难沉降煤泥水全流程处理技术研究进展

针对湿法选煤工艺中难沉降煤泥水净化处理过程存在的煤泥沉降困难、处理效率低、成本高等难题,从煤泥水源头控制、煤泥水处理方法及煤泥水终端处理装备等方面着手,结合神东矿区难沉降煤泥水处理的生产实际,讨论了煤泥减量化技术和药剂制度优化、水质调节、电磁场强化、微波处理、微生物处理、高效浓缩压滤等新技术的研究与应用现状,分析了难沉降煤泥水全流程处理技术在工业化应用过程中存在的问题,并对该技术的发展趋势进行了展望。煤泥减量化技术是难沉降煤泥水处理的源头,通过采用驰张筛等对物料进行高效干法脱粉,可减少进入煤泥水系统的煤泥量;对于已建成且工艺比较成熟的选煤厂,常采用优化工艺流程、减小筛板筛篮筛缝、调整操作工艺参数等措施减少次生煤泥产率;在满足生产要求的条件下,采用无压给料重介旋流器、减小矸石脱介筛筛缝、单独处理矸石稀介质、单独沉降并处理高频筛筛下水等措施减少矸石细泥的混入;加强生产组织和水量管理,有助于控制煤泥水系统的水量,防止粗颗粒物料的混入。难沉降煤泥水处理技术是煤泥水处理的核心,可向煤泥水中加入无机钙盐等高价金属阳离子,以调节煤泥水水质,促使煤泥颗粒凝聚;采用电磁振动高频筛等对浓缩池入料进行深度分级,有效降低煤泥产率;通过改进浓缩、压滤工艺流程及设备,采用电场、磁场、微波场处理和微生物絮凝药剂来协调强化对煤泥水的絮凝沉降效果,降低化学药剂对环境的副作用。煤泥水终端处理装备是难沉降煤泥水处理的落脚点和抓手,目前主要朝着大型化、国产化、高效化、智能化等方向发展。     

光引发聚合阴离子型聚丙烯酰胺对煤泥水的絮凝作用

采用光引发聚合方式合成阴离子型聚丙烯酰胺(HPAM),通过对合成的不同相对分子质量的产品进行煤泥水沉降试验,并对相对分子质量为800万的合成物与化学引发法合成的商品HPAM以及非离子型PAM进行了煤泥水沉降对比试验,结果表明该产品在选煤厂煤泥水处理中应用效果良好,在相同条件下絮凝效果超过了化学引发合成的商品阴离子型HPAM和非离子型PAM,该产品对细粒度难沉降的煤泥水絮凝效果好。     

选煤厂高泥化煤泥水絮凝沉降的实验

采用X射线衍射和筛分试验对某选煤厂高泥化煤泥水进行了性质分析，研究了煤泥水浓度、药剂用量和水质对煤泥水絮凝沉降的影响。结果表明：试验用煤泥水中含有大量的粘土类矿物，这些矿物极易泥化是形成高泥化煤泥水的原因；煤泥水浓度和絮凝剂用量为絮凝沉降的主要影响因素；絮凝剂用量有最佳值，在不同煤泥水浓度下寻找最佳药剂量；某选煤厂源水与自来水相比，利于沉降。     

万年矿选煤厂改善煤泥水沉降效果的研究与应用

针对万年矿选煤厂煤泥水沉降效果差、煤泥水处理系统影响正常生产的问题,进行了实验室研究和现场改造,通过调整药剂制度、改变尾煤压滤机入料粒度、增加设备、提高尾煤脱水处理能力等方法,改善了煤泥水沉降效果,提高了尾煤压滤效率,实现了洗煤的良性循环。     

影响煤泥水沉降的因素分析

阐述了难沉降煤泥水的特点及其对选煤厂生产乃至整个矿区生态环境的影响;分析了煤泥中矿物组成、粒度组成、水质、浓度、粘度、煤泥量、浓缩沉降面积以及药剂制度等因素对煤泥水沉降的影响,提出了解决煤泥水难沉降的几点建议。     

基于高灰细泥煤泥水处理加药优化

为解决煤泥水系统恶化限制末煤入选率提升问题,神东洗选中心石圪台选煤厂从浓缩池药剂添加入手,解决煤泥沉降效果差问题;改进加药点、调整药剂制度及药剂搭配使用等措施取得明显效果,末煤入选率提高8%,且煤泥水系统运行正常,未出现因原煤煤质变差、高灰细泥沉降困难导致浓缩池循环水变黑影响末煤系统入选或降低末煤入选率。     

沉降过滤式离心脱水机在煤泥水二段浓缩二段回收流程中的应用

介绍了常用的煤泥水单段浓缩单段回收流程及存在的问题,分析了煤泥水二段浓缩二段回收流程中所用沉降过滤式离心脱水机的2个重要参数,即转鼓转速和长度对脱水效果的影响,6座选煤厂的煤泥水处理实践表明,煤泥水二段浓缩二段回收工艺可有效降低煤泥水分,提高选煤厂经济效益。     

选煤厂煤泥水加药智能化控制系统研究

为进一步提升选煤厂煤泥水处理智能化管理水平,神东洗选中心将在线传感器和喷灌式加药设备智能化控制系统相融合,结合选煤厂煤泥水工艺流程特征,以煤泥水絮凝沉降试验为依据,将浓缩机入料浓度作为加药量相关条件因素,沉积界面厚度参数作为反馈信息,控制箱程序计算分析,调整电动阀门调节控制发出加药量信息,实现煤泥水加药系统智能化控制。通过多点喷灌加药方式,使药剂与煤泥水充分混合,通过煤泥水的沉降状态判断煤泥水在浓缩池中的各层沉降状态,分析智能加药系统智能化调节与现场煤泥沉降状况的匹配度,人工对内置专家系统进行修订,保证智能加药系统不断优化升级。通过一系列智能化手段,解决煤泥水工艺流程数字化管理不足的问题,建成了现代化选煤厂煤泥水加药智能化控制系统的总体构架、在线监测仪器、加药控制策略、控制装置。以上成果在神东洗选中心上湾选煤厂投入使用,根据现场实践,每提高100 t煤泥水处理量可将入选量提高100 t,同比可增加230 t原煤处理量,提高生产效率10%。     

界沟选煤厂煤泥水处理的研究与实践

界沟选煤厂因入选原煤煤质发生变化,导致二段浓缩池中高灰细煤泥量增加,并难以沉降;选煤厂选用4种凝聚剂和两种不同分子量的絮凝剂,在实验室对煤泥水进行了单因素及协同作用沉降试验,确定采用分子量1 200万的絮凝剂+硫酸铝配合使用的方案;经工业性试验,取得了较好的沉降效果。     

絮凝剂CPSA制备及煤泥水沉降试验研究

为解决高泥化煤泥水难沉降问题,利用激光粒度分析仪、XRD及XRF对高泥化煤泥水的组成成分进行分析,采用FT-IR和SEM对可溶性淀粉及自制的阳离子型高分子絮凝剂CPSA进行表征,通过絮凝剂CPSA和无机凝聚剂聚合硫酸铁PFS对高泥化煤泥水进行了沉降试验。结果表明,煤泥中5.5μm极细颗粒物含量高达52%,29μm微细颗粒物含量达到90%以上,是煤泥水成为难处理高泥化煤泥水的主要原因。煤泥水自然沉降影响较大的因素为煤泥水的物质组成和悬浮颗粒的粒度分布。相对于絮凝剂单独使用,絮凝剂CPSA和PFS结合使用能够减少62.5%的药剂用量,煤泥水沉降速度提高2 mm/s。     

煤泥水处理中药剂配方对絮凝沉降效果的影响

为了研究药剂配方在煤泥水处理中对絮凝沉降效果的影响,探索出最佳的药剂配方,以实现洗水的闭路循环和经济效益的双赢。选用原生煤泥进行絮凝沉降试验,针对煤泥水难处理的特点,采用XRD和激光粒度仪分析了煤泥的矿物组成和粒度分布,并通过正交试验探索最佳的药剂配方。结果表明:煤泥水粘土类矿物含量较多,细粒煤泥含量相对较高;较为合理的药剂组合:阴离子型聚丙烯酰胺(HPAM,M=1400万)用量为14g/m3和石膏260g/m3,对浓度为100g/L的煤泥水沉降效果较好,此时沉降速度2.05mm/s,上清液透光率为91.5%。     

小纪汗选煤厂煤泥水沉降性能试验研究

为了探讨相关因素对煤泥水絮凝沉降过程的影响规律,研究制定针对小纪汗选煤厂煤泥水处理过程中的加药策略,对该厂煤泥水进行了沉降性能试验;结果表明,煤泥水中微细颗粒较多,絮凝剂浓度对该煤泥水絮凝沉降效果影响较大;随着絮凝剂浓度的增加,初始沉降速度先增大后减小,当絮凝剂浓度为10 g/m~3时,初始沉降速度最大;絮凝剂浓度一定时,初始沉降速度随凝聚剂与絮凝剂质量比的增加而不断增大。     

平岗矿选煤厂煤泥水澄清试验及应用

平岗矿选煤厂浮选尾矿细泥含量高、灰分高、水质偏软,使得煤泥难沉降;通过采用聚丙烯酰胺和氯化镁复合药剂对煤泥水进行沉降试验,确定了加药顺序和加药量,并进行了工业技术改造,使浓缩溢流固体含量达到2～5g/L,实现了清水选煤,提高了经济和社会效益。     

煤泥水磁化改性及磁化-絮凝沉降研究

为研究磁化作用对煤泥颗粒同种表面电荷(ζ电位)及表面水化膜的影响,以磁场强度和磁化时间为变量对煤泥水进行磁化处理试验。采用自然沉降、絮凝沉降、混凝沉降和预磁化-絮凝沉降等方法对煤泥水进行沉降处理,分析沉降特性,揭示煤泥水磁化处理作用机理。结果表明,在0.15~0.25 T磁场下预磁化2~3 min时,煤泥颗粒的ζ电位由30.5 me V降至20.1 me V,煤泥颗粒的表面水化膜明显减薄。混凝沉降与预磁化-絮凝沉降的沉降速度、尾泥高度均明显优于单纯的絮凝沉降,而预磁化-絮凝沉降在沉降速度、上清液透光率、尾泥高度等方面又优于混凝沉降,尾泥高度减少25%,煤泥水透光率达到82.2%。     

阳离子淀粉絮凝剂在煤泥水处理中的应用研究

针对煤泥水的性质及难处理的原因 ,研究开发出采用阳离子淀粉、二氯化钙、聚丙烯酰胺处理煤泥水的实用方法。实验结果表明 ,阳离子淀粉与二氯化钙、聚丙烯酰胺联用处理煤泥水 ,沉降速度快 ,澄清效果好 ,药剂费用低 ,上层清液 pH值 7 0左右 ,不需加酸调节。     

金海水厂排泥水处理系统运行优化

金海水厂排泥水处理系统自2011年投入运行后,斜板浓缩池运行遇到过很多问题,特别是冬季温度较低和藻类暴发的时候,澄清池排泥水浓度约在1%~2%,无法满足快速沉降和浓缩的需求,浓缩池上清液无法保持稳定,严重影响排放水水质。经技术人员的不断调研、试验和对运行工艺的优化调整,逐步摸清了排泥水特性,并得出了几种成熟的运行方案:(a)高浓度的澄清池排泥水经稀释后进浓缩池浓缩;(b)澄清池排泥水走超越管不经过浓缩直接进离心脱水。稀释后二次浓缩能确保上清液排放水质,增大PAM的投加剂量至4~5 mg/L能加快泥水分离速度,并且上清液中丙烯酰胺单体的含量对受纳水体水质没有影响。     

马兰矿选煤厂煤泥水智能加药系统的研究与应用

针对马兰矿选煤厂煤泥水浓缩过程中存在的人员依赖性强、药剂消耗不能精准控制等问题，根据煤泥水沉降相关参数，建立了煤泥水智能加药数学模型；结合入料煤泥水性质预测给定药剂添加量；根据煤泥水沉降效果，实时调节絮凝剂和凝聚剂的配药浓度及加药量；利用在线数据的自学习功能，实现浓缩环节加药量的预判控制和自动优化。煤泥水智能加药系统在马兰矿选煤厂的应用，实现了浓缩加药远程监控、加药机自动启停、药剂浓度自动配置、药剂流量自动调节等，最终在浓缩工艺环节实现煤泥水的高效浓缩。     

煤泥水沉降特性试验研究

三河尖选煤厂煤泥水沉降效果差,以该选煤厂的浓缩机入料煤泥为研究对象,基于煤泥性质分析,选用不同种类的凝聚剂和絮凝剂进行了一系列煤泥水沉降试验,研究了煤泥水质量浓度、凝聚剂和絮凝剂用量对煤泥水沉降效果的影响。结果表明:原煤变质程度低、煤泥粒度细和黏土矿物的存在会加大煤泥水的处理难度;煤泥水质量浓度为70 g/L时,PAC和1 000万分子量PAM是最佳药剂组合,最佳用量分别为780、15 g/t,此时煤泥水沉降效果最好,上清液浊度为18 NTU,沉降速度为11.16 cm/min。絮凝剂和凝聚剂添加量对煤泥水沉降效果影响显著,而煤泥水浓度小范围变化对处理效果无明显影响。     

济三选煤厂煤泥水絮凝沉降试验研究

针对兖州煤业股份有限公司济三选煤厂煤泥水难以沉降问题,进行了煤泥性质和煤泥絮凝沉降的试验研究,得出了煤泥水沉降规律。煤泥性质研究表明：选煤厂一段浓缩浓缩效果不理想,一段浓缩溢流中含有大量细泥,该部分水作为循环水使用不合理,严重影响选煤效果。煤泥絮凝沉降试验表明：浓缩机溢流煤泥水质量浓度低于60 g/L时,沉降速度较快,澄清区高度较大;将旋流器溢流质量浓度配制为73 g/L,聚合氯化铝铁（PAFC）用量6 mL,聚丙烯酰胺（PAM）用量15 mL,加入凝聚剂30 s后再加入絮凝剂,沉降区高度最大,煤泥沉降效果最好。     

金鸡岩选煤厂提高煤泥回收效率的研究

介绍了金鸡岩选煤厂煤泥水处理系统存在的入洗原煤煤质逐年恶化、煤泥水中的细粒含量增多、处理困难等问题,选用新型有机高分子凝聚剂(8103P)与聚丙烯酰胺(PAM)对煤泥水进行絮凝沉降试验,使煤泥水中的煤泥颗粒絮凝成较大的絮团而快速沉降,达到节能降耗、创效增收的目的。