邯郸选煤厂煤泥水深度澄清生产试验研究

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摘要：

针对我厂煤泥水系统在实际生产中存在的问题，进行煤泥水沉降试验研究。分别对浓缩池的三部分入料进行浓度和粒度分析，并分别进行不同浓度的沉降对比试验。试验结果表明，絮凝剂的添加量过多会降低煤泥水的沉降效果；浓度是影响该煤泥水沉降效果的最重要因素，只有当煤泥水浓度小于7.5%时，添加絮凝剂才有效果，水处理才能满足生产需求。

关键词：煤泥水；絮凝沉降；深度澄清；浓度

中图分类号：TB

文献标识码：A

doi：10.19311/ki.16723198.2016.12.097

隶属于冀中能源峰峰集团的邯郸选煤厂属于中央型炼焦煤选煤厂，投产于1959年12月，是我国自行设计并施工的第一座选煤厂。工艺流程由最初的跳汰主再洗+浓缩浮选流程，经两次改造后变成现有的脱泥无压+粗煤泥分选+分级浮选流程。

1煤泥水系统存在的问题及分析

1.1存在的问题

邯郸选煤厂现有3个直径为30m的浓缩池（701，702，703），每个浓缩池的沉淀面积约707m2，总进水量约1800m3/h，其中701入料主要为沉降离心机溢流、高频筛筛下水及部分快开压滤机滤液，约500m3/h；702入料主要为中矸旋流器溢流及部分浮选机尾矿，约700m3/h；703入料为浮选柱尾矿及部分浮选机尾矿，约600m3/h，（每个浓缩池的入料量会因各闸门的调整而有所变化、沉降离心机溢流、高频筛筛下水也可进入703），702浓缩池溢流水极少出现超标现象，701、703浓缩池溢流水较易出现超标现象。

1.2问题分析

浓度高、粒度细、粘土矿物含量高、颗粒表面电负性强、水质硬度偏低等这几方面因素是导致煤泥水难沉降性的原因。要达到较好的固液分离效果，就必须结合煤泥水的特点，采取有效的措施，减弱导致煤泥水难沉降因素的影响，从而有效地实现煤泥水的澄清。

煤泥粒度组成是影响煤泥水沉降效果的重要因素，煤泥粒度越小，沉降速度越慢，受干扰就越大，稳定分散能力越强，沉降澄清难度越大。对于煤泥水中的颗粒来说，大于0.075mm的煤泥颗粒在重力和药剂的作用下易于沉降，而小于0.075mm的微细煤泥处理难度较大，特别是当煤泥水中小于0.045mm粒级微细颗粒含量高时，容易导致高灰细泥在煤泥水系统的恶性循环，使循环水固体物含量增大。所以煤泥的粒度组成，尤其是微细粒级的含量，对煤泥水的处理有着决定性意义。

为了解浓缩池各入料的煤泥水特性，分别取沉降离心机离心液、高频筛筛下水水样（1#），浮选机尾煤（2#），浮选柱尾煤（3#），检测浓度并分别进行粒度分析，结果如表1，表2所示。

由表1数据可知，沉降离心机离心液浓度较高，浮选机、浮选柱尾煤浓度相近。由于浮选尾煤灰分都在60%以上，沉降离心机离心液以及高频筛筛下水灰分也在以上，结合表2数据（三组煤泥水-0.074mm含量均高于76%）可以得出，该煤泥水属于典型的高灰、微细粒含量高，难以沉降、澄清的煤泥水。

2沉降试验

2.1试验条件

试验用药剂：絮凝剂（PAM）（1‰），有机高分子凝聚剂（6.25%）。

试验仪器：500mL量筒，500mL烧杯各若干。

2.2三组水样不同浓度下沉降试验效果对比

煤泥水浓度是煤泥水性质的重要表征，浓度的变化直接决定了系统中煤泥量的大小。当煤泥水浓度增大时其性质也发生一系列变化，诸如：系统中细煤泥的绝对含量增加，煤泥水动力粘度增大，颗粒相对运动速度减小，水中离子含量发生变化，浓缩机沉降面积不足，药剂制度紊乱，药剂不能充分分散等。因此，煤泥水浓度是煤泥水的重要特征参数，也作为控制系统中的一个重要检测指标。

分别取1#水样及1#稀释到1/2浓度的水样，添加絮凝剂及凝聚剂后，两组水样几乎不沉降。将1#水样浓度分别稀释到原浓度的1/3、1/5倍，与2#、3#水样进行沉降效果的对比试验。试验结果如表3所示。

由表3中数据可知，1#水样稀释到7.5%的时候添加药剂沉降才有效果，且稀释的浓度越小，沉降效果越好，而2#、3#水样因其本身浓度较低，其沉降速度也较快。

2.3药剂用量的探讨试验

絮凝剂用量与分散颗粒总比表面积成正比，所以煤泥粒度变小和浓度增加产生的影响相同，不仅絮凝剂用量增加，絮团结构也不如粗粒形成的絮团致密。

絮凝剂使用量不宜过大，因为过量的絮凝剂会将颗粒包裹住，不利于与其他颗粒作用，使絮凝作用削弱，一般颗粒表面被絮凝剂半饱和覆盖时，絮凝效果最佳。

取稀释到1/3浓度的水样，进行不同药剂添加量的煤泥水沉降试验，试验结果如表4所示。

由表4中数据可知，随着絮凝剂与凝聚剂加量的增多，沉降速度逐渐变快，沉降效果逐渐变好，但当药剂添加过量后（絮凝剂4ml+凝聚剂2ml），沉降效果反而变差。

3结论

（1）该选煤厂浓缩池的三组入料高灰细泥含量高，煤泥水难沉降。

（2）絮凝剂添加过量反而会降低沉降速度，且影响尾煤处理车间的正常生产（煤泥太黏，会延长入料时间且增加卸料难度）。

（3）煤泥水浓度是影响沉降效果的最重要因素，只有当煤泥水浓度小于7.5%时，添加絮凝剂才有效果，水处理才能满足生产需求。

（4）凝聚剂对煤泥水中固体颗粒的沉降速度影响不大，但直接影响上清液的清晰度，且对浮选机尾矿的处理有重要作用。

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