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摘要:随着选煤厂洗水闭路循环和环境保护的日益提,高絮凝剂在选煤厂的应用越来越普遍,因此,高效、廉价絮凝剂的开发应用至关重要,是选煤厂实现煤泥水内回收洗水闭路循环,保护环境的技术关键。结合老虎台矿选煤厂细微颗粒含量过多,泥化现象严重等问题,经过无数次试验结果,我选择使用聚合氯化铝絮凝剂结合聚丙烯酰胺絮凝剂对老虎台矿选煤厂的煤泥水进行处理。
本文介绍了煤泥水的性质及主要特点,并讨论了处理煤泥水常用的絮凝剂的作用机理及其应用情况。
关键词:煤泥水,絮凝剂
1煤泥水的性质及主要特点
煤泥水由煤和水组成,其性质既与煤的性质有关又与水的性质有关,并受它们之间相互关系的影响,主要有:煤泥水浓度、粘度、灰分、化学性质及煤泥的粒度,其中煤泥的粒度组成 在很大程度上决定了煤泥水沉降过程的难易程度,且随着粒度变细及细粒含量的增多,将使颗粒的布朗运动加剧,煤泥水粘度增大,颗粒间表面电荷斥力作用明显,并使煤泥水具有某些胶体性质,从而导致煤泥水很难自然澄清。一般情况下,地质年代较长的原煤所产生的煤泥水浓度低,处理比较容易,而对于那些年轻煤种,所产生的煤泥水不仅浓度高,而且粘度大、粒度小,处理非常困难。高浓度煤泥水难于处理的主要原因在于它是一个稳定体系,静置几天,甚至几个月也不会自然沉降。
煤泥水的主要特点是:浓度高,粒度细,灰分高,颗粒表面多数带负电荷,同性相斥,使得这些微粒在水中保持分散状态,它们在水中不仅受重力的作用,还受布朗运动影响。此外,煤泥水不但具有悬浮液的特点,往往还具有胶体的某些性质。
2絮凝机理
絮凝作用是非常复杂的物理、化学过程,现在多数人认为絮凝作用机
理是凝聚和絮凝两种作用过程。凝聚过程是胶体颗粒脱稳并形成细小的凝聚体的过程;而絮凝过程是所形成细小的凝聚体在絮凝剂的桥连(架桥)作用下生成大体积的絮凝物(即絮团)的过程。煤泥水中的细泥粒度很小,不能凝聚成较大的颗粒,保持相对稳定状态,长时间不沉降。为了加速煤泥沉降,必须破坏这种稳定状态。在煤泥水中加入具有较长线性分子结构的高分子化合物,这些高分子化合物在水中溶解发生电离作用,并通过静电键合、氢键合、共价键合等作用与煤泥水的固体颗粒发生吸附作用。由于这些线性化合物分子结构通常很长,在水中充分的伸展,而且链上有很多活性基团,因此通常可以同时粘结多个颗粒,从而引起颗粒的聚集,形成絮团。这个过程就叫做絮凝,而其中的高分子化合物就叫做絮凝剂。
3化验室试验
3.1试验用水
老虎台矿选煤厂煤泥水。(原水浊度37.97)
3.2试验絮凝剂
a.聚丙烯酰胺
b,聚合氯化铝
3.3试验
试验1表格如下:
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试验2表格如下:
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试验3表格如下:
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试验4表格如下:
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3.4试验结论
综上表格所述:表4中的第二组数据表明为这次试验效果最佳,性价比最佳。由此选择这组数据作为现场试验数据。
4现场试验
4.1试验用水
老虎台矿选煤厂煤泥水。
4.2试验絮凝剂
a.聚丙烯酰胺0.1%,加药量200ppm
b,聚合氯化铝10%, 加药量100ppm
4.3试验现象
约20分钟后看到原池中溢出泥水由黑色浑浊渐渐变成无色澄清,池下煤泥成絮体完好,产煤泥量大大提升。
4.4试验结论
针对老虎台矿选煤厂煤泥水微细粒含量多,灰分高。经过此次试验表明此絮凝剂效果显著,试验成功。
5结论及展望
絮凝技术已经成为当今煤泥水处理行业中十分重要的技术,而絮凝剂作为该技术的核心起着越来越重要的作用。机高分子絮凝剂的生产和应用虽然已经取得了较大的进步,但其生产使用过程中的不安全性和给环境造成的二次污染仍应引起人们的重视。
无机絮凝剂的使用已有较长的历史了,由于其优良的性价比,在一段时间内,它还会被当作助絮凝剂使用。与合成的有机高分子絮凝剂相比,天然有机高分子絮凝剂以其优良的絮凝性、不致病性及安全性、可生物降解性,正引起世人的高度重视,且具有分子量分布广、活性基团作用点多、结构多样化等特点,具有良好的开发前景。但其使用量远小于有机合成高分子絮凝剂,原因是其电荷密度小,分子量较低,且易发生生物反应而失去絮凝活性。随着人们环保意识的提高,有机高分子絮凝剂将沿着高效、廉价、无毒的方向发展,由于丰富的原料来源,天然高分子改性絮凝剂将有较好的发展前景,现已受到高度重视;而微生物絮凝剂的高效特性也使其成为一个发展热门。另外,从分子量和分子结构上看,有机高分子絮凝剂将沿着超高分子量絮凝剂、交联絮凝剂和胶丸状絮凝剂的方向发展。
参考文献:
1 张明旭,煤泥水处理, 徐州: 中国矿业大学出版社,2000.
2 袁宗宣,郑怀礼,舒型武,絮凝科学与技术进展,重庆大学学报,2001 24(2):143.
3 邹龙生,王国庆,有机絮凝剂的现状和未来,化工技术与开发,2002 31(4):