tura i ma nner, a nd th e use a n・ io nic A19020 f l o c c ul a nt in c o mbina tio n w ith pro per do sa a e o f po l yyl uminium f erric c h l o ride PAFC c a n signif ic a ntl y impro v e th e sl urry settl ing ra te ； a nd th e qua l ity o f c irc ul a ting w a ter c o n be grestl y io pro v ed by a ppl y th e mo st o ptio um tent resime o f f irst a dding PAFC a nd th en A19020 a t a do sa a e o f 120 g/m3 a nd 24 /m3 respec tiv el y. Keywords sl urry w a ter trestment ； f l o c c ul a tio n sedimenta tio n ； f l o c c ul a nt ； c o a a ul a nt ； sedimenta tio n speed 机械化综采使得煤炭中细粒级含量增多，湿法 选煤过程中使用的水和煤中＜0.5 mm的颗粒物形 成大量煤泥水，为了水资源循环利用及环境保护, 煤泥水处理则起着重要的作用* 1-2］o选煤厂煤泥水 处理主要采用絮凝沉降的方法，相关的药剂、设 备、工艺及机理研究广泛而成熟*3］。煤泥水悬浮 物浓度高，且颗粒细小，很难自然沉降，通过一些 高分子絮凝剂桥连、形成较大的絮团，可以加快颗 粒沉降］。煤泥水常含有大量微细粒粘土类矿物, 使颗粒表面荷负电，这些微细颗粒间相互排斥，使 得沉降难度加大*5-5］。通过向煤泥水中加入某些可 电离出带正离子的凝聚剂来中和颗粒表面的负电 荷，能够使细颗粒凝聚成较大的颗粒而沉降 大部分研究和实践表明，凝聚剂和絮凝剂配合使用 比二者单独使用时对煤泥水的沉降效果更好*T。 陕西彬县下沟煤矿选煤厂产能为3.0Mt/a,近 几年循环水质量变差，为了提高循环水质量，进行 了实验室絮凝沉降研究，以选择适用于该厂煤泥水 收稿日期2019-11-01 责任编辑李 梅 DOI 10. 16447/j. c nkO epi. 2020. 03. 005 作者简介郭亮亮1987 ,男，陕西咸阳人，助理工程师，从事煤炭洗选加工工作E - ml O euo Oterest163.c o m, Tst 18142420620 引用格式郭亮亮，郭 帆下沟选煤厂煤泥水絮凝沉降试验研究* J].选煤技术，2020 3 19 -21, 26. GUO Lia ngl ia ng, GUO Fa n. Ex perimenta i study o n f l o c c ul a tio n settl ement cS c o o t sl urry w a ter a l Xia a o u Co o t Prepa ra tio n Pl a n/ * J] . Co o t Prepa ra tio n Tec h no l o gy, 2020 3 19 - 21 , 26. 19 第3期选 煤 技 术2020年6月25日 净化的药剂，为选煤厂煤泥 ，提高循环 质 指导。 1试验 1. 1试验用样试验用样 试验用原煤取自陕西彬县下沟选煤厂。根据 GB/T 269192011选煤厂煤泥水自然沉降试验 方法，选用45 mo原煤 泥化试验 煤泥水 ，作 试验用样。 1.2试验药剂试验药剂 试验用絮凝剂有阳离子50*絮凝剂，非离子 FL4000絮凝剂，分子量为800万、1 200万、1 800 万的阴离子型聚丙烯酰胺PAM - 800、 PAM - 1200、PAM - 1800 和A19020絮凝剂。试验用凝 聚剂为聚合 PAFC。 1. 3 沉降试验沉降试验 1.3. 1自然沉降 表表1煤泥水自然沉降试验结果煤泥水自然沉降试验结果 根据GB/T 269192011规定，取煤泥水10 L， 在煤泥 试验柱中进行自然 试验，按时间 取样并测定固体含量，计算 度、残余悬浮 分率 的 度， 自然 度分 布曲线。 1.3.2絮凝沉降 0.8。的絮凝剂，将煤泥水样置入1L量 筒中，用注射器加 剂； 加盖，并上下翻 转使 剂与煤泥 分作用； 后，开始计 时，并 的下 ；10 min后察 高度和上 浑浊情况。最后以颗粒的 的 情况 定煤泥水的沉降性能 2试验结果与讨论 2. 1煤泥水自然沉降试验煤泥水自然沉降试验 煤泥水自然 试验结果见表1。根据表1数 据 煤泥水自然 度分布曲线，如1 。 mm / - L- / - L- c m min - Table 1 Result of test on natural settlement of slurry water 取样时间6/液面至取样口高度9 /_总固体含量/ 悬浮液浓度;/_残余悬浮物百分率/_颗粒沉降速度/ 070060.2160.03 2169860.1659.9299.81199.43 3069760.0658.9198.13139.40 4269558.6156.7694.5599.29 7069256.4756.4794.0859.31 10569052.1753.8289.6539.43 21068848.9453.3588.8719.66 42068546.2651.9686.569.79 52568245.0751.5685.897.79 70067943.8551.1285.165.82 1 05067640.7550.9284.823.86 1 40067437.5348.4280.672.89 2 10067034.3147.9679.901.91 4 20066714.347.1711.950.95 8 4006651.371.111.860.48 图1自然沉降速度分布曲线 Fig. 1 Na tura l settl in/ v el o c ity distributio n c urv e 从表1及图1结果可以看岀，随着悬浮颗粒沉 降速度的减小，残 分率不断 ，但变 化速率较小;当取样时间为35 min 2 100 s 时, 此时 度约为2 c m/min,残 汀孚 分率 持在80 ,说明该煤泥水自然 沉降难度较大。对于该煤泥水的处理，添加合适的 剂 剂是很有 的。 2.2煤泥水絮凝沉降试验煤泥水絮凝沉降试验 2.2.1煤泥水絮凝沉降原理 煤泥水中主要含有 0.5 mm的微细颗粒，可 以看作 ，其稳定性主要取决于 间的 静电作用力。 作用是絮凝剂分子链上的活 性基团通过 、 、价作用 中的 细颗粒黏 。由于高分 剂的分子量 大、分 构链长，故其能够使 迅 连成较 大的絮团而沉淀下来。 第3期郭亮亮 沟选煤厂煤泥水絮凝沉降试验研究2020年6月25日 凝聚剂 是电解质，可在水中电离岀与煤泥 颗粒带相反 的离子，能将煤泥水中的悬浮 中和，从而减弱 斥力，使 稳，加 ）若 剂与 剂配合使 用，先利用凝聚剂中 ，形成小 ，再通 过高分子絮凝剂的桥联作用使细小 形成 较大的 ，则能够加 的 度） 2.2.2絮凝剂种类试验 将阳离子型50絮凝剂、非离子型FL4000絮凝 剂、阴离子型聚丙烯酰胺（PAM - 800、PAM - 1200、PAM - 1800）及A19020絮凝剂分别配制成 0.8。的溶液，用量为10 mL，分别加入煤泥水中, 煤泥 曲线如图2 。 24o 4 20 40 60 80 100 120 140 160 沉降时间/ PAM-800 * PAM-1200 AL9020 ♦ FL4Q00 ■ 50W PAM-1800 图2加入不同絮凝剂时煤泥水絮凝沉降曲线 Fig. 2 Settl ing c urv es o f sl uria w a ter w ith th e use o f dOf erent f l o c c ul a nts 在相同沉降时间条件下，煤泥水的沉降速度越 快， 高度越大。由图2可以看岀，阳 50絮凝剂的 度最慢， FL4000 剂 的 度 中 ， PAM - 1800和A19020 剂的 度快，且以 PAM - 1800的絮凝沉降速度更快。试验结束时， 除阳离子50 剂 浑浊外，其他 剂的 均清澈透明。 ，PAM - 1800 剂 该煤泥水的 效 。考虑到A19020的 价格较PAM - 1800 优势，且 时 间相差不大，最终选 A19020絮凝剂 后续絮 剂用量试验。 2.2.3絮凝剂用量试验 使用 用 的 Ao 9020 剂 煤泥 沉降试验，试验结果如图3 。从图3中 以看 ， 剂用 的 ， 度加 ， 要的沉降时间变短。当 剂用量＞5 mL时，煤 泥的 度 ， 时间缩短；当 剂 用量＞15mL时，煤泥 度的增幅不明显。因 ， 选 Ao 9020 剂 的 加 15 mL （折合用量为24 g/m3）适宜 图3不同A19020絮凝剂用量下的煤泥水絮凝沉降曲线 Fig. 3 Curv es o f settl ing o f sl uria w a ter a t dOf erent do sa yc o f A19020 2.2.4凝聚剂用量试验 剂种类和用量试验的基础上，使用 PAFC 剂，配制浓度为3的溶液，将其按 不同用量和A19020 剂加入到煤泥水中进行沉 降试验（先加 PAFC，搅拌均，再加入 A19020），试验中发现PAFC用量为4 mL时，产生 大量棉 团， 较慢， 其他用量下煤泥水 度较快，各用量下的 均透明清澈。试 验结果如图4所示。 曰。、蜃膛瞰 B B 期 mL mL mL mL 血 mLmL 241--------1---------1----------1---------1---------1------- 0 20 40 60 80 100 沉降时间/s 图4不同PAFC用量下的煤泥水絮凝沉降曲线 Fig. 4 Curv es o f settl ing o f sl uria w a ter a t dif f erent do sa yc o f PAFC 通过观察试验 及图4可知，在适宜范围 内， 剂用量的 ，煤泥 度越快, 其与絮凝剂的混合沉降效果越好；当 剂用量过 高时，絮凝剂 过程中产生 较大的棉状絮 团, 度反而下降。 选 PAFC 剂加 2 mL （折合用量为120 g/m3 ）为宜。 3结论 （1） 该选煤厂煤泥水自然沉降速度慢，必须进 ,以加快煤泥的沉降，净 。 （2） 采用单 分析法 类型的 剂进 （下转第26页） 21 第3期选 煤 技 术2020年6月25日 患，使用更加安全，并且采用扇面检测方式，检测 区域宽，更能准确反映灰分的实时波动，检测精度 更高，且突破了无源灰分仪应用的局限性。通过自 学习，X射线灰分仪可根据现场煤质特性进行自行 调节和优化，极大地提高了检测精度和使用的适用 性。此外，基于X射线灰分仪开发的智能密控系 统还可以有效减少人工采样工作量，及时指导选煤 生产中的密度调节，解决了人工化验量大且滞后的 问题 目前已有的多系列多类型的灰分仪产品基本可 满足所有煤炭产品灰分检测需要截止到2019年 12月,X射线灰分仪已累计推广10余台，配合智 能密控系统或智能配煤系统，为煤炭生产企业创造 了可观的经济效益和社会效益 参考文献 [1 谢广元-选矿学* M].徐州中国矿业大学出版 社，2010 3. 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