CN105772232A - 一种煤炭生物絮凝的助凝剂及其应用方法 - Google Patents

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张东晨
范晓露
闫佳
陈占
常飞
冀敏敏
戴雯
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D3/00—Differential sedimentation
    • B03D3/06—Flocculation

Abstract

本发明涉及一种煤炭生物絮凝的助凝剂，其优点在于能有效改善絮凝效果，更有利于微生物絮凝剂的吸附架桥作用。该助凝剂的实际添加量低，与传统助凝剂氯化钙相比效果更好，且不会在煤泥水中发生循环积聚而加重水质硬度，也不会降低煤泥水流变性及增加管道压力。本发明包括由亚硫酸钠和高猛酸钾在线投加生成的活性态助凝剂二氧化锰，根据化学反应方程式计算助凝剂添加量，使其在煤泥水絮凝过程中完全反应。该助凝剂所适应的PH值范围与实际煤泥水的PH范围相符，可以很好的适用于煤泥水的微生物絮凝。

Description

一种煤炭生物絮凝的助凝剂及其应用方法
技术领域
本发明涉及一种助凝剂及其应用，特别是涉及一种煤炭生物絮凝的助凝剂及其应用方法。
背景技术
选煤厂煤泥水处理原有的絮凝工艺中常以CaCl2为助凝剂，CaCl2的长期大量使用会造成循环水的浓度增大，使其流变性增加，从而加大流动阻力，并加重管道压力。而且，过高的CaCl2浓度一定程度上还会抑制絮凝沉降效果。而本发明的活性态助凝剂MnO2，其金属氧化物表面的丰富氢键对于煤泥颗粒有很强的化学吸附作用，可促进颗粒间相互吸附，有利于生物絮凝剂的吸附架桥作用。同时可以通过下一段的压滤工艺随煤泥水从循环水中带走，不会溶解于循环水中发生循环积聚。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种煤炭生物絮凝的助凝剂以及其应用方法，其优点在于：投加量低、助凝效果显著、可从煤泥水中脱除。
本发明中所使用的化学品材料如下：亚硫酸钠(分析纯99％)，高锰酸钾(分析纯99％)。
一种应用于煤炭生物絮凝的助凝剂，将亚硫酸钠和高猛酸钾按照配比在线投加生成的活性态二氧化锰。包括以下应用步骤：
1)试验应用方法：配置所需煤泥水，先进行硬度调整，然后分别加入可生成所需量活性态二氧化锰的亚硫酸钠和高猛酸钾，所配置的煤泥水与助凝剂量比值为100ml/0.03～0.09mmol，然后把煤泥水在磁力搅拌器上先快速搅拌30s，加速活性态二氧化锰的生成。接着调节煤泥水至预定PH，再加入所需添加的一定量微生物絮凝剂，再在磁力搅拌器上先慢速搅拌5min，静置30min后测定絮凝率。
2)生产现场应用方法：根据助凝剂的反应作用机制，须在絮凝剂添加前加入助凝剂，即在煤泥水进入浓缩池之前加入已生成的助凝剂。因此，实际生产中在浮选的底流口管道前开设两个加药阀，从加药阀同时加药。
附图说明
图1是MnO2添加浓度与CaCl2添加浓度对煤泥水絮凝率影响的对比。
具体实施方式
煤炭生物絮凝絮凝效果以絮凝率来衡量，絮凝率越高，显示絮凝效果越好。絮凝率的计算公式为：
式中：Ao—未加入煤炭生物絮凝剂时的上清液OD660值；
Ai—加入煤炭生物絮凝剂絮凝之后上清液OD660值。
以下实例中所用煤泥水取自淮北矿业集团淮北选煤厂浮选尾煤泥水，其煤泥水相关性质如下：
表1煤泥的粒度组成及灰分分析
表2煤泥水自然沉降参数
实例1
1)取100mL搅拌均匀的煤泥水，再加入0.03mmolKMnO4和0.045mmolNa2SO3，用磁力慢速搅拌器搅拌30s；对照组同样取100mL搅拌均匀的煤泥水，加入0.03mmol的CaCl2,用磁力慢速搅拌器搅拌30s。
2)用笔型PH计分别调节PH至7，两组均加入1ml谷氨酸棒状杆菌絮凝剂，然后在快搅5min,静置30min。
3)吸取上清液，用UV-5100紫外分光光度计于660nm处分别测两组上清液的吸光度值，得到活性态MnO2组絮凝率为78.421％，CaCl2组絮凝率为62.544％。
实例2
1)取100mL搅拌均匀的煤泥水，再加入0.04mmolKMnO4和0.06mmolNa2SO3，用磁力慢速搅拌器搅拌30s；对照组同样取100mL搅拌均匀的煤泥水，加入0.04mmol的CaCl2,用磁力慢速搅拌器搅拌30s。
2)用笔型PH计分别调节PH至7，两组均加入1ml谷氨酸棒状杆菌絮凝剂，然后在快搅5min,静置30min。
3)吸取上清液，用UV-5100紫外分光光度计于660nm处分别测两组上清液的吸光度值，得到活性态MnO2组絮凝率为82.544％，CaCl2组絮凝率为64.554％。
实例3
1)取100mL搅拌均匀的煤泥水，再加入0.05mmolKMnO4和0.075mmolNa2SO3，用磁力慢速搅拌器搅拌30s；对照组同样取100mL搅拌均匀的煤泥水，加入0.05mmol的CaCl2,用磁力慢速搅拌器搅拌30s。
2)用笔型PH计分别调节PH至7，两组均加入1ml谷氨酸棒状杆菌絮凝剂，然后在快搅5min,静置30min。
3)吸取上清液，用UV-5100紫外分光光度计于660nm处分别测两组上清液的吸光度值，得到活性态MnO2组絮凝率为83.112％，CaCl2组絮凝率为68.888％。
实例4
1)取100mL搅拌均匀的煤泥水，再加入0.06mmolKMnO4和0.09mmolNa2SO3，用磁力慢速搅拌器搅拌30s；对照组同样取100mL搅拌均匀的煤泥水，加入0.06mmol的CaCl2,用磁力慢速搅拌器搅拌30s。
2)用笔型PH计分别调节PH至7，两组均加入1ml谷氨酸棒状杆菌絮凝剂，然后在快搅5min,静置30min。
3)吸取上清液，用UV-5100紫外分光光度计于660nm处分别测两组上清液的吸光度值，得到活性态MnO2组絮凝率为84.732％，CaCl2组絮凝率为69.283％。
实例5
1)取100mL搅拌均匀的煤泥水，再加入0.07mmolKMnO4和0.105mmolNa2SO3，用磁力慢速搅拌器搅拌30s；对照组同样取100mL搅拌均匀的煤泥水，加入0.07mmol的CaCl2,用磁力慢速搅拌器搅拌30s。
2)用笔型PH计分别调节PH至7，两组均加入1ml谷氨酸棒状杆菌絮凝剂，然后在快搅5min,静置30min。
3)吸取上清液，用UV-5100紫外分光光度计于660nm处分别测两组上清液的吸光度值，得到活性态MnO2组絮凝率为85.137％，CaCl2组絮凝率为70.045％。
实例6
1)取100mL搅拌均匀的煤泥水，再加入0.08mmolKMnO4和0.12mmolNa2SO3，用磁力慢速搅拌器搅拌30s；对照组同样取100mL搅拌均匀的煤泥水，加入0.08mmol的CaCl2,用磁力慢速搅拌器搅拌30s。
2)用笔型PH计分别调节PH至7，两组均加入1ml谷氨酸棒状杆菌絮凝剂，然后在快搅5min,静置30min。
3)吸取上清液，用UV-5100紫外分光光度计于660nm处分别测两组上清液的吸光度值，得到活性态MnO2组絮凝率为83.975％，CaCl2组絮凝率为70.313％。
实例7
1)取100mL搅拌均匀的煤泥水，再加入0.09mmolKMnO4和0.135mmolNa2SO3，用磁力慢速搅拌器搅拌30s；对照组同样取100mL搅拌均匀的煤泥水，加入0.09mmol的CaCl2,用磁力慢速搅拌器搅拌30s。
2)用笔型PH计分别调节PH至7，两组均加入1ml谷氨酸棒状杆菌絮凝剂，然后在快搅5min,静置30min。
3)吸取上清液，用UV-5100紫外分光光度计于660nm处分别测两组上清液的吸光度值，得到活性态MnO2组絮凝率为80.524％，CaCl2组絮凝率为71.205％。
本发明以添加活性态助凝剂MnO2和传统助凝剂CaCl2为例，开展了煤炭生物絮凝的助凝对比试验。试验结果表明，添加活性态MnO2的絮凝率大多试验组都在80％以上，随着活性态MnO2的助凝剂添加浓度从0.3mmol/L上升至0.7mmol/L时，絮凝率呈上升趋势；活性态MnO2的助凝剂添加浓度从0.7mmol/L上升至0.9mmol/L时，絮凝率呈下降趋势。虽然在CaCl2的添加浓度从0.3～0.9mmol/L的过程中呈现上升趋势，但添加CaCl2的试验组总低于添加同浓度活性态MnO2的絮凝率。因此，活性态MnO2的助凝效果要优于传统助凝剂CaCl2。

Claims (3)

1.一种煤炭生物絮凝的助凝剂，其特征在于：由亚硫酸钠和高猛酸钾在线投加生成的活性态助凝剂MnO2。根据化学反应方程式计算助凝剂的添加量，使其在絮凝过程中完全反应。活性态助凝剂MnO2在水中生成为悬浮的橙色微粒，密度级为亚纳米级。其反应方程式为：
2KMnO4+3Na2SO3+H2O＝3Na2SO4+2MnO2+2KOH。
2.该助凝剂的试验应用方法：配置所需煤泥水，先进行硬度调整，然后分别加入可生成所需量活性态二氧化锰的亚硫酸钠和高猛酸钾，所配置的煤泥水与助凝剂量比值为100ml/0.03～0.09mmol，然后把煤泥水在磁力搅拌器上先快速搅拌30s，加速活性态二氧化锰的生成。接着调节煤泥水至预定pH，再加入所需添加的一定量微生物絮凝剂，再在磁力搅拌器上先慢速搅拌5min，静置30min后测定絮凝率。
3.该助凝剂的生产现场应用方法：根据助凝剂的反应作用机制，须在絮凝剂添加前加入助凝剂，即在煤泥水进入浓缩池之前加入已生成的助凝剂。因此，实际生产中在浮选的底流口管道前开设两个加药阀，从加药阀同时加药。
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