煤泥水特征及其處理技術應用研究

范 偉

（山西辰誠建設工程有限公司，山西 陽泉 045008）

引 言

煤泥水處理是選煤工藝的重要內容，涉及到眾多方面，資金投入大，管理困難。另外，由于煤泥水的性能非常穩定，靜置幾個月也不會自然沉降，因而大大增加了處理的難度。在實際工作中，為滿足閉路循環的水質要求，防止水質出現惡化的情況，實現對周圍環境的有效保護，必須采用合理的處理技術。本文對煤泥水處理技術進行了探討分析，并對處理技術的改進進行了展望，以期更好地指導煤泥水處理的實際工作，提高處理效果。

1 煤泥水的特征

1.1 一般特征

以長焰煤和無煙煤煤泥水為例，對其性質進行對比分析，具體數據如表1所示。由表1可知，2種煤泥水都呈弱堿性質，并帶有一定的負電荷；但二者的密度不同，存在著一定的差異。另外，二者的SS和CODCr存在著較大的差異。

1.2 礦物組成

煤泥水的組成比較復雜，其結構本身是復雜的多分散體系，由占有不同比例的不同顆粒所組成，且這些顆粒的粒度、形狀、密度、巖相等都存在較大的差異。另外，選煤廠不同，其煤泥的礦物組成和巖相特征也不同?？茖W分析其礦物組成，對合理選擇混凝劑有重要的幫助，具體的礦物組成分析如表2所示。由表2可知，2種煤泥的組成當中，主要成分是SiO2和Al2O3，并且2種煤泥中SiO2含量都比較高，在41.5%以上；含量次多的是化合C，且長焰煤化合C含量要高于無煙煤，其他礦物的含量都比較少。

表2 干煤泥礦物組成表［2］%

1.3 粒度特征

對于煤泥水來說，其粒度特征與粒度分布會直接影響處理效果。特別是微細級粒度的分布含量對處理效果有著決定性的影響。事實上，粒徑越小，沉降速率越慢，沉淀分離難度越大。陽泉某煤礦利用LS230/sum＋型粒度分析分布儀，測定煤泥的粒度分布情況。具體測試結果如圖1所示。通過分析該圖可以得知，長焰煤和無煙煤煤泥水的細微煤泥顆粒（小于75μm）質量分數都較高，前者質量分數為69.34%，后者質量分數為62.63%；粒度在75μm～250μm的顆粒，在長焰煤中的質量分數為19.23%，在無煙煤中的質量分數為35.71%；而粒度大于250μm的顆粒，在長焰煤中的質量分數為11.43%，在無煙煤中的質量分數為1.66%。另外，不同煤質的煤泥水在性質上有著較大差異，主要表現在懸浮物濃度不同，煤泥顆粒含量不同；但也存在著一定的共性，表現為表面帶有一定的負電荷，細微煤粒含量較大，SiO2和Al2O3是最為主要的成分。所有這些特征表明，煤泥水是帶負電的膠體分散體系，不容易出現自然沉降現象。

圖1 煤泥顆粒粒度分析

2 煤泥水處理技術

2.1 煤泥水處理工藝

煤泥水處理工藝是實際工作中重點關注的問題，它對煤泥水處理效果有著重要的影響。經過不斷研究和改進，目前取得了一定的進展［3］。

2.1.1 動力煤處理工藝

具體流程如圖2所示。該工藝在選煤廠得到了較為廣泛的運用。在該處理工藝的具體應用中，最為關鍵的內容是設備對粒度的要求。只有滿足粒度的要求，才能達到最佳的處理效果。

2.1.2 煉焦煤煤泥水處理工藝

流程如圖3所示。在該工藝流程圖當中，入浮煤泥的粒度是該工藝流程中的關鍵因素。在處理之前，需要進行粗煤泥分選和預先脫泥等操作，以降低入浮煤泥量，提高浮選效果。隨著開采量的增加，煤泥水處理負荷不斷增加，對浮選和配套設備的要求也更高。另外，粗煤泥分選也是煤泥水處理工藝中的重要環節，其關鍵內容是是否預先脫泥、配套設備的選用等。當前，主要推廣應用的是TBS設備。該工藝往往利用預先脫泥工藝進行支撐。在煤礦開采過程中，很多選煤廠由于開采量增大而導致煤泥增多，浮選效果降低，跑粗問題嚴重，造成大量煤炭資源浪費。為此，應該選用優化的粗煤泥回收系統和煤泥水處理系統。

圖2 動力煤煤泥水處理工藝流程

圖3 煉焦煤煤泥水處理工藝流程

2.2 煤泥沉淀形式

煤泥沉淀的主要形式包括自然沉降和絮凝沉降。自然沉降時，受到單分散和多分散系統的同時作用。絮凝沉降主要是絮凝劑的使用問題，既可以是單一絮凝劑，也可以是組合絮凝劑。使用中需要注意pH值對煤泥沉降的影響。

2.3 絮凝劑

絮凝劑包括常規和新型2類絮凝劑。常規絮凝劑包括有機高分子、無機高分子、無機低分子絮凝劑；新型絮凝劑包括生物浸出、生物浮選、生物絮凝、生物環境控制，這些技術在實際運用中取得了良好的效果。另外，生物絮凝劑容易被微生物分解，無毒無污染，有著廣闊的應用空間。

3 煤泥水處理技術的改進

3.1 煤泥水處理工藝改進

煤泥水處理與煤泥沉淀、絮凝劑的選擇有重要的關系。目前，在煤泥水處理工藝中，跑粗是比較突出的問題，常用的應對措施包括預先脫泥和非預先脫泥工藝，二者的設備不相同，各有缺陷和特點。就目前處理的實際工作來看，在控制跑粗問題的實踐中，預先脫泥工藝的效果更好，配套設備也更先進，對煤泥沉淀和絮凝技術具有更強的適用性。

3.2 煤泥沉淀形式改進

為了實現對煤泥水處理設備的改進，今后，應該加強動量方向的研究工作，研究重點放在絮凝劑的協同作用。對煤泥水和絮凝劑進行合理組合與搭配，并形成完善的搭配組合資料，促進理論研究的深入，并使其轉化為現實生產力，更好地指導實踐。另外，在煤泥水處理的實際工作中，還要針對不同煤泥水水質分析所得結果，采用相應的技術，以提高處理效果。

3.3 絮凝劑改進

在實際研究和應用中，不僅不再局限于傳統的絮凝劑研究，而且在生物絮凝劑方面已經取得了一定的成就。今后，應著重研究更加環保和高效生物絮凝劑，使絮凝劑在煤泥水處理工作中發揮更大的作用。將其運用到污水處理工作中，提高污水處理效果，實現對環境的有效保護。

4 結語

在整個選煤工作當中，煤泥水處理是其中的重要內容。在今后有實際工作中，應該合理選擇煤泥水處理技術，加強管理，改進處理策略。同時，注重經驗的總結，提高作業人員素質，以更好地指導煤泥水處理的實際工作，提高整個選煤工作的技術效果和經濟、社會效益。

［1］ 紀鴻，劉文麗.煤泥水處理技術研究現狀探析［J］.煤質技術，2013（5）：63-66.

［2］ 吳學新.礦井煤泥水綜合治理技術及應用［J］.山東煤炭科技，2013（3）：62-63.

［3］ 江繼濤，李多松，賈菲菲，等.煤泥水處理技術的成因分析與研究現狀［J］.中國新技術新產品，2012（5）：167.