洗煤的概述:
洗煤是煤炭深加工的一個(gè)不可缺少的工序,從礦井中直接開(kāi)采出來(lái)的煤炭叫原煤,原煤在開(kāi)采過(guò)程中混入了許多雜質(zhì),而且煤炭的品質(zhì)不同,內(nèi)在灰份小和內(nèi)在灰份大的煤混雜在一起。洗煤就是將原煤中的雜質(zhì)剔除,或?qū)?yōu)良煤和劣質(zhì)煤炭進(jìn)行分門別類的一種工業(yè)手藝。
洗煤過(guò)程后所產(chǎn)生的產(chǎn)品一般分為有矸石、中煤、乙級(jí)精煤、*精煤,經(jīng)過(guò)洗煤過(guò)程后的成品煤通常叫精煤,通過(guò)洗煤,可以降低煤炭運(yùn)輸成本,提高煤炭的利用率,精煤是一般可做燃料用的能源,精煤一般主要用于煉焦,它要去硫,去雜質(zhì)等工業(yè)過(guò)程,以達(dá)到煉焦用的標(biāo)準(zhǔn)。
為了去除煤炭中矸石,以防在高溫燃燒中溶結(jié)為一體結(jié)塊,容易堵塞爐膛或其它燃燒設(shè)施,而且它不燃燒減少燃燒熱量影響效率。
什么叫洗煤廢水?
洗煤廢水是濕式洗煤時(shí)排出的廢水。洗煤方法分為濕式洗煤和干式洗煤兩種。濕式洗煤時(shí)每噸煤用水量為2-8m3.生成的廢水中主要含有粒徑小于50μm的懸浮物,廢水主要成分為微煤粉、砂、粘土、頁(yè)粉巖等。廢水處理方法一般多采用凝聚沉淀或氣浮法等。處理后的出水可回用于生產(chǎn)。
洗煤廢水性質(zhì):
洗煤廢水是煤礦濕法洗煤加工工藝的工業(yè)尾水,其中含有大量的煤泥和泥砂,給礦區(qū)附近的環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。洗煤廢水已是煤炭工業(yè)的主要污染源之一,越來(lái)越受到人們的重視。洗煤廢水特別穩(wěn)定,靜置幾個(gè)月也不會(huì)自然沉降,因此處理非常困難。我國(guó)從60年代就開(kāi)展了這一方面的研究工作,但始終沒(méi)有研究出比較有效的處理方法。近幾年,筆者對(duì)這類廢水難于處理的原因進(jìn)行了較深入的研究,并依此提出用石灰(或電石渣)和聚丙烯酰胺、聚合氯化鋁進(jìn)行混凝沉淀的處理方法。該研究成果已*廣大應(yīng)用。
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表1 部分煤礦洗煤廢水水質(zhì) |
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洗煤廢水來(lái)源 |
pH |
SS/(mg·L-1) |
CODcr/(mg·L-1) |
BOD5/(mg·L-1) |
ζ電位/mV |
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鐵法礦洗煤水 |
9.16 |
36410 |
3378 |
1120 |
-11.5~-90 |
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曉明礦洗煤水 |
8.14~8.46 |
70000~100000 |
25000~43000 |
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-72~-75 |
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小青礦洗煤水 |
8.63~9.17 |
75000~150000 |
28000~48000 |
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-37~-55 |
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靈石洗煤外排水 |
6.7 |
5151 |
1279 |
32 |
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洗煤廢水特點(diǎn):
煤炭行業(yè)的洗煤廢水、選煤廠的煤泥水、燃煤電廠的地面沖洗廢水等都是水與細(xì)煤粉的混合物,其主要特點(diǎn)是濁度高,固體物粒度細(xì),固體顆粒表面多帶負(fù)電荷,同性電荷間的斥力使這些微粒在水中保持分散狀態(tài),受重力和布朗運(yùn)動(dòng)的影響;由于煤泥水中固體顆粒界面之間的相互作用(如吸附、溶解、化合等),使洗煤廢水的性質(zhì)相當(dāng)復(fù)雜,不僅具有懸浮液的性質(zhì),還具有膠體的性質(zhì).由于上述原因,洗煤廢水很難自然澄清,而且這類廢水經(jīng)沉淀后上清液仍是帶有大量煤泥等懸浮物的黑色液體,其中含有選煤加工過(guò)程中的各種添加劑和重金屬等有害物質(zhì).大量的洗煤廢水未達(dá)標(biāo)排放,造成了水體污染、河道淤塞、煤泥流失,給國(guó)家造成了*大的經(jīng)濟(jì)損失,也使得煤炭行業(yè)水資源更為緊缺,嚴(yán)重制約著煤炭生產(chǎn)的發(fā)展.所以開(kāi)發(fā)洗煤廢水*處理的新技術(shù)、新工藝有重要的意義,本文以洗煤廢水為研究對(duì)象,應(yīng)用結(jié)團(tuán)凝聚技術(shù),在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行了洗煤廢水*處理的可行性研究。
洗煤廢水常規(guī)處理工藝;
過(guò)去選煤廠采用煤泥水直接排入煤泥沉淀池中進(jìn)行沉淀處理,澄清水循環(huán)使用或外排。由于洗煤廢水中的細(xì)煤泥顆粒、粘土顆粒很難靜沉,煤泥顆粒在循環(huán)過(guò)程中不斷細(xì)化,造成循環(huán)水SS濃度提高,影響甚至破壞選煤工藝。這時(shí)就不得不外排一部分高濃度洗煤廢水或加入大量的清水進(jìn)行稀釋,從而造成洗水不平衡,無(wú)法實(shí)現(xiàn)清洗水的閉路循環(huán),既造成環(huán)境污染又導(dǎo)致煤泥流失、資源浪費(fèi)。
重為濃縮沉淀法
重力濃縮沉淀法中,常選用沉淀池、濃縮機(jī)等工藝。一半煤泥水處理工藝中,煤泥水通過(guò)撈坑進(jìn)入濃縮機(jī)后,其溢流固體含量不超過(guò)10g/L[5]。溢流水再由沉淀池進(jìn)一步處理。采用沉淀法處理洗煤廢水,表面負(fù)荷低、占地面積大,廢水處理后懸浮物濃度依然較高,不能達(dá)到廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。
混凝沉淀法
混凝沉淀法是洗煤廢水處理中廣泛使用的。針對(duì)不同的洗煤廢水性質(zhì),采用不同的絮凝劑進(jìn)行處理。
聚合氯化鋁對(duì)洗煤廢水的處理:
對(duì)PAC的作用是通過(guò)壓縮雙電層使水中顆粒脫穩(wěn)后發(fā)生凝聚,而且在此工藝中,PAC投量要以滿足形成理想的初始粒子的要求為前提,其投量影響到結(jié)團(tuán)體的有效密度e、粒徑dp及出水濁度SSt,從而影響到洗煤廢水的處理效果隨PAC投量增加,煤泥結(jié)團(tuán)體有效密度e降低,這是由于PAC投量增加,煤泥顆粒的凝聚力增加,易生成高倍粒子,這樣的粒子空隙率大,故導(dǎo)致了煤泥造粒有效密度e的降低;,出水濁度SSt隨PAC投量的增加而明顯下降,出水由濁變清,當(dāng)PAC增加到2.6mg/L時(shí),SSt變化很小,基本趨于穩(wěn)定,PAC的增大,使洗煤廢水中的細(xì)小顆粒脫穩(wěn)程度提高,凝聚力增加,SSt急劇下降,當(dāng)PAC投量達(dá)到一定數(shù)值時(shí),廢水中大部分顆粒幾乎全部脫穩(wěn)凝聚,達(dá)到*效果,再增大PAC投量,亦無(wú)太大意義;而且在實(shí)際工程中,考慮到節(jié)省藥劑費(fèi)用,要控制PAC的投量。
洗煤廢水采用結(jié)團(tuán)凝聚工藝取得較好的效果.在實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)改變PAC、PAM的投量以及Uw的值,可觀察凝聚柱中結(jié)團(tuán)體的形成過(guò)程和被懸浮層攔截的情況,并測(cè)試其有效密度和出水濁度,經(jīng)結(jié)團(tuán)凝聚處理后的洗煤廢水其濁度、色度都有明顯的變化,實(shí)驗(yàn)證明,結(jié)團(tuán)凝聚能*處理洗煤廢水。
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