浅谈阳离子絮凝剂在洗煤厂的应用 |
| 2012-06-14 15:03 作者：陈世鹏 来源：硅谷网-《硅谷》杂志 HV： 编辑：GuiGu 【搜索试试】
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摘要：絮凝剂是煤泥水环节在整个洗煤生产指标是否能够顺利实现的重要技术，它关系着煤泥的产品结构、质量以及经济效益，更加重要的是它关系着生产能否连续进行。在生产中定点存放，定时定量地投放，可以降低职工的劳动强度，使洗煤治水的成本大大的降低，为企业创收。
关键词：絮凝剂；效益；降低成本；MN-5药剂
中图分类号：TD94文献标识码：A文章编号：1671—7597（2012）0420
【《硅谷》杂志2012年4月刊文】煤炭被人们誉为黑色的金子，工业的食粮，它是十八世纪以来人类世界使用的主要能源之一。随着煤炭在社会环境中的广泛应用，也随之产生了现在十分红火的煤泥水处理行业，也就是人们常说的洗煤业。
在洗煤业中，最重要的环节莫于过煤泥水环节。因为煤泥水环节关系着整个洗煤生产指标是否能够顺利实现，关系着煤泥的产品结构、质量以及经济效益，煤泥水的处理更关系着生产能否连续进行。
而在煤泥水处理中不得不提到的是絮凝技术。因为絮凝技术是处理煤泥水的重要技术，起着至关重要的作用，而PAM主要是通过两种作用形式来进行脱水预处理：一种是体现在电荷中和效应。污水中的胶体粒子悬浮液，它之所以能够稳定存在，是因为粒子带电荷，电荷之间会存在排斥的现象，排斥会阻止它们相互接近。要是胶体粒子带相反电荷的聚电解质加入到悬浮物中，那么是可以降低粒子的电位，也就是将低表面电位，从而使胶体微粒脱稳，发生凝集沉降。第二种体现在吸附架桥作用上。比如PAM的分子量比较大，它可以吸附分散体系中的微粒，因为它是较长的线性结构，它的链段上有与其对应的特定官能团，同样能吸附多个微粒，它在微粒间起到的是联系的作用。
在处理煤泥水的重要技术---絮凝技术，它又分为阴离子絮凝剂和阳离子絮凝剂。在此之前，我们也曾在洗媒过程中使用过阴离子絮凝剂。
在4月初的一次洗媒作业的过程中，出现了这样的现象：循环水浓度高达190g/l左右，同时浮选入料浓度更是达到了250g/l左右。为了达到清水洗煤的目的，采取了加大阴离子絮凝剂添加量的办法。同时先是往浮选尾矿里投放卤粉，可是效果并不明显，后来改往浮选尾矿每一小时投放50袋石膏，结果效果依然不是很明显，循环水浓度仍然高达190g/l，居高不下。
后来，经过咨询水治理专家，分析了高硫煤生产矿井水质特性，洗煤生产使用的矿井水呈阴性，因此把原添加的阴离子絮凝剂换成了阳离子絮凝剂。
两三小时后，循环水逐渐清澈起来，最终浓度不到0.5g/l。而絮凝剂的投放量从原来的60kg/天到现在的15kg/天，而且不再需要添加卤粉、石膏、净水剂等絮凝助剂了，这样大大降低了职工的劳动强度，并且使得洗煤治水的成本大大的降低了。
那么阳离子絮凝剂是如何实现这些的呢？它的工作原理是通过中和水中悬浮颗粒表面的电荷来促进颗粒絮凝，从而使得水中的颗粒脱稳。那么脱稳后的颗粒在高分子聚合物活性基因的架桥作用下互相吸附，最终就形成了较大的絮团。而阳离子絮凝剂同时也适用于污水处理的污泥脱水和工业污水处理厂污泥脱水处理。因为它有这些特点：1）优秀的絮状成形，矾花大且紧密，污泥量少且沉降速度快。2）它的投加量小，运行费用低。3）它适应水体PH值宽为4-11，最佳PH值范围为6-9，净化后的PH值与总碱度变化幅度小，对处理设备腐蚀性小。4）是它应用很广泛。阳离子絮凝剂靠着强大的工作原理以及它的自身优势，使得它在洗煤业中得到了更多的青睐。而阳离子絮凝剂中的佼佼者复合阳离子絮凝剂更是应用的最为广泛。因为絮团沉降速度最快的絮凝剂是复合阳离子絮凝剂MN-5（75cm/min），MN-5的上清液的浊度低，压缩层的厚度相对较薄。所以新型MN-5絮凝剂与普遍常用的无机凝聚剂的高效复合阳离子絮凝剂相比，体现出明显的性能优势。
那么什么是MN-5呢？MN-5药剂它表现出来的特性是调整溶液中的离子环境并且提高多胺在水溶液中的阳离子特性。它够能与多胺相互促进，并且增强絮凝剂在煤泥表面的吸附能力。它同时可以加强中和煤泥表面负电荷的能力，还有压缩双电层，可以降低煤泥表面的电位，加速煤泥和细泥的凝聚沉降。它通过对煤泥水治理的工业性试验，并且在使用过程中表现出了对煤泥的絮凝沉降方面的效果，最重要的是它对含有细粒黄泥较多的煤泥水进行絮凝时，大大保证了絮团沉降的速度，所以由此得出结论，它是一种既经济又环保的絮凝剂。
那么来看看MN-5在实际运用中的表现。淮北石台选煤厂在作业中发现煤泥水中高灰细泥含量很高而且积聚现象比较严重。循环水浓度甚至达到250g/L，那么这样的情况下洗水就不能复用了，而且外排的煤泥水严重污染了农田以及周围的环境。在此期间曾经使用过其他的方法，可惜都没有达到理想的效果。在这样的情况下，开始使用新型MN-5絮凝剂与阴离子PAH絮凝剂进行了工业性试验，结果效果很理想。从试验前后生产结果的强烈对比可以看出：进入尾煤浓缩机的煤泥浓度是相等的，即所处理的煤泥量相等的情况下，试验前的药剂成本在厂部规定的10000元/月以下，而浓缩机溢流浓度在383L，没有清水层，经过试验后，它的药剂成本降低到8500元/月以下，而且浓缩机溢流浓度降到0.3g/L以F，清水层厚度在1.2m以上。这样的数据显示它已经达到了一级闭路的要求，并且大大降低了成本。与其同时，再生水的复用，煤泥厂内的回收，杜绝了煤泥水外排的情况。现有的3个1145m的厂外煤泥池中有2个已经改成了养鱼池。厂容得到了美化的同时，更因此被评为安徽省环保先进单位。
以上实验表明新型MN-5阳离子絮凝剂的确是一种对煤泥絮凝沉降效果显著的药剂。所以西庞洗煤厂便开始使用阳离子絮凝剂。
因为在煤泥水沉降的过程中，选择合适的治水药剂是非常重要的，它能够真正实现持续清水洗煤。
西庞洗煤厂在治水药剂的管理上采用定点存放、定时、定量领用的细化管理。由专人负责药剂的领用、发放。并且通过加强药剂的管理，药剂的消耗才能降低。
伴随着洗煤量日益增高和煤质质量的下降，尾煤压滤环节能力也显得有些不足，经常出现浓缩机内积料，缩小了尾煤沉降空间，出现了洗水浓度升高等恶性循环事件。经考察调研，决定将传统压滤机更换为高效、快开式隔膜压滤机。
只有有效地解决洗水细泥的积聚现象，达到及时回收沉降的尾煤泥。浓缩机保持在低料位运行，并且减少煤泥在浓缩机内部的积存时间，还有浓缩机循环水固体浓度要持续控制在0.5克/升以内，这样才能进一步巩固洗水闭路循环。
这些步骤可以大大提高尾煤的处理能力，使尾煤煤泥得到及时的回收，为循环水治理提供了足够的沉降空间，并且推动环境友好型企业的建立。
在此期间，通过与中国矿业大学进行合作开展“东庞矿洗煤厂煤泥水沉降性能恶化预防策略及自动控制技术研究”，利用现场实测调查、理论分析、数值模拟等综合研究方法与手段，开发了煤泥水自控系统（包括水质在线监测和药剂自动添加系统）软件包，实现了煤泥水处理的在线检测和自动控制。选择了经济、适用的煤泥水处理药剂，减少药剂添加量，有效减轻工人劳动强度、改善工人工作环境；建立最佳、适应生产变化需要的药剂添加制度；有效解决洗水细泥积聚现象，为浮选稳定高效运行提供保障。
而只有改善了浮选工艺效果，稳定了选煤生产工艺，才能提高煤泥水系统的适应性、和工艺技术指标。
经过工业性技术检查，在尾矿指标相同的情况下，浮选机分选精度显著提高，浮精灰分由原来的8.9-9.2%降至现在的8.5-8.8%之间，浮选精煤质量有了较大改善。药剂添加自动化的应用减少了人为因素的影响，药剂消耗降低20%左右。实现年度创效600万元。
作者简介：
陈世鹏（1983-），男，山西运城人，东庞矿西庞洗煤厂技术员。（注：本文版权归作者本人和硅谷杂志所有，禁止他人未经授权转载）
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