选煤厂煤泥水处理试验研究

郝晓文

（同煤集团大地选煤工程有限责任公司，山西 大同 037057）

1 前言

洗煤过程中所采用的介质基本上都是水以及水和其他物质的混合物，而洗煤涉及的工艺技术也非常多，在采用不同的工艺技术条件下，进行煤泥水处理过程中采用的方式也存在差异。要想确保洗煤的过程中消耗水资源量进一步降低，确保洗煤企业的生产成本能够得以减少，达到清洁生产的目的，应当进一步对洗煤水进行处理，确保水资源能够被循环利用。

2 煤泥水处理现状

同煤集团大地选煤厂在洗煤过程中都是采用闭路循环的控制方式，对于煤泥水的处理通常也会采用絮凝剂进一步澄清以及浓缩，而针对一些较难处理的煤泥水，则采用混凝剂以及絮凝剂联合使用的方法进行处理。同煤集团大地选煤厂所采用的煤泥水处理技术和其他选煤厂煤泥水处理技术几乎相同：进行煤泥分选处理→尾矿的浓缩处理(可以采用沉淀方法或者采用气浮方法) →压滤处理。不过，在煤泥水的处理过程中，现在所采用的絮凝剂种类相对较为单一，而且所需的成本也较高，有待进一步的研究与改进。

3 无机与有机絮凝剂对比实验

结合大地选煤厂在选煤过程中产生煤泥水的具体特征，要寻找更为适宜的药剂，确保对煤泥水处理过程能够更加高效与经济，确保出水的浊度有所降低，煤泥水的沉降速率相应提升。在对絮凝剂种类进行选择过程中，针对不同的有机絮凝剂和无机絮凝剂加以全面对比分析，结果如表1所示。

从表中的数据能够得出，NPAM-7080类型絮凝剂材料、APAM-6080类型絮凝剂材料、NPAM-7100类型絮凝剂材料至煤泥水中以后，煤泥水发生沉降的速率基本相近，而从出水的浊度情况来看，添加NPAM-7080絮凝剂的情况下，煤泥水出水浊度是最低的，说明NPAM-7080絮凝剂处理煤泥水的效果最为理想，而且NPAM-7080絮凝剂从价格方面来看也较为便宜。因此，NPAM-7080絮凝剂适宜作为大地选煤厂煤泥水处理药剂。

表1 有机、无机絮凝剂对比试验表

（1）聚丙烯酰胺属于有机类型高分子絮凝剂材料，其拥有相对优良的亲水性能，而导致该物质拥有这一性能最为重要因素便是其分子结构之中支链位置存在酰胺基团，同时在其支链结构之上还存在着离子基团，并且与该物质所拥有的水溶性特征和环境温度条件、溶液pH值条件以及所应用的具体溶解方法等均存在很大关联。

（2）聚合氯化铝属于无机类型凝聚剂材料，该种物质自身分子量相对较大，而且拥有相对高电荷，其溶解在水溶液之中不仅能够发挥出较为优良电中和作用，同时也能够发挥出优良的架桥吸附以及选择性吸附作用，从而使得该种物质拥有较为优良的混凝性能。

4 无机混凝剂与有机絮凝剂的配合投加试验

4.1 水样来源

研究采用的水样是取自大地选煤厂的入料水样，水样的取样时间是在2017年7月中旬。大地选煤厂主要采用重介洗选工艺，矿井生产出的原煤从工作面运至原煤储煤仓储存，经仓下皮带运至原煤准备车间筛分破碎至150mm以下，经缓冲仓缓冲后通过三条仓下皮带分别运往主选车间的三套分选系统。原煤进入主选车间，首先经过原煤分级脱泥筛，它有两层筛板，将入选物料分成三个不同的粒级。大于13mm的进入块煤浅槽分选，分选出块精煤和块矸石；13～1.5mm的物料进入三产品重介旋流器，分选出末精煤、末中煤和末矸石；1.5mm以下的进入煤泥分选机，分选出精矿和尾矿；0.2mm以下的煤泥水进入浓缩池沉降后，底流进入加压过滤机和板框压滤机脱水回收，溢流作为循环水返回主厂房循环使用，形成洗水闭路循环，节约资源，降低污染，达到零排放。

4.2 无机凝聚剂的选择

所采用的煤泥水浓度值是72.5g/L，对煤泥水进行处理过程中采用的有机絮凝剂为NPAM-7080絮凝剂，选择不同的无机药剂进行配合使用，通过实验确定不同无机药剂与NPAM-7080絮凝剂配合使用的具体效果，结果如表2所示。

表2 不同无机药剂的配合投加对比试验数据表

从上述数据能够看出，采用无机药剂PAC与NPAM-7080絮凝剂配合使用情况下，对于煤泥水的处理效果最好。因此，为了确保煤泥水沉降速率进一步加快，同时有效地减少出水浊度值，在进行煤泥水处理过程中，应当选择PAC和NPAM-7080絮凝剂联合使用的方法，以改善大地选煤厂煤泥水处理效果。

4.3 无机混凝剂与有机絮凝剂配合投加药剂量确定

所取样的煤泥水浓度是72.5g/L情况下，PAC和NPAM-7080絮凝剂联合使用时，采用不同PAC材料添加数量情况下所得具体试验结果见表3、图1。

表3 投药数量和对应出水浊度数据

从上表以及上图中能够得出，在PAC和NPAM-7080絮凝剂联合使用情况下，随着PAC药剂的投入量不断增加，煤泥水的沉降速率不断降低，而煤泥水的浊度值在达到200左右则下降的不明显，也代表了向煤泥水中再投入药剂对于煤泥水的浊度影响不大，所以，所确定的最佳PAC投药量为2.0ml，有机投药量为1.0ml。

图1 无机药剂投加量与浊度及沉速关系曲线图

在增加NPAM-7080絮凝剂使用量情况下，不同PAC投药量与出水浊度试验数据见表4、图2。

表4 PAC投药量与出水浊度试验数据

图2 增大NPAM投加量时无机药剂投加量与浊度及沉速关系曲线图

从上述数据能够看出，在增加NPAM-7080絮凝剂使用量情况下，当PAC投药量为 3ml，有机投药量为1.5m时，浑浊液面沉降速度和浊度都比较理想。

5 试验意义

在煤炭资源的利用过程中，为了能够进一步地确保煤炭产品更为清洁，需要采用特定的方法将原煤之中所包含的杂质去除，通常所采用的方法为洗煤。对煤泥水进行处理所要达到的目的是确保煤泥水能够有效地分离，除了要获得更为澄清的水资源之外，同时还要求所得煤泥之中水分的含量要小，后续脱水更易实现。此次试验针对选煤厂的煤泥水处理工艺加以分析与研究，同时针对不同的絮凝剂进行试验，确保煤泥水处理工艺得以进一步优化，将极大地推动选煤企业清洁生产工作的发展，为选煤厂持续、健康的发展提供技术保障。

6 结语

试验以大地选煤厂的煤泥水作为水样，针对各种类别的有机絮凝剂和无机混凝剂对煤泥水的处理效果加以分析，从出水浊度和沉降速率两个方面探讨了不同药剂的具体效果。通过试验得出，使用单一药剂情况下NPAM-7080絮凝剂为最佳，针对不同无机药剂与NPAM-7080絮凝剂配合使用效果进行试验，得出PAC和NPAM-7080配合使用能够达到最为理想的处理效果。

若是洗煤工序之中出现了矸石泥化问题，导致煤泥水的浓度值偏高，此时若是将有机药剂与无机药剂分别按照一定顺序投加，则能够达到更加好的处理效果。无机药剂与有机药剂的投加顺序为先投加无机药剂，接着投加有机药剂，在单位煤泥水中所投入的无机药剂量约为2～3ml，投入的有机药剂数量约为1.0～1.5ml。