CN105129943A - 一种处理细粒高粘土质煤泥水的凝聚剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种处理细粒高粘土质煤泥水的凝聚剂，由重晶石粉、方解石粉、白云石粉和麦饭石粉中的两种以上混合均匀制成。本发明的凝聚剂为矿物制剂，在使用时随煤泥一起排出，不会在水中累积，不影响水质，该凝聚剂能够改变煤泥颗粒的表面电性，最终使高粘土质矿物与煤泥颗粒易于絮凝和沉降，加快了煤泥的压滤速度，提高了精煤品质与产量。本发明的凝聚剂配合适当的絮凝剂，用于处理成分复杂、难以沉降的煤泥水时效果良好，特别是针对高粘土质、细粒煤泥水，凝聚效果明显，完全可以满足实际生产需求，处理后的煤泥滤饼的含水量降低到25％以下，浓密机溢流水中悬浮物的含量小于150mg/L。
Description
技术领域
本发明属于煤泥水处理技术领域，具体涉及一种处理细粒高粘土质煤泥水的凝聚剂。
背景技术
洗煤废水是煤矿湿法洗煤加工工艺的工业尾水，又叫煤泥水，其中含有大量的煤泥和泥砂，直接排放会给矿区附近的环境造成了严重的污染。煤泥水已成为煤炭工业的主要污染源之一，越来越受到人们的重视。煤泥水一般具有SS、COD、BOD5浓度高和ζ电位极负的特点，不仅具有悬浊液的性质，还往往带有胶体的性质，特别稳定，静置几个月也不会自然沉降，而且煤泥水的性质与洗选煤矿的性质也密切相关，即使是同一矿井，所采层位不同，煤泥水性质不同，甚至差别很大。这些性质，决定了该类废水污染严重，处理难度极大的特点。我国从1970年代就开展了这一方面的研究工作，但始终没有研究出较为成熟有效的处理方法，大多数污水治理工作都只停留在为排放而治理(排放达标为目的)。然而回用才是当今污水治理发展的必然趋势。
目前，选煤厂对煤泥水的处理采用的方法主要有三种：预浓缩煤泥水处理流程、无预浓缩煤泥水处理流程和部分预浓缩煤泥水处理流程。
预浓缩煤泥水处理方法、是目前大多数选煤厂采用的煤泥水处理方法。其特点是全部煤泥水(包括捞坑溢流、角锥池和旋流器溢流、煤泥回收筛下水等)都进入大面积浓缩机浓缩，溢流作为循环水，底流经稀释后浮选，浮选尾矿或排出厂外处置，或混凝沉淀处理。混凝沉淀处理，化学絮凝沉淀是其最基本的方法，我国用于煤泥水处理的絮凝剂可分为两大类：一是无机盐类絮凝剂，二是有机高分子絮凝剂。无机盐类絮凝剂的作用机理是无机盐在水中解离成离子，与煤泥微粒或煤泥胶体接触作用，中和了煤泥表面的电性，降低表面能，使煤泥微粒凝聚沉淀。有机高分子絮凝剂的絮凝机理是：大分子链在煤泥微粒之间搭桥，把若干个颗粒连接起来，凝聚成团沉淀下去。实际应用中常将无机盐类絮凝剂与有机高分子絮凝剂联合使用，絮凝沉淀效果更好。
有机高分子絮凝剂最常用的是聚丙烯酰胺。聚丙烯酰胺的分子量一般在100～800万之间，不同粒度组成的煤泥水要选用不同分子量的絮凝剂。聚丙烯酰胺又可分为阳离子型，非离子型和阴离子型三种，使用时要与煤泥水的pH值相吻合，阴离子型的适于偏碱性煤泥水，阳离子型的适于偏酸性煤泥水，阴离子型和阳离子型聚丙烯酰胺混合使用，煤泥水絮凝沉淀效果更好。
聚合硫酸铁是一种无机高分子絮凝剂，1970年代由日本研制成功，1980年代初得到广泛使用，我国1985年以后开始大量生产和使用，聚合硫酸铁的主要成分是FeSO4，带有多个羟基，有较好的电中和性和絮凝架桥性能，它比较稳定，不受温度影响，对可溶性离子和pH值适应性强。聚合硫酸铁价格便宜，无毒无害，作为煤泥水的絮凝剂有较好的应用前景。
硫酸铝属于无机盐类絮凝剂，溶于水后分解成带正电荷的三价铝离子，能吸附煤泥水中带负电荷的悬浮微粒，中和其表面电荷，形成煤泥絮团，凝聚沉淀。硫酸铝与聚丙烯酰胺配合使用，可弥补单用聚丙烯酰胺不能絮凝粘土质和有机质微粒的缺陷。
但该方法只能去除煤泥水中大部分煤泥，其余细粒煤泥则留在溢流水中，并在系统中反复循环逐步积累，导致循环水浓度增高与浓缩效率降低的相互影响恶性循环，煤泥可浮性差；并且洗水平衡难以控制，闭路循环无法实现；另外，当煤泥水达到一定浓度，为保证循环水浓度势必排放而导致煤泥流失；浓缩设备庞大，繁多。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种处理细粒高粘土质煤泥水的凝聚剂。该凝聚剂为矿物制剂，在使用时随煤泥一起排出，不会在水中累积，不影响水质，该凝聚剂能够改变煤泥颗粒的表面电性，最终使煤泥颗粒易于絮凝和沉降，加快了煤泥的压滤速度，提高了精煤品质与产量。采用该凝聚剂处理煤泥水，处理后的煤泥滤饼的含水量降低到25％以下，浓密机溢流水中悬浮物的含量小于150mg/L。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种处理细粒高粘土质煤泥水的凝聚剂，其特征在于，由重晶石粉、方解石粉、白云石粉和麦饭石粉中的两种以上混合均匀制成，所述细粒是指煤泥水中煤泥的粒度不大于0.5mm，所述高粘土质是指煤泥水中粘土矿物的质量百分含量不小于40％。
上述的一种处理细粒高粘土质煤泥水的凝聚剂，其特征在于，由重晶石粉、方解石粉、白云石粉和麦饭石粉按照(1～4):(1～3):(1～2):(1～3)的质量比混合均匀制成。
上述的一种处理细粒高粘土质煤泥水的凝聚剂，其特征在于，由重晶石粉、方解石粉、白云石粉和麦饭石粉按照3:2:1:2的质量比混合均匀制成。
上述的一种处理细粒高粘土质煤泥水的凝聚剂，其特征在于，由重晶石粉、方解石粉、白云石粉和麦饭石粉按照1:3:2:1的质量比混合均匀制成。
上述的一种处理细粒高粘土质煤泥水的凝聚剂，其特征在于，由重晶石粉、方解石粉、白云石粉和麦饭石粉按照4:3:1:3的质量比混合均匀制成。
上述的一种处理细粒高粘土质煤泥水的凝聚剂，其特征在于，由重晶石粉、方解石粉、白云石粉和麦饭石粉按照1:1:2:3的质量比混合均匀制成。
上述的一种处理细粒高粘土质煤泥水的凝聚剂，其特征在于，由白云石粉和麦饭石粉按照2:1的质量比混合均匀制成。
上述的一种处理细粒高粘土质煤泥水的凝聚剂，其特征在于，由方解石粉、白云石粉和麦饭石粉按照1:3:2的质量比混合均匀制成。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明的凝聚剂为矿物制剂，在使用时随煤泥一起排出，不会在水中累积，不影响水质。
2、本发明的凝聚剂配合适当的絮凝剂，用于处理成分复杂、难以沉降的煤泥水时效果良好，特别是针对高粘土质、细粒煤泥水，凝聚效果明显，完全可以满足实际生产需求。
3、本发明的凝聚剂能够改变煤泥颗粒的表面电性，最终使高粘土质矿物与煤泥颗粒易于絮凝和沉降，加快了煤泥的压滤速度，提高了精煤品质与产量。
4、采用本发明的凝聚剂处理煤泥水，处理后的煤泥滤饼的含水量降低到25％以下，浓密机溢流水中悬浮物的含量小于150mg/L。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为采用本发明凝聚剂处理煤泥水的流程示意图。
具体实施方式
实施例1
本实施例的凝聚剂，由重晶石粉、方解石粉、白云石粉和麦饭石粉按照3:2:1:2的质量比混合均匀制成。
实施例2～实施例14
实施例2至实施例14的制备方法同实施例1，实施例2至实施例14的原料配比见下表1。
表1实施例2至实施例14的凝聚剂配比
| 实施例 | 凝聚剂配方(质量比) |
| 2 | 重晶石粉:方解石粉＝1:1 |
| 3 | 白云石粉:麦饭石粉＝2:1 |
| 4 | 重晶石粉:白云石粉＝1:3 |
| 5 | 重晶石粉:方解石粉:白云石粉＝2:1:1 |
| 6 | 方解石粉:白云石粉:麦饭石粉＝1:3:2 |
| 7 | 重晶石粉:白云石粉:麦饭石粉＝1:1:1 |
| 8 | 重晶石粉:方解石粉:白云石粉:麦饭石粉＝1:1:1:1 |
| 9 | 重晶石粉:方解石粉:白云石粉:麦饭石粉＝4:3:2:3 |
| 10 | 重晶石粉:方解石粉:白云石粉:麦饭石粉＝1:3:2:1 |
| 11 | 重晶石粉:方解石粉:白云石粉:麦饭石粉＝4:1:1:1 |
| 12 | 重晶石粉:方解石粉:白云石粉:麦饭石粉＝4:3:1:3 |
| 13 | 重晶石粉:方解石粉:白云石粉:麦饭石粉＝1:3:1:3 |
| 14 | 重晶石粉:方解石粉:白云石粉:麦饭石粉＝1:1:2:3 |
以陕西某选煤厂的细粒高粘土质煤泥水为试验对象，采用实施例1至实施例14的凝聚剂对煤泥水进行处理。
经检测，陕西某选煤厂的煤泥水含高岭土、伊利石、绿泥石和滑石等粘土质矿物，煤泥水中粘土矿物的质量百分含量不小于40％，煤泥水中煤泥粒度细(不大于0.5mm)，粒度为38μm以下的煤泥占90％左右，选煤厂浓密机溢流水指标见下表2。
表2未经凝聚剂处理的选煤厂浓密机溢流水指标
采用实施例1至实施例14的凝聚剂对选煤厂的煤泥水进行处理，处理的流程示意图见图1，具体处理方法为：将凝聚剂加入待处理的煤泥水中(原煤泥水Zeta电位-53.0mV，加入本发明凝聚剂后煤泥水的Zeta电位为3.7mV)，混合均匀后再加入质量浓度为0.1％的聚丙烯酰胺溶液，搅拌均匀后静置沉降，将沉降后的煤泥水浓缩后压滤，得到煤泥滤饼，浓缩的溢流水和压滤的压滤水合并后作为回水返回选煤厂的洗煤工序中进行循环再利用，凝聚剂的加入量为每升煤泥水中加入0.2g凝聚剂，聚丙烯酰胺溶液的加入量为每升煤泥水中加入5mg聚丙烯酰胺，经凝聚剂处理后的选煤厂浓密机溢流水指标见表3、表4和表5，煤泥滤饼的含水量见表6。
表3本发明实施例1至实施例5的凝聚剂处理的选煤厂浓密机溢流水指标
表4本发明实施例6至实施例10的凝聚剂处理的选煤厂浓密机溢流水指标
表5本发明实施例11至实施例14的凝聚剂处理的选煤厂浓密机溢流水指标
注：表3至表5中浊度的检测结果均在检测线以下，因此无具体数据。
表6本发明凝聚剂处理后的煤泥滤饼的含水量
| 凝聚剂 | 煤泥滤饼含水量(％) |
| 实施例1 | 23.4 |
| 实施例2 | 25.0 |
| 实施例3 | 24.5 |
| 实施例4 | 24.8 |
| 实施例5 | 24.0 |
| 实施例6 | 24.5 |
| 实施例7 | 24.0 |
| 实施例8 | 24.2 |
| 实施例9 | 23.8 |
| 实施例10 | 24.3 |
| 实施例11 | 24.0 |
| 实施例12 | 23.6 |
| 实施例13 | 24.0 |
| 实施例14 | 23.7 |
从表2至表6中可以看出，采用本发明的凝聚剂配合聚丙烯酰胺溶液对选煤厂的煤泥水进行处理，处理后的煤泥滤饼的含水量达到25％以下，浓密机溢流水中悬浮物的含量小于150mg/L，各项指标明显优于未经凝聚剂处理的煤泥水。
对比例
采用聚合氧化铝作为凝聚剂处理上述陕西某选煤厂的煤泥水，具体方法为：将聚合氧化铝凝聚剂加入待处理的煤泥水中，混合均匀后再加入质量浓度为0.1％的聚丙烯酰胺溶液，搅拌均匀后静置沉降，将沉降后的煤泥水浓缩后压滤，得到煤泥滤饼，浓缩的溢流水和压滤的压滤水合并后作为回水返回选煤厂的洗煤工序中进行循环再利用，凝聚剂的加入量为每升煤泥水中加入0.2g凝聚剂，聚丙烯酰胺溶液的加入量为每升煤泥水中加入5mg聚丙烯酰胺。处理后的选煤厂浓密机溢流水指标见表7。
表7采用聚合氧化铝作为凝聚剂处理的选煤厂浓密机溢流水指标
将表2至表5的数据与表7对比可见，采用本发明的凝聚剂处理细粒高粘土质煤泥水的效果明显优于现有聚合氧化铝凝聚剂。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (8)
1.一种处理细粒高粘土质煤泥水的凝聚剂，其特征在于，由重晶石粉、方解石粉、白云石粉和麦饭石粉中的两种以上混合均匀制成，所述细粒是指煤泥水中煤泥的粒度不大于0.5mm，所述高粘土质是指煤泥水中粘土矿物的质量百分含量不小于40％。
2.根据权利要求1所述的一种处理细粒高粘土质煤泥水的凝聚剂，其特征在于，由重晶石粉、方解石粉、白云石粉和麦饭石粉按照(1～4):(1～3):(1～2):(1～3)的质量比混合均匀制成。
3.根据权利要求2所述的一种处理细粒高粘土质煤泥水的凝聚剂，其特征在于，由重晶石粉、方解石粉、白云石粉和麦饭石粉按照3:2:1:2的质量比混合均匀制成。
4.根据权利要求2所述的一种处理细粒高粘土质煤泥水的凝聚剂，其特征在于，由重晶石粉、方解石粉、白云石粉和麦饭石粉按照1:3:2:1的质量比混合均匀制成。
5.根据权利要求2所述的一种处理细粒高粘土质煤泥水的凝聚剂，其特征在于，由重晶石粉、方解石粉、白云石粉和麦饭石粉按照4:3:1:3的质量比混合均匀制成。
6.根据权利要求2所述的一种处理细粒高粘土质煤泥水的凝聚剂，其特征在于，由重晶石粉、方解石粉、白云石粉和麦饭石粉按照1:1:2:3的质量比混合均匀制成。
7.根据权利要求1所述的一种处理细粒高粘土质煤泥水的凝聚剂，其特征在于，由白云石粉和麦饭石粉按照2:1的质量比混合均匀制成。
8.根据权利要求1所述的一种处理细粒高粘土质煤泥水的凝聚剂，其特征在于，由方解石粉、白云石粉和麦饭石粉按照1:3:2的质量比混合均匀制成。
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