煤泥水处置方法改进探究

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本文作者：马祯刘佳作者单位：兰州资源环境职业技术学院

高硬度水有利于煤泥的絮凝沉降

大屯选煤厂澄清浓缩机在不见药剂条件下自然出清水溢流，就是由于该厂补充水硬度32~37mgN/L；南山选煤厂在使用絮凝剂为其他厂的几十倍的情况下，煤泥的絮凝沉降效果仍不明显。加大了补充水的硬度，絮凝剂用量由30g/m3降到3.5g/m3。得到了较快的煤泥沉降和较清的浓缩机溢流。

研究表明，当水的硬度（钙镁离子含量）较大，颗粒较易沉淀。这是由于悬浮状态的微细煤泥颗粒表面荷负电，相互之间斥力的作用，使体系保持分散稳定状态。煤泥颗粒保持这种分散稳定性的原因是颗粒表面的双电层（扩散层和密实层）及表面电位，以及水化作用的影响。水是极性分子，在带负电的颗粒表面产生诱导偶极，形成包围水层。使悬浮颗粒难以沉淀。然而在硬度较大的水中，由于钙镁离子的存在，可以中和颗粒表面负电，降低表面电位，获得较好的沉降效果。例如，当选煤厂选用的絮凝剂为阴离子聚丙烯酰胺（PHP）时，由于阴离子的COO-和带负电的煤泥颗粒相互排斥，影响架桥效果，若水的硬度增大，即钙镁离子的含量增多，它们可中和煤泥表面的负电荷，降低电动电位，使颗粒之间斥力减弱。若此时再加入PHP效果更好。

根据煤泥水硬度不同，煤泥的絮凝沉降已形成几种不同的模式：1）硬度大：不加凝聚剂、絮凝剂，自然出清水；2）硬度较小：需要凝聚剂或者絮凝剂；3）硬度小、杂质多：需要凝聚剂和絮凝剂。非离子型的絮凝剂在煤泥沉淀过程中主要起吸附架桥作用，凝聚剂主要起电性中和左右，离子型的絮凝剂既有吸附架桥又有电性中和作用。因此，目前多数选煤厂选用的是无机凝聚剂和高分子絮凝剂配合使用的方案。由于颗粒表面的负电作用，添加药剂遵循先加凝聚剂中和表面电性，再加絮凝剂架桥形成大絮团沉淀。

高效的煤泥水分级、浓缩、澄清设备的选用

在煤泥水处理中常用的自然沉降设备包括煤泥沉淀池、浓缩漏斗、角锥沉淀池、斗子捞坑、沉淀塔、沉淀槽、深锥浓缩机和耙式浓缩机等；强化沉降的倾斜板沉淀槽、水力旋流器、气浮池；机械分级设备，包括弧形筛、高频振动细筛、电磁振动细筛和曲面振动筛。

目前，随着设备的创新和高效，自然沉降设备逐渐被取代。例如在有些工艺中的角锥沉淀池被水力旋流器所取代。这是由于在离心力场中颗粒的离心沉降速度较重力沉降速度要大得多up=u0a/g（up为离心沉降速度，u0为重力沉降速度）。为达到对细粒更好的分选效果，出现了在浮力作用下完成液固分离的气浮池。它是利用生物、化学或电解的方法在气浮池底部产生微小气泡，粘附颗粒，减小颗粒视密度，使气泡上浮、固体颗粒溢出，完成固液分离。另外，在自然沉降的基础上出现了倾斜版沉淀设备，通过一定的倾斜角度，改善了水力条件、增大了沉淀面积、加快了沉降速度。

总之，影响煤泥水处理效果的因素还很多，随着选煤工艺的完善和设备的开发，重选的分选下限也在降低，细煤泥和浮选尾煤的脱水回收是涉及面很广的技术、经济问题，要根据选煤厂类型，地理位置，煤泥特点，市场价格和销路，设备性能和价格，管理和维护等诸多因素综合考虑，才能取得最佳的技术，经济和社会效益。