概述

近年來，隨著機(jī)械化釆煤的增加等多種原因，導(dǎo)致入選原煤中細(xì)粒級含量越來越多。由于這些煤泥粒度細(xì)、粘性大、灰分高，極難沉降，嚴(yán)重影響了煤泥水作為循環(huán)用水的質(zhì)量，對選煤廠洗水閉路循環(huán)形成嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為了保證選煤廠的正常生產(chǎn)，必須研究選擇合理的煤泥水處理方法和工藝，以解決煤泥水的高效凈化問題⑴。

采用混凝法可實現(xiàn)尾煤壓濾機(jī)濾液的高效澄清，將濃度不高的濾液循環(huán)水通過復(fù)合藥劑濃縮澄清，轉(zhuǎn)化為濃度小于0.4g/L、能滿足選煤生產(chǎn)用的生產(chǎn)清水，同時優(yōu)化水路設(shè)計，最大限度降低補(bǔ)加清水量，使選煤廠真正實現(xiàn)了洗水閉路循環(huán)。

2作用機(jī)理

2.1顆粒凝聚機(jī)理

由于煤泥水中細(xì)小的固體顆粒表面常有剩余電荷（相同的固體顆粒帶有相同的電荷），在細(xì)小顆粒表面上存在一定的電位差，在自然pH值下，多數(shù)顆粒帶負(fù)電⑵。為了消除電位差，使整個顆粒處于電中性狀態(tài)，顆粒表面附近通過靜電作用吸附了一定數(shù)量的反號離子，形成雙電層結(jié)構(gòu)。當(dāng)兩個顆粒雙電層產(chǎn)生重疊時，重疊之處的反號離子同時處于兩個顆粒的作用范圍之內(nèi)，產(chǎn)生的斥力更大，重疊區(qū)的反號離子將重新分配，當(dāng)重疊區(qū)的離子濃度高于其他部位時，結(jié)果引起離子向非重疊區(qū)滲透。另外，雙電層的重疊破壞了原有電平衡，使兩個顆粒不能繼續(xù)靠近，產(chǎn)生排斥現(xiàn)象。正是這種排斥現(xiàn)象的產(chǎn)生才使煤泥水中固體顆粒保持相對分散狀態(tài)而難于自然沉降⑶。這種分散是由固體顆粒表面的電荷引起的，所以往煤泥水中加入某種電解質(zhì)，通過電解質(zhì)在水中電離出的正電離子去中和固體表面電荷，壓縮雙電層，降低了顆粒的表面電動電位,減小了斥力，使凝聚發(fā)生。

2.2顆粒絮凝機(jī)理

在煤泥水中加入具有較長線性分子結(jié)構(gòu)的高分子化合物，這些高分子化合物在水中溶解發(fā)生電離作用，并通過靜電鍵合、氫鍵合、共價鍵合等作用與煤泥水中的固體顆粒發(fā)生吸附作用。由于這些線性化合物分子結(jié)構(gòu)通常很長，在水中充分伸展，而且鏈上有很多活性基團(tuán)，因此通常可以同時粘結(jié)多個顆粒，從而引起顆粒的聚集,形成絮團(tuán)。這個過程即為絮凝，這種高分子化合物稱做絮凝劑。

3試驗部分

3.1試驗方法及藥劑選擇

試驗煤樣為新陽選煤廠尾煤快開壓濾機(jī)濾液，濾液濃度波動范圍為在0.8~1.2g/L,_PH=8.12,試驗濃度取中間值1g/L。濾液經(jīng)過濾、干燥、縮分，制成試驗煤樣。試驗時，將煤樣o.1g倒入100mL的量筒中，用手掌堵住量筒口端，上下翻滾搖動五次，使煤樣與之前過濾出來的水充分混合，此時濾液濃度C。為1.0g/L_o釆用混凝法——多種藥劑混合、共同作用的方式實現(xiàn)尾煤壓濾機(jī)濾液的高效澄清，將濃度不高的濾液循環(huán)水通過復(fù)合藥劑濃縮澄清，轉(zhuǎn)化為滿足選煤生產(chǎn)用清水。初步選擇了4種效果較好的藥劑，分別是陽離子聚丙烯酰胺、陰離子聚丙烯酰胺、聚合氯化鋁和明磯。將4種藥劑混合在一起配置成混合藥劑，加入濾液中，用手掌堵住量筒口端，上下翻滾搖動5次，靜置1min,取上層清液，測定其濃度。

3.2混凝法壓濾機(jī)濾液凈化試驗

為了尋求4種藥劑的最佳配合制度，根據(jù)單因素探索得到的試驗結(jié)果，分別選取近似最佳藥劑水平，進(jìn)行了4因素3水平的正交試驗，以探索各個藥劑影響的顯著水平和最優(yōu)加藥量。

表1是4種藥劑正交試驗的因素及水平；表2所示為正交試驗安排及試驗結(jié)果；表3列出了方差分析。

表1因素及水平
因素水平	A（PAM800 陽）/mL	B（PAM800 陰）/mL	C（明 磯）/mL	D（聚合氯化鋁）/mL
1	1.0	0.5	0.5	0.2
2	1.4	0.7	1.0	0.5
3	1.8	1.0	1.5	0.8

 

實驗結(jié)果顯示，4種藥劑混合使用，可實現(xiàn)尾煤壓濾機(jī)濾液凈化為生產(chǎn)清水，這為實際應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。試驗不考慮交互作用，由方差計算表可以知道，各因素水平最佳搭配為A3B1C3D2,即分子量800萬的陽離子PAM絮凝劑，藥劑濃度為1.8mg/L,分子量800萬的陰離子PAM絮凝劑，藥劑濃度為0.5mg/L,陽離子凝聚劑明磯藥劑濃度為1-5mg/L,陰離子凝聚劑聚合氯化鋁藥劑濃度為0.5mg/L。各因素的顯著性影響：分子量800萬陰離子PAM大于分子量800萬陽離子PAM大于陰離子聚合氯化鋁大于陽離子凝聚劑明磯。很顯然，陰離子PAM絮凝劑的加藥量對濁度的影響最大，過多的藥量，導(dǎo)致絮凝結(jié)果變壞。所以在實際生產(chǎn)中陰離子PAM的加藥比例最少，陽離子凝聚劑明磯顯著性影響最小，加藥量要比陰離子的聚合氯化鋁多一些。

表2正交試驗安排及試驗結(jié)果

試驗號	A	B	C	D	試驗
	1	2	3	4	結(jié)果
1	1	1	1	1	0.25
2	1	2	2	2	0.29
3	1	3	3	3	0.30
4	2	1	2	3	0.26
5	2	2	3	1	0.30
6	2	3	1	2	0.30
7	3	1	3	2	0.24
8	3	2	1	3	0.26
9	3	3	2	1	0.32
10	1	1	1	1	0.28
11	1	2	2	2	0.27
12	1	3	3	3	0.27
13	2	1	2	3	0.29
14	2	2	3	1	0.31
15	2	3	1	2	0.31
16	3	1	3	2	0.25
17	3	2	1	3	0.28
18	3	3	2	1	0.31
K1	1.67	1.57	1.68	1.77
K2	1.77	1.71	1.75	1.65
X3	1.66	1.82	1.67	1.67
蹈平均值	0.28	0.26	0.28	0.30
莊平均值	0.30	0.28	0.29	0.28
昭平均值	0.28	0.30	0.28	0.28
R極差	0.02	0.04	0.01	0.02
S,離差平方和	0	0.01	0	0

 

表3方差分析

離差來源	離差 平方和	自由 度	均 方	統(tǒng)計量	臨界 值	顯著 性
A	0.001	2	0.001	3.12	Faoi（2,9）=8.02	**
B	0.005	2	0.003	11.98此^⑵9）=4.26		***
C	0.001	2	0	1.34	%（2,9）=3.01	*
D	0.001	2	0.001	2.98		*
誤差	0.002	9	0
總離差	0.011	17

結(jié)論

(1)采用混凝法——4種藥劑混合使用，可實現(xiàn)尾煤壓濾機(jī)濾液凈化為生產(chǎn)清水，濃度小于0.4g/L,優(yōu)化水路設(shè)計，最大限度降低補(bǔ)加清水量，真正實現(xiàn)選煤廠洗水閉路循環(huán)。

(2)分子量800萬陽離子PAM絮凝劑濃度為8m^L,分子量800萬陰離子PAM絮凝劑濃度為0.5mg/L,陽離子凝聚劑明磯濃度為1.5mg/L,陰離子凝聚劑聚合氯化鋁濃度為0.5mg/L。

(3)4種藥劑的顯著性影響：分子量800萬陰離子PAM絮凝劑>分子量800萬陽離子PAM絮凝劑>陰離子凝聚劑聚合氯化鋁〉陽離子凝聚劑明磯。以上結(jié)論既為壓濾機(jī)濾液凈化技術(shù)付諸工業(yè)實踐提供了理論基礎(chǔ)，又為現(xiàn)場工業(yè)調(diào)試提供了技術(shù)支持。

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技術(shù)：18851718517

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