高矿化度矿井水井下利用处理实验与工艺研究

针对典型潘二煤矿高盐矿井水水质特点,结合硫酸钠Na₂SO₄、氯化钠NaCl溶解度变化规律及Na⁺//Cl^-、SO₄^2--H₂O三元水盐体系相图,制订了分盐结晶工艺方案,考察盐分浓度、搅拌速率对结晶分离效果的影响。试验结果表明：副产高浓盐水溶解性总固体TDS质量浓度为109 018.15 mg/L,先控制温度为100 ℃,搅拌速率200 r/min,蒸发终点NaCl的质量浓度为265.54 g/L、Na₂SO₄的质量浓度为64.98 g/L;后控制温度为-5 ℃,搅拌速率150 r/min,冷冻终点NaCl的质量浓度为278.30 g/L、Na₂SO₄的质量浓度为6.67 g/L;再控制温度为100 ℃,搅拌速率100 r/min,蒸发终点NaCl的质量浓度为302.68 g/L、Na₂SO₄的质量浓度41.86 g/L,在此方案下得到纯度97.3%的Na₂SO₄和95.2%的NaCl,盐产品达到工业标准,实现了盐的资源化利用,减少了杂盐的产生量。

     

大海则煤矿高盐矿井水综合处理关键技术研究与应用

文章介绍了大海则煤矿高盐矿井水综合处理工程的详细设计,分析大海则煤矿与化工分公司各自厂区的公用条件、用水情况、煤矿高盐矿井水水质情况,对比各主要工艺流程及工艺特点,将整个高盐矿井水处理工艺分段布置,完成了一套先进、经济的煤矿高盐矿井水处理的综合利用,保证了大海则矿井及选矿厂项目运行期间排放的矿井水得到有效的处理|该工艺路线的选择与布置可提高蒙陕地区周边煤矿、煤化工的高盐矿井水的综合利用。     

中天合创高盐矿井水深度处理工程工艺设计探讨

以中天合创能源有限责任公司高盐矿井水深度处理工程的详细设计和投资概算为基础|对比了两种不同工艺路线的特点|简述了处理设备及设施的选型要点和建(构)筑物特征|介绍了项目概算、运行成本,并对经济效益进行了分析|总结了工艺设计中需要重点关注的问题|指出了脱盐、二次浓缩及蒸发结晶是矿井水深度处理整体工艺链的三个重要工艺环节,通过文章的介绍可为后续的高盐矿井水深度处理及资源化利用提供经验和参考。     

膜分离技术在高盐矿井水深度处理中的应用

文章介绍了超滤、纳滤、反渗透和电渗析等膜处理工艺在高盐矿井水深度处理中的应用,分析了不同膜分离技术的特点。总结了膜分离技术在高盐矿井水脱盐、减量化、物料提浓及分盐等方面的应用要点,对比了不同膜组合技术的优缺点。介绍了膜分离技术在几个典型的高盐矿井水深度处理工程中的应用实例与运行成本,指出了膜分离技术在此类工程应用的重要性及发展前景,为后续同类工程的设计提供经验和参考。     

煤矿地下水库高盐矿井水封存对地下水的影响

以宁夏灵新煤矿地下水库建设为工程背景,分析了在煤矿地下水库建设和运行过程中,可能对邻近含水层造成影响的两大因素:(1)煤层工作面重复开采引起的覆岩裂隙导通含水层,会对矿区地下水资源造成初次影响;(2)在高盐矿井水注入地下水库的过程中,由于浓度梯度的作用,矿物离子将主要沿着裂隙通道进行扩散,进而可能对矿区地下水资源造成二次影响。这2种影响方式都与采空区覆岩中的采动裂隙是否形成贯通的渗流通道密切相关。基于上述分析,首先通过固-液耦合相似模型试验与数值计算相结合的方法,分析了灵新煤矿拟建煤矿地下水库区域重复开采条件下采空区覆岩的裂隙网络演化规律和渗流通道特征,进而深入分析了重复开采对煤层上方各含水层的影响,具体表现在:一采区工作面回采结束后,采空区上覆岩层裂隙相互连通并扩展至K4含水层,但K3含水层与采空区之间未出现明显的渗流路劲,表明重复开采对K3含水层的影响较小。综合上述相似模拟试验和数值计算得到的裂隙网络特征,采用OpenGeoSys多场耦合数值模拟软件,模拟了高盐矿井水在采动裂隙网络中的渗流过程,分析了高盐矿井水在煤矿地下水库中封存后对上覆含水层的污染风险。研究结果表明:注水条件下,...     

深部开采高盐矿井水减排治理技术体系构建与实现

近年来,随着我国煤矿矿井水排放标准的不断提高,针对高盐矿井水处理及资源化利用方面的技术创新需求进一步提升。减少矿井水尤其是高盐矿井水的排放、提高矿井水的可利用性是提高煤炭生产安全、加快绿色矿山建设、促进煤炭企业可持续发展的重要保障。针对张双楼煤矿深部开采过程中面临的矿井水涌水量大、矿化度高、处理利用成本高等问题,提出了该矿高盐矿井水以“减量、储存、净化”为核心的减排治理技术体系,即：通过底板涌水封堵减量技术对已有残余涌水点进行减量封堵,从源头上减少高盐矿井水的排放;通过矿井水深层回灌储存与保水修复技术将高盐矿井涌水进行深部转移储存,助力实现矿井水“零排放”与深层地下水的保水修复;通过采空区煤岩自净与调蓄技术进行高盐矿井水的煤岩自净预处理,并进一步通过地面深度脱盐处理技术,实现高盐矿井水净化处理以及资源化利用或达标排放。同时,结合该矿的水文地质背景、矿井涌水规律以及矿井水处理利用现状,对以上技术在该矿应用实现的可行性和途径进行了综合分析与评价：通过底板涌水封堵减量技术的实施,实现了188 m³/h的底板四灰涌水减量治理;通过深层回灌储存技术,西翼采区能够实现对奥灰含...     

高温高盐矿井水除盐工艺及热能资源的综合利用

该文针对龙固煤矿温度45℃、矿化度900mg/l的矿井水的除盐工艺及废热资源的可回收利用问题,探讨了余热资源的利用方式,并提出矿井水的处理净化方法。既回收利用了矿井水的余热,又给生产生活提供回用水,是一种节能节水的措施。     

高矿化度矿井水井下深度处理与浓盐水封存技术研究

高矿化度矿井水的深度处理及零排放是西部地区煤矿企业面临的严峻问题之一。文章围绕灵新煤矿高矿化度矿井水处理工程，详细论述了“直滤系统+反渗透系统”深度处理工艺和浓盐水井下封存技术。相较于地面处理系统，矿井水井下处理系统不仅实现了井下污水零升井的目标，而且大幅降低了投资和运行成本。同时，利用采空区进行浓盐废水井下封存，也为矿井水处理零排放提供了一条新的路径。     

煤基复合絮凝剂对高浊度高矿化度矿井水的絮凝效果研究

煤矿分布式地下水库在神东地区应用取得显著成果,宁东地区已开始论证其可行性,但宁东地区矿井水多为高浊度高矿化度矿井水,需要对水库入水进行预处理。本文采用以粉煤灰为原料,通过与聚丙烯酰胺（PAM）、聚合氯化铝（PAC）、壳聚糖混合得到处理高浊度高矿化度矿井水的絮凝剂,试验对比了粉煤灰基复合絮凝剂和未加粉煤灰絮凝剂的絮凝效果,并探究了粉煤灰基絮凝剂的影响因素,确定了最佳投加量和试验条件。实验结果表明:① 5个处理组中对矿井水的处理效果依次是:PAM+PAC+壳聚糖+粉煤灰>PAM+PAC+壳聚糖>PAM+PAC>PAM>PAC;② 粉煤灰基复合絮凝剂的最佳絮凝条件为温度25℃、pH值7、搅拌强度220 r/min、搅拌时间20 min;③ 在最佳条件下,复合絮凝剂对矿化度、悬浮物、钙离子、总硬度和硫酸根的去除率分别为1216%、9804%、8057%、7786%和9544%;④ 粉煤灰基复合絮凝剂作为地下水库处理高浊度高矿化度矿井水预处理絮凝剂是可行的。本研究为地下水库进水的絮凝等预处理提供理论依据和技术支撑。     

高铁酸钾作为混凝剂处理矿井水的试验研究

考察在不同用药量、pH值、温度、氧化时间和絮凝沉淀时间条件下,高铁酸钾对矿井水的絮凝效果,并分析了其对水中溶解性总固体(TDS)和色度的去除程度,同时,对高铁酸钾和聚合氯化铝(PAC)的絮凝效果作了对比分析。结果表明,在高铁酸钾与悬浮物的含量比达到约0.73、pH=4、氧化时间10 min、絮凝时间10 min和沉淀时间1 h时,对矿井水浊度和悬浮物的去除率可达到94%以上;并确定了高铁酸钾处理TDS无效果,但对色度有较好的处理效果,其絮凝效率也比PAC高。     

煤矸石用于人工湿地处理酸性矿井水的研究

阐述了利用煤矸石作为人工湿地填料处理酸性矿井水的技术研究,对煤矸石的综合利用、酸性矿井水的回用以及矿区生态环境的综合治理都有重要意义。     

高盐矿井水资源化综合利用在高盐渍区荒漠造林中的试验研究

新疆哈密大南湖矿区西区五号矿井地层含水层富水量大,且为高含盐矿井水,水处理设施运行成本高,导致企业经营困难,亟待拓展矿井水综合利用途径,降低环保治理成本,实现由治理到适应的转变。在矿区建设3.3 hm²试验田,探索不同植物的耐盐程度、高盐水对植物生长影响以及灌溉后土壤中含盐量的变化规律等,找出最大限度综合利用矿井水绿化生态环境、降低企业对废弃物的处理成本的有效途径。试验结果对于在该矿区及类似矿区大规模推广高盐矿井水资源化综合利用高盐渍区荒漠造林修复生态的工作具有指导意义。     

富含可溶性盐高硫铅锌矿无碱浮选工艺研究

云南某铅锌矿有些高硫铅锌矿石中硫酸锌、硫酸亚铁等可溶性盐类含量高,使浮选矿浆中存在大量的Zn2+,Fe2+等金属离子。按常规浮选工艺用石灰抑制黄铁矿时,这些金属离子与石灰作用产生大量的氢氧化物沉淀,对铅锌矿物有很强的抑制作用,造成铅锌矿物不能有效分选。为减少可溶性盐对铅锌浮选的影响,采用在矿浆自然酸碱性（酸性）下浮选铅锌矿物的无碱工艺,选铅时以硫酸锌和亚硫酸钠作抑制剂,以苯胺黑药和丁铵黑药作铅捕收剂,选锌时以水玻璃、亚硫酸钠、羧甲纤维素作调整剂,以PN405作锌捕收剂,获得了含铅59.57%,铅回收率为75.14%的铅精矿和含锌53.93%,锌回收率为93.70%的锌精矿。     

高浓矿井水预处理新工艺试验研究

为开发具有高效高速处理能力、低成本的矿井水预处理技术,提出了高浓矿井水"旋流分离+膜处理+旋流澄清"处理新工艺,将大颗粒物进行旋流分离,再经陶瓷膜过滤脱除悬浮物,浓缩后的高浓煤泥水再进入旋流澄清装置加药絮凝沉淀,得到合格的产水。此工艺经中试试验研究得出,矿井水处理效率高出水浊度小于10NTU,系统水回收率达到97.5%,微砂循环率为97%以上,药剂用量比传统混凝沉淀等技术减少40%～60%,吨水药剂费用节省0.2元。     

多重混凝沉淀处理高悬浮物矿井水试验及应用

针对冀中能源峰峰集团大淑村矿高悬浮物矿井水处理混凝剂投加量大,混凝沉淀效果差等问题,研究了混凝剂种类、絮凝剂种类、混凝次数、混(絮)凝剂投加方式及投加量、反应转速等因素对矿井水悬浮物去除效果的影响。结果表明：最佳混凝剂为PAC,最佳絮凝剂为CPAM,混凝次数为两次,最佳投加方式及投加量为一次投加70 mg/L PAC和0.3 mg/L PAM,二次投加20 mg/L PAC和0.3 mg/L PAM,PAC投加量较常规混凝减少了25%,最佳转速为快搅210 r/min,慢搅60 r/min,最佳条件下出水浊度降到1.39 NTU,浊度去除率可达99%以上。工程应用表明：采用二重混凝沉淀工艺处理高悬浮物矿井水,对悬浮物和浊度的去除效果显著,出水水质稳定达标,节省了部分水资源费和投药成本,具有良好的经济效益和环境效益。     

高灰熔点烟煤的分质利用技术研究

以河南平顶山矿区拥有气煤、肥煤、焦煤到无烟煤的多煤种为例,通过对不同煤层煤样的分析,发现主炼焦煤灰分低、结焦性好,非炼焦煤种硫分高、灰熔融性高,提出了优先生产炼焦精煤用于焦化工业,扩大中国炼焦煤资源;高硫和高灰分烟煤采用水冷壁气流床气化生产合成气;中煤、煤泥、矸石以及劣质煤,用于循环流化床燃烧发电;粉煤灰用来生产建材的煤炭分质利用路线,为煤炭清洁高效利用提供实施案例。     

真空膜蒸馏处理高矿化度矿井水试验研究

基于高矿化度矿井水在我国西部煤矿区普遍存在的现状,为实现矿井水的高效利用,提出了采用膜蒸馏处理高矿化度矿井水的技术思路,膜蒸馏技术可充分利用西部矿区丰富的低品位热源,实现矿井水的大规模低成本处理。采用疏水性聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维膜,在石灰-纯碱法软化处理的基础上,对真空膜蒸馏（VMD）处理高矿化度矿井水技术进行了试验研究,着重探讨了热料液温度、热侧流量和冷侧真空度等操作条件对VMD过程的影响;分析了VMD浓缩过程中膜通量、脱盐率等膜性能的变化;考察了长期运行过程PVDF膜性能的稳定性。试验结果表明,对于硬度高而碱度低的矿井水,石灰-纯碱法可有效去除其硬度成分,投加质量浓度为600 mg/L CaO和500 mg/L Na2CO3可使矿井水中硬度的去除率达到77%以上;对VMD膜通量影响的重要性由强到弱依次为冷侧真空度、热料液温度、热侧流量,本试验的最优操作条件为温度75℃、流量1 L/min、真空度90 kPa;维持最优操作条件,VMD浓缩过程的初始膜通量约13.4 kg/（m2·h）,分别浓缩5、14.5倍时,膜通量降至初始值的81.22%和34.51%,脱盐率则始终在99....     

高盐矿井水浓缩液双极膜电渗析试验研究

基于高盐矿井水的零排放和资源化利用,采用BP-A-C-BP三隔室构型的双极膜电渗析处理高盐矿井水浓缩液。以河北某矿高盐矿井水为原水,经过预处理+RO+脱碳+浓水RO+ED浓缩,最终浓缩液TDS质量浓度达到93 040 mg/L,进行双极膜电渗析试验,探究了电流密度、循环流量以及极室电解质浓度对于双极膜电渗析产酸碱效果的影响。结果表明：电流密度10～40 mA/cm2,随着电流密度的增大,操作电压升高,电流效率和产能逐渐减小,能耗逐渐增加,最佳电流密度为30 mA/cm2;循环流量10～30 L/h,随着循环流量的增大,电流效率和产能上升、能耗降低,进一步提高循环流量至40 L/h时反而增加能耗,降低产能,最佳循环流量为30 L/h;极室电解质浓度不宜过低、过高,容易增加能耗,浓度适中时的双极膜电渗析的水解离效果最好,最佳极室电解质浓度为2%。初始盐室浓缩液4 L、酸室和碱室分别为去离子水1.5 L、极室2%硫酸钠溶液2 L,电流密度为30 mA/cm2,极室循环流量为60 L/h,其他各室循环流量为30 L/h,运行120 min时,酸、碱浓度分别为6.91%、5.38%,达到试验预期...