成果 引用凝聚剂的研究探索 实现煤泥水深度澄清(2)

内 容 摘 要 (包括成果的主要用途、原理、技术关键、预定和达到的技术指标、经济价值、国内外水平比较等) 1 前言 1.1 概况 选煤总厂中煤、矸石磁选尾矿和浮选尾煤煤泥水进入耙式浓缩机沉降浓 缩，耙式浓缩机底流进入压滤机脱水回收煤泥，浓缩机溢流用于浮选入料的 稀释水、脱介筛喷水等作为循环水重复利用。浓缩机内一直以来只添加聚丙 烯酰胺一种絮凝剂来加速煤泥的固液分离，而且该厂入洗的原煤都是南山矿 煤，细泥含量较低，浓缩机溢流水较清，生产及各项指标都很正常。 1.2 出现的问题 2009 年初，选煤总厂入洗原煤发生了较大变化，不只入洗南山矿煤，还 入洗大陆矿煤、峻德矿煤、兴安矿煤，煤泥水处理系统出现了一系列问题： 浓缩机溢流水浓度高、呈黄灰色；浮选机分选效果不好；加压过滤机滤饼上 的薄、脱落率低、排料周期长、处理量降低；加压过滤机处理不过来，洗煤 小时处理量降低；洗煤介耗较高；生产无法正常进行。 2 研究探索 2.1 分析原因 经过分析，出现上述问题是由于入洗原煤煤质变化导致的，大陆矿煤、 兴安矿煤含有泥页岩为主的粘土类矿物较高，泥页岩在湿法选煤过程中遇水 浸泡，极易泥化成<0.0125mm 的细泥，这些细泥表面带有负电性，形成均匀、 稳定的胶态悬浮液，致使煤泥水极难沉降澄清。

表 1 浓缩机溢流的粒度组成 粒级 >0.045 (mm) 灰分 % 产率 % 21.17 4.17 0.030 23.38 3.33 0.0125 48.29 66.25 63.85 26.25 50.41 100.00 0.045~ 0.030~ <0.0125 计

这些灰分高的细泥比表面积大，有强烈的离子交换吸附能力。典型的粘 土类矿物质的离子交换反应式如下： 粘土类矿物 Na+ Na+ +

+ Ca ←→

2+

粘土类矿物

Ca2

+ 2Na+

研究和实践表明，金属正离子交换吸附能力顺序为： Fe3+>Al3+>Ba2+>Ca2+>Mn2+>Mg2+>K+>Na+ 粘土颗粒表面上的低价离子和水溶液中的金属离子交换吸附，使得它们 在水中的数量减少，致使水质变软。所以，随着细泥的积聚，不但使得煤泥 水有效粘度猛增，而且导致水中钙、镁等金属离子含量大幅递减，类胶体分 散体系越稳定，矿粒越不容易沉淀，以致出现大量细泥随洗水循环积聚，造 成了恶性循环，严重影响正常生产。 2.2 对策 得知细泥难沉降的最根本原

因是水的硬度低，因此可以添加凝聚剂对煤 泥水沉降、澄清，人为增加水的硬度。 3 措施 选煤总厂选用了聚合氯化铝凝聚剂与聚丙烯酰胺配合加速煤泥水沉降、 澄清，先后进行了试验室试验和工业性试验，使用效果较好。

凝聚剂和絮凝剂加速细泥沉降的协同作用示意图见图 1。凝聚作用 絮凝作用

带负电的 微细颗粒

铝离子 (凝聚剂)

团粒

线性高分子 (絮凝剂)

絮团

图 1 铝离子和絮凝剂分子协同作用示意图 聚合氯化铝和聚丙烯酰胺浓度分别配为 5%、1‰,澄清水浓度可达 0.0472g/L。并且聚丙烯酰胺有一个最佳用量，要适当控制用量，并非越多越 好。聚丙烯酰胺用量对架桥作用的影响如下图

2A 用量适当时

2B 用量过多时 图 2 絮凝剂用量对架桥作用的影响 基于上述结论，选煤总厂决定利用聚合氯化铝与聚丙烯酰胺相配合处理 煤泥水沉降，聚合氯化铝来源广泛、价格低廉。聚合氯化铝在浮选机尾矿槽 内加入，聚丙烯酰胺加入点在浓缩机入料管前 10 米处，效果较好。后来新铺 设一条聚合氯化铝添加管路、安装一个容积为 2.6m3 的搅拌桶用来稀释、盛 装、添加聚合氯化铝，进行了浓缩机加药系统改造，生产中聚合氯化铝和聚 丙烯酰胺不间断地加入，加入量随煤质变化及浓缩机溢流情况随时调整。

4 效果 经过 2 年来的生产实践表明，效果显著，煤泥水得到了深度澄清。 ①耙式浓缩机溢流水浓度降低较多； ②耙式浓缩机底流浓度较高，底流固体回收率也较高； ③压滤机处理能力提高了； ④浮选效果较好； ⑤加压过滤机滤饼上的厚、排料周期缩短、处理能力提高； ⑥洗煤介耗下降较多； ⑦洗煤小时处理量提高了。 表 2 聚合氯化铝添加前后各项指标对比表 项目 指标 溢流 浓缩机 底流 固体回收率(%) 压滤机 浮选 回收率(%) 排料周期(s) 加压过滤机 处理量(t/h) 介耗 小时处理量 (kg/t 原煤) (t 原煤/h) 34.05 3.2 516 67.2 2.5 540 91.04 148 93.7 75 压滤周期(min) 精灰(%) 91.46 60 5.46 99.18 40 6.58 浓度(g/L) 浓度(g/L) 引用聚合氯 使用聚合氯 化铝前 0.964 285 化铝后 0.147 413

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