CN107935151B - 一种煤泥水处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种煤泥水处理方法，属于水处理技术领域。将阿拉伯胶与水混合搅拌，得阿拉伯胶混合液，并将生物大分子粉末与阿拉伯胶混合液混合，搅拌反应得处理液；将蛛丝纤维与蚕丝纤维混合，并加入蛋白酶，搅拌酶解，旋蒸浓缩，得蛋白质纤维浓缩液，将蛋白质纤维浓缩液与蛋白液混合，得添加剂；将煤泥水与处理液混合搅拌反应，得一次处理煤泥水，将一次处理煤泥水与添加剂混合，搅拌混合后，得二次处理煤泥水；将二次处理煤泥水与凝聚剂混合，搅拌反应后，得混合物，将混合物加热，过滤，得滤液和滤渣，即可完成对煤泥水的处理。本发明煤泥水处理方法可有效提高煤泥水的处理效果。

Description

一种煤泥水处理方法
技术领域
本发明公开了一种煤泥水处理方法，属于水处理技术领域。
背景技术
在洗煤生产过程中，不可避免地会产生煤泥水，若不加以妥善处理，影响煤炭生产质量和效益不说，也易污染周围环境，浪费大量资源，因此煤泥水处理历来是洗煤生产的关键环节之一。
煤泥水处理一般是指处理煤炭在分选加工过程中产生的介质用水的工艺技术。因其所含煤泥的浓度、粒度、质量等不尽相同，如有的粗煤泥与精煤性质接近，有的煤泥粒度细、粘度大、灰分高，故其流量大、性质复杂等特点决定了煤泥水处理效果受煤泥水粒度分布、矿物构成、颗粒数量、密度大小、粘度、水的硬度以及pH值等一系列因素的影响，这无疑加大了处理难度，进而导致诸多煤泥水难以得到理想的沉降效果。如此一来，煤炭资源无法得到高效回收，精煤质量有所下降，加之含有残留药剂的循环水外排，不仅造成了水资源的大量浪费，更对周围环境带来了一定的污染。足以见得，洗煤生产过程中的煤泥水处理水平对煤炭生产的经济效益、社会效益、生态效益均有着不容忽视的影响，故提高煤泥水处理效率和质量势在必行。
随着能源供需矛盾的不断升级，节能减排活动的深入开展，越来越多的专家学者、技术人员相继投入到煤泥水处理研究中，促使煤泥水处理工艺得到了快速发展，不可否认，其对处理效果起到了一定的促进作用，但因煤泥水处理影响因素较多，工艺流程相对复杂，致使实际结果与预期设想有着较大差距。目前对煤泥水处理的研究重点侧重于絮凝处理技术，研究方向则集中在煤泥水的性质和构成，沉降速度与粒度的关系，煤泥水沉降数学模型的构建，药剂用量的确定等方面。但在具体实践中，絮凝剂自身存在一定的缺陷，如有机分子利用率低、难以溶解、有毒且价格较高；天然有机絮凝剂虽易溶解且价格低，来源广，但稳定性差，难以奏效等；同时对用于细粒度高灰煤泥水的絮凝剂研究较少，亟待加强；再如煤泥水处理流程中的直接浮选，虽有助于积聚细泥，改善可浮性，降低精煤灰分等，但入浮浓度较低，波动幅度较大，药剂消耗较多，用水要求较高；而浓缩浮选虽有助于浮选入料通过量与浓度的有效调节，但易降低分选较细物料的实际效果，破坏洗水系统平衡，并影响煤泥的可过滤性和沉降特性，故不足可取；此外部分煤泥水处理技术和系统还忽视了除颗粒以外的影响因素，致使出现成本高、效果差、资源浪费严重的问题，其中细粒度高灰煤泥水处理问题尤为突出，是制约选煤厂正常生产的关键所在。
因此，如何改善传统煤泥水处理方法处理效果不佳的缺点，是满足工业生产需求亟待解决的问题。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是：针对传统煤泥水处理方法处理效果不佳的缺点，提供了一种煤泥水处理方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）将阿拉伯胶与水按质量比1：8～1：12混合，搅拌溶解，得阿拉伯胶混合液，将生物大分子粉末与阿拉伯胶混合液按质量比1：10～1：15混合，搅拌反应后，得处理液；
（2）将蛛丝纤维与蚕丝纤维按质量比5：1～5：2混合，并加入蛛丝纤维质量0.08～0.15倍的蛋白酶，搅拌酶解，旋蒸浓缩，得蛋白质纤维浓缩液，将蛋白质纤维浓缩液与蛋白液按质量比1：2～1：3混合，得添加剂；
（3）将煤泥水与处理液按质量比2：5～4：5混合，搅拌反应，得一次处理煤泥水，将一次处理煤泥水与添加剂按质量比5：1～5：2混合，搅拌混合后，得二次处理煤泥水；
（4）将二次处理煤泥水与凝聚剂按质量比8：1～9：1混合，搅拌反应后，得混合物，将混合物加热后静置沉降，过滤，得滤液和滤渣，即可完成对煤泥水的处理。
步骤（1）所述的生物大分子粉末的制备方法为将壳聚糖与海藻酸钠按质量5：1～5：2混合研磨，得生物大分子粉末。
步骤（2）所述蛋白酶为胃蛋白酶，胰蛋白酶或木瓜蛋白酶中任意一种。
步骤（2）所述蛋白液为鸡蛋蛋清，鸭蛋蛋清或鸵鸟蛋蛋清中任意一种。
步骤（4）所述凝聚剂为无水氯化钙，三氯化铁或硫酸铝中任意一种。
本发明的有益效果是：
（1）本发明在对煤泥水进行处理时使用阿拉伯胶和生物大分子粉末，首先，阿拉伯胶在溶于水后，阿拉伯胶的水溶液具有粘性，在加入煤泥水后，可对煤泥水中细小的煤粒进行吸附粘结，形成较大煤渣沉淀，从而提高煤泥水的处理效果，其次，阿拉伯胶溶于水后，可使整个体系呈酸性，在向阿拉伯胶的水溶液中加入生物大分子粉末后，生物大分子粉末中的壳聚糖可在酸性条件下在壳聚糖分子上形成正离子，在加入煤泥水中后，壳聚糖可以与煤泥水中煤粒通过正负离子吸附进行结合，一方面可以使煤粒间的斥力减小，利于团聚，另一方面，由于壳聚糖可形成交联，从而使细小煤粒形成较大煤渣而沉淀，从而使煤泥水处理效果提高；
（2）本发明在对煤泥水进行处理时使用蛋白质纤维浓缩液和蛋白液，一方面，蛋白质纤维浓缩液中含有蛋白质纤维的小分子片段，在加入煤泥水体系中后，由于蛋白质纤维的小分子片段具有一定粘性，可对煤泥水中微小颗粒进行吸附，形成团聚，并且由于蛋白质纤维小分子片段带有一定电荷，可与壳聚糖发生静电吸附，形成更加密集的网络，使煤泥水中的煤粒和其他杂质被吸附而形成沉淀，从而使煤泥水的处理效果进一步提高，另一方面，在蛋白质纤维小分子片段和蛋白液中的蛋白质分别与煤泥水中的煤粒通过壳聚糖结合后，在加热过程中，蛋白质分子变性，从而形成沉淀，并且沉淀可包覆在煤粒表面，防止煤粒重新进入水中，进而使煤泥水处理效果进一步提高。
具体实施方式
将阿拉伯胶与水按质量比1：8～1：12混合于烧杯中，将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为45～55℃，转速为240～280r/min的条件下，搅拌溶解20～40min，得阿拉伯胶混合液；将生物大分子粉末与阿拉伯胶混合液按质量比1：10～1：15混合，于温度为38～50℃，转速为220～230r/min的条件下，搅拌反应35～50min，得处理液；将蛛丝纤维与蚕丝纤维按质量比5：1～5：2混合于反应釜中，并向反应釜中加入蛛丝纤维质量0.08～0.15倍的蛋白酶，于温度为35～42℃，转速为260～300r/min的条件下搅拌混合25～45min，得蛋白纤维酶解液，将蛋白纤维酶解液移入旋转蒸发仪，于温度为38～45℃，转速为140～160r/min，压力为600～800kPa的条件下，旋蒸浓缩60～70min，得蛋白质纤维浓缩液，将蛋白质纤维浓缩液与蛋白液按质量比1：2～1：3混合，于温度为35～42℃，转速为240～260r/min的条件下，搅拌混合15～25min，得添加剂；将煤泥水与处理液按质量比2：5～4：5混合于搅拌机中，于温度为40～50℃，转速为240～300r/min的条件下，搅拌混合40～55min，得一次处理煤泥水；将一次处理煤泥水与添加剂按质量比5：1～5：2混合，并于温度为32～40℃，转速为250～320r/min的条件下，搅拌混合50～80min，得二次处理煤泥水；将二次处理煤泥水与凝聚剂按质量比8：1～9：1混合，于温度为30～40℃，转速为240～280r/min的条件下，搅拌混合30～40min，得混合物，以8～12℃/min的升温速率对混合物进行加热处理，直至混合物温度为80～95℃，保温处理25～35min后静置沉降，过滤，得滤液和滤渣，即可完成对煤泥水的处理。所述的生物大分子粉末的制备方法为将壳聚糖与海藻酸钠按质量5：1～5：2混合研磨，得生物大分子粉末。所述蛋白酶为胃蛋白酶，胰蛋白酶或木瓜蛋白酶中任意一种。所述蛋白液为鸡蛋蛋清，鸭蛋蛋清或鸵鸟蛋蛋清中任意一种。所述凝聚剂为无水氯化钙，三氯化铁或硫酸铝中任意一种。
实例1
将阿拉伯胶与水按质量比1：12混合于烧杯中，将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为55℃，转速为280r/min的条件下，搅拌溶解40min，得阿拉伯胶混合液；将生物大分子粉末与阿拉伯胶混合液按质量比1：15混合，于温度为50℃，转速为230r/min的条件下，搅拌反应50min，得处理液；将蛛丝纤维与蚕丝纤维按质量比5：2混合于反应釜中，并向反应釜中加入蛛丝纤维质量0.15倍的蛋白酶，于温度为42℃，转速为300r/min的条件下搅拌混合45min，得蛋白纤维酶解液，将蛋白纤维酶解液移入旋转蒸发仪，于温度为45℃，转速为160r/min，压力为800kPa的条件下，旋蒸浓缩70min，得蛋白质纤维浓缩液，将蛋白质纤维浓缩液与蛋白液按质量比1：3混合，于温度为42℃，转速为260r/min的条件下，搅拌混合25min，得添加剂；将煤泥水与处理液按质量比4：5混合于搅拌机中，于温度为50℃，转速为300r/min的条件下，搅拌混合55min，得一次处理煤泥水；将一次处理煤泥水与添加剂按质量比5：2混合，并于温度为40℃，转速为320r/min的条件下，搅拌混合80min，得二次处理煤泥水；将二次处理煤泥水与凝聚剂按质量比9：1混合，于温度为40℃，转速为280r/min的条件下，搅拌混合40min，得混合物，以12℃/min的升温速率对混合物进行加热处理，直至混合物温度为95℃，保温处理35min后静置沉降，过滤，得滤液和滤渣，即可完成对煤泥水的处理。所述的生物大分子粉末的制备方法为将壳聚糖与海藻酸钠按质量5：2混合研磨，得生物大分子粉末。所述蛋白酶为胃蛋白酶。所述蛋白液为鸡蛋蛋清。所述凝聚剂为无水氯化钙。
实例2
将生物大分子粉末与水按质量比1：15混合，于温度为50℃，转速为230r/min的条件下，搅拌反应50min，得处理液；将蛛丝纤维与蚕丝纤维按质量比5：2混合于反应釜中，并向反应釜中加入蛛丝纤维质量0.15倍的蛋白酶，于温度为42℃，转速为300r/min的条件下搅拌混合45min，得蛋白纤维酶解液，将蛋白纤维酶解液移入旋转蒸发仪，于温度为45℃，转速为160r/min，压力为800kPa的条件下，旋蒸浓缩70min，得蛋白质纤维浓缩液，将蛋白质纤维浓缩液与蛋白液按质量比1：3混合，于温度为42℃，转速为260r/min的条件下，搅拌混合25min，得添加剂；将煤泥水与处理液按质量比4：5混合于搅拌机中，于温度为50℃，转速为300r/min的条件下，搅拌混合55min，得一次处理煤泥水；将一次处理煤泥水与添加剂按质量比5：2混合，并于温度为40℃，转速为320r/min的条件下，搅拌混合80min，得二次处理煤泥水；将二次处理煤泥水与凝聚剂按质量比9：1混合，于温度为40℃，转速为280r/min的条件下，搅拌混合40min，得混合物，以12℃/min的升温速率对混合物进行加热处理，直至混合物温度为95℃，保温处理35min后静置沉降，过滤，得滤液和滤渣，即可完成对煤泥水的处理。所述的生物大分子粉末的制备方法为将壳聚糖与海藻酸钠按质量5：2混合研磨，得生物大分子粉末。所述蛋白酶为胃蛋白酶。所述蛋白液为鸡蛋蛋清。所述凝聚剂为无水氯化钙。
实例3
将阿拉伯胶与水按质量比1：12混合于烧杯中，将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为55℃，转速为280r/min的条件下，搅拌溶解40min，得阿拉伯胶混合液，即得处理液；将蛛丝纤维与蚕丝纤维按质量比5：2混合于反应釜中，并向反应釜中加入蛛丝纤维质量0.15倍的蛋白酶，于温度为42℃，转速为300r/min的条件下搅拌混合45min，得蛋白纤维酶解液，将蛋白纤维酶解液移入旋转蒸发仪，于温度为45℃，转速为160r/min，压力为800kPa的条件下，旋蒸浓缩70min，得蛋白质纤维浓缩液，将蛋白质纤维浓缩液与蛋白液按质量比1：3混合，于温度为42℃，转速为260r/min的条件下，搅拌混合25min，得添加剂；将煤泥水与处理液按质量比4：5混合于搅拌机中，于温度为50℃，转速为300r/min的条件下，搅拌混合55min，得一次处理煤泥水；将一次处理煤泥水与添加剂按质量比5：2混合，并于温度为40℃，转速为320r/min的条件下，搅拌混合80min，得二次处理煤泥水；将二次处理煤泥水与凝聚剂按质量比9：1混合，于温度为40℃，转速为280r/min的条件下，搅拌混合40min，得混合物，以12℃/min的升温速率对混合物进行加热处理，直至混合物温度为95℃，保温处理35min后静置沉降，过滤，得滤液和滤渣，即可完成对煤泥水的处理。所述蛋白酶为胃蛋白酶。所述蛋白液为鸡蛋蛋清。所述凝聚剂为无水氯化钙。
实例4
将阿拉伯胶与水按质量比1：12混合于烧杯中，将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为55℃，转速为280r/min的条件下，搅拌溶解40min，得阿拉伯胶混合液；将生物大分子粉末与阿拉伯胶混合液按质量比1：15混合，于温度为50℃，转速为230r/min的条件下，搅拌反应50min，得处理液；将煤泥水与处理液按质量比4：5混合于搅拌机中，于温度为50℃，转速为300r/min的条件下，搅拌混合55min，得一次处理煤泥水；将一次处理煤泥水与蛋白液按质量比5：2混合，并于温度为40℃，转速为320r/min的条件下，搅拌混合80min，得二次处理煤泥水；将二次处理煤泥水与凝聚剂按质量比9：1混合，于温度为40℃，转速为280r/min的条件下，搅拌混合40min，得混合物，以12℃/min的升温速率对混合物进行加热处理，直至混合物温度为95℃，保温处理35min后静置沉降，过滤，得滤液和滤渣，即可完成对煤泥水的处理。所述的生物大分子粉末的制备方法为将壳聚糖与海藻酸钠按质量5：2混合研磨，得生物大分子粉末。所述蛋白酶为胃蛋白酶。所述蛋白液为鸡蛋蛋清。所述凝聚剂为无水氯化钙。
实例5
将阿拉伯胶与水按质量比1：12混合于烧杯中，将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为55℃，转速为280r/min的条件下，搅拌溶解40min，得阿拉伯胶混合液；将生物大分子粉末与阿拉伯胶混合液按质量比1：15混合，于温度为50℃，转速为230r/min的条件下，搅拌反应50min，得处理液；将蛛丝纤维与蚕丝纤维按质量比5：2混合于反应釜中，并向反应釜中加入蛛丝纤维质量0.15倍的蛋白酶，于温度为42℃，转速为300r/min的条件下搅拌混合45min，得蛋白纤维酶解液，将蛋白纤维酶解液移入旋转蒸发仪，于温度为45℃，转速为160r/min，压力为800kPa的条件下，旋蒸浓缩70min，得蛋白质纤维浓缩液，即得添加剂；将煤泥水与处理液按质量比4：5混合于搅拌机中，于温度为50℃，转速为300r/min的条件下，搅拌混合55min，得一次处理煤泥水；将一次处理煤泥水与添加剂按质量比5：2混合，并于温度为40℃，转速为320r/min的条件下，搅拌混合80min，得二次处理煤泥水；将二次处理煤泥水与凝聚剂按质量比9：1混合，于温度为40℃，转速为280r/min的条件下，搅拌混合40min，得混合物，以12℃/min的升温速率对混合物进行加热处理，直至混合物温度为95℃，保温处理35min后静置沉降，过滤，得滤液和滤渣，即可完成对煤泥水的处理。所述的生物大分子粉末的制备方法为将壳聚糖与海藻酸钠按质量5：2混合研磨，得生物大分子粉末。所述蛋白酶为胃蛋白酶。所述凝聚剂为无水氯化钙。
将实例1至5煤泥水处理方法处理效果进行检测进行性能检测，具体检测方法如下：
沉降实验：实例1至5煤泥水处理方法参照MT/T190进行；置于1L量筒自然沉降60min，记录澄清界面的下降距离，计算初始沉降速度，并在沉降15min时取上清液做透光率试验。
具体检测结果如表1所示：
表1
检测项目 实例1 实例2 实例3 实例4 实例5
初始沉降速度/（cm/min） 12.3 8.2 9.5 8.8 7.4
上清液透光率/% 97.5 83.6 85.4 82.1 82.3
由表1检测结果可知，本发明煤泥水处理方法具有优异的处理效果的特点，在水处理行业的发展中具有广阔的前景。

Claims (5)

1.一种煤泥水处理方法，其特征在于具体处理步骤为：
（1）将阿拉伯胶与水按质量比1：8～1：12混合，搅拌溶解，得阿拉伯胶混合液，将生物大分子粉末与阿拉伯胶混合液按质量比1：10～1：15混合，搅拌反应后，得处理液；
（2）将蛛丝纤维与蚕丝纤维按质量比5：1～5：2混合，并加入蛛丝纤维质量0.08～0.15倍的蛋白酶，搅拌酶解，旋蒸浓缩，得蛋白质纤维浓缩液，将蛋白质纤维浓缩液与蛋白液按质量比1：2～1：3混合，得添加剂；
（3）将煤泥水与处理液按质量比2：5～4：5混合，搅拌反应，得一次处理煤泥水，将一次处理煤泥水与添加剂按质量比5：1～5：2混合，搅拌混合后，得二次处理煤泥水；
（4）将二次处理煤泥水与凝聚剂按质量比8：1～9：1混合，搅拌反应后，得混合物，将混合物加热后静置沉降，过滤，得滤液和滤渣，即可完成对煤泥水的处理。
2.根据权利要求1所述的一种煤泥水的处理方法，其特征在于：步骤（1）所述的生物大分子粉末的制备方法为将壳聚糖与海藻酸钠按质量5：1～5：2混合研磨，得生物大分子粉末。
3.根据权利要求1所述的一种煤泥水的处理方法，其特征在于：步骤（2）所述蛋白酶为胃蛋白酶，胰蛋白酶或木瓜蛋白酶中任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种煤泥水的处理方法，其特征在于：步骤（2）所述蛋白液为鸡蛋蛋清，鸭蛋蛋清或鸵鸟蛋蛋清中任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种煤泥水的处理方法，其特征在于：步骤（4）所述凝聚剂为无水氯化钙，三氯化铁或硫酸铝中任意一种。
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