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煤泥水性質及其對生產過程的影響

添加時間:2016/4/8 14:49:20 發布者:admin

1、煤泥水性質 

煤泥水中因含有煤泥,所以它的性質和純水不同。煤泥水的性質主要包括煤泥水的密度、粘度和化學組成等。煤泥水的性質與原煤中煤泥含量、次生煤泥量、煤泥中可溶物的種類和數量以及生產用水的性質有關,另外還與選煤廠工藝流程有關。在生產過程中,不同階段的煤泥水具有不同的性質,煤泥水在流動過程中,本身的性質也在不斷地變化。 

(1)、煤泥水的密度 

煤泥水的密度是由水和煤泥的含量和煤泥的密度所決定的。水中煤泥的密度越大,含量越多,則煤泥水的密度越大。 

(2)、煤泥水的粘度 

煤泥水的粘度比純水的粘度大。煤泥水的粘度不但取決于其中固體物的含量,而且還取決于煤泥的性質和煤泥的粒度組成。在評定煤泥水的粘度時,不僅要考慮固體含量,而且還要考慮煤泥的性質和煤泥的粒度組成;因為煤泥的性質和粒度組成決定著煤泥水中固體顆粒之間的相互關系。 

資料表明,按粒度的大小可將煤泥分成兩類:一類是粒度大于45μm的粗粒煤泥,另一類是粒度小于45μm的細粒煤泥即細泥。當煤泥水中小于45μm的細泥含量較多時,煤泥水的處理(澄清、濃縮、浮選和過濾等)十分困難。實驗結果表明,在不同固體含量的煤泥水中,當煤泥的粒度小于45μm時,隨細泥含量的增加,煤泥水的粘度急劇增大;而粒度大于45μm的煤泥比較容易沉淀,粘度變化也不大。可見,煤泥水中固體顆粒的粒度越小,細粒級含量越高,煤泥水的粘度越大。 

煤泥水中固體物的影響還表現在粘土質和泥質物對煤泥水的污染上,煤中的這些物質在水中很易泥化,形成極細顆粒。如果顆粒表面帶電荷,則形成穩定的膠狀懸浮體,處于這種狀態的煤泥水的粘度很大。 

2、循環水濃度對生產過程的影響 

在選煤廠,生產過程需用大量的循環水,因循環水中含有一定量的煤泥,所以循環水亦具有煤泥水的性質。很顯然,循環水中的固體含量高,給選煤生產帶來不良影響越大。 

隨著循環水濃度增加,介質粘度增加,介質對沉降顆粒的阻力也增大。在跳汰選煤過程中,這將使分選下限增大。由于跳汰分選下限增大,這將增加煤泥水處理系統的負荷,使浮選入料的粒度上限和入料量增大,致使浮選選擇性下降、浮選尾煤跑粗和浮選生產費用增加。雙鴨山選煤廠生產資料表明,當洗水濃度從35g/L 增加到105g/L 時,跳汰分選下限從60網目增大到40網目。某選煤廠循環水濃度從250-300g/L降到3g/L后,浮選效果得到明顯的改善。可見,降低循環水濃度可降低跳汰分選下限,改善細粒級的分選效果,同時,也減少了精煤帶走的細泥量,使精煤質量得到提高。循環水濃度較大,會使跳汰精煤被細泥污染,因此,此時應增設脫泥作業,以利于跳汰精煤的質量。在生產過程中,為減少細泥對精煤的污染,在跳汰操作中采取降低分選密度的操作方法,這樣就增加了低密度物在中煤、矸石中的損失,使精煤的回收率下降。 

(2)、 循環水濃度對分級、澄清和濃縮作業的影響 

隨著循環水濃度的增加,進入撈坑中的煤泥水粘度將增大,其結果是固體顆粒在沉降過程中所受到的阻力增加,導致撈坑分級粒度變粗。 

隨著循環水濃度增大,澄清、濃縮設備的工作效果也受到不良影響。撈坑、角錐沉淀池的溢流進入大面積濃縮機后,由于煤泥粘度大,所以只有粗顆粒沉降較快,細粒沉降較慢或很難沉降,這就喪失了對煤泥水中細粒的處理機會,致使部分細粒在系統中惡性循環。因撈坑、角錐沉淀池等分級作業跑粗,會造成濃縮機中壓耙子、堵管道等事故;還會造成浮選尾煤跑粗,增加精煤損失。由上可見,跑粗對煤泥水系統影響很大。 

(3)、 循環水濃度對脫水作業的影響 

隨著循環水濃度的增加,尤其是隨著循環水中粘土質含量的增加,洗選作業的精煤將受到嚴重的污染,特別是對細粒精煤污染更嚴重。以上情況會增加精煤脫泥、脫水的難度,使精煤的灰分、水分都偏高,同時也使脫水設備的處理能力下降,甚至不能正常工作。 

綜上所述,選煤廠的技術經濟指標與煤泥水的性質關系密切,只有做好煤泥水的處理,才能保證選煤獲得良好的技術經濟指標。 

3、煤泥絮凝 

煤泥水中極細顆粒很難快速沉淀,容易引起循環水濃度過高,影響選煤工作正常進行。為了使循環水濃度滿足正常生產,應添加藥劑加速煤泥沉降,而單獨的添加凝聚或絮凝劑對于高灰分的細粒煤泥效果并不是很理想,必須對煤泥水進行凝聚和絮凝復合處理,以改善煤泥水中顆粒的粒度組成,加速煤泥在濃縮中的沉降速度,降低溢流濃度。 

(1)、作用機理 

1)、顆粒凝聚機理 

細顆粒物料的沉降主要取決于該顆粒體系的分散與凝聚狀態,而決定這種存在狀態的因素主要是顆粒的表面電性。當顆粒電性較大時,顆粒之間的電斥力占主導地位,阻礙顆粒在空間上的接近,而呈分散狀態。當顆粒電性較小時,電斥力降低,有利于顆粒相互靠近或結合絮團,細顆粒體系的自身凝聚為它們的自然沉降創造條件。由于這種分散是由于固體顆粒表面電荷引起的,所以往煤泥水中加入某種電解質,通過電解質在水中電離出的正電離子中和固體表面電荷,壓縮雙電層,降低了顆粒的表面電動電位,減小了斥力,使凝聚發生。這就是所謂的凝聚過程,而其中的電解質則稱為凝聚劑。 

2)、顆粒絮凝機理 

在煤泥水中加入具有較長線性分子結構的高分子化合物,這些高分子化合物在水中溶解發生電離作用,并通過靜電鍵合、氫鍵合、共價鍵合等作用與煤泥水的固體顆粒發生吸附作用。由于這些線性化合物分子結構通常很長, 在水中充分的伸展,而且鏈上有很多活性基團,因此通常可以同時粘結多個顆粒,從而引起顆粒的聚集,形成絮團。這個過程就叫做絮凝,而其中的高分子化合物就叫做絮凝劑。 

(2)、凝聚劑與絮凝劑配合使用 

1)、循環水深度澄清 

由于循環水固體含量高,且主要為泥質的微細顆粒,因而可采用常規的工業廢水處理方法,單獨加入凝聚劑,使微細顆粒凝聚成團而迅速沉降,最終得到高質量的澄清水。而凝聚劑與絮凝劑配合用于煤泥水沉降,將會發揮更大作用。 

3)、與絮凝劑配合用于煤泥水沉降 

在濃縮機中先加入凝聚劑,然后再加入絮凝劑,基本上可以實現所有固體顆粒的沉降,既可以滿足生產需要的循環水,又可以得到合乎壓濾機入料濃度要求的絮團沉淀物。首先,了解凝聚劑與絮凝劑的作用是不同的。凝聚劑易生成聚離子多核絡合物,可與煤泥水中懸浮粒子所帶電荷中和,并將其吸附成細小絮凝物,而高分子絮凝劑則具有優異的絮凝功能,再將細小絮凝物通過自身橋聯作用,形成較大的絮凝物。 

在不加入凝聚劑的情況下,顆粒由于表面電性斥力而呈分散狀態,以單個顆粒單獨與絮凝劑作用形成絮團。這樣,在一定絮凝劑用量條件下,無法保證顆粒全部回收,進而造成細泥循環,循環水濁度較大。由于顆粒靜電斥力作用使得絮團結構疏松,絮團沉降速度較慢,難以獲得較高濃度的壓濾機入料,增大壓濾系統的負荷。這是一種典型的難以處理煤泥水所表現出來的狀況。而造成這種現象的主要原因就是忽視了凝聚劑的作用,只單純依靠絮凝劑。因此,只有通過絮凝劑和凝聚劑的合理配合使用,方可以得到澄清的循環水,得到較好絮團沉降效果和較高濃度的壓濾機入料。在極軟水中,凝聚劑的作用就顯得尤其重要,由于其中顆粒表面負電荷較多,必須先用無機凝聚劑降低顆粒表面電位之后,再投加陰離子或非離子型絮凝劑,才能得到良好的絮凝,否則絮凝過程無法進行。 

(3)、絮凝劑和凝聚劑的選擇 

1)、藥劑的選擇 

煤泥水沉降中使用的藥劑很多,最常用的有機高分子化合物絮凝劑為聚丙烯酰胺,凝聚劑有明礬、三氯化鋁、三氯化鐵、氯化鈣、氧化鎂等。在極軟煤泥水澄清作業中,選擇無機鹽類電解質為陽離子凝聚劑,與聚炳烯酰胺配合使用可大大改善澄清效果。 

2)、加藥量的確定 

通過試驗單獨使用凝聚劑或絮凝劑,澄清效果都不理想,在此基礎上選擇絮凝劑和凝聚劑的復合使用,以達到理想的澄清效果,取得最佳的實驗用量配比。 

3)、加藥順序的確定 

在實際生產中發現,加藥順序對藥劑復配的效果也有一定的影響。加藥方式應該是先加凝聚劑,后加絮凝劑

 

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