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聚丙烯酰胺在选煤厂煤泥水处理中的应用

发布时间:2019-09-10 17:35:55     作者:波涛净水

随着煤炭市场竞争的日趋激烈及销售形势的不断变化,根据矿井原煤煤质的特点,需要加大原煤的入洗量,因此而产生的煤泥水量也相应增加,而西露天矿选煤厂原有的煤泥水处理系统不能满足实际生产的需要。经过改造,煤泥水处理工艺流程如图1所示。为使煤泥水在浓缩池中快速沉淀,保证合格洗水与压滤煤泥生产,使生产高效经济运行,需要选择合适的絮凝剂来加强煤泥水的处理。通过近几年的生产实践证明,聚丙烯酰胺对煤泥水处理效果较好,能加速煤泥的沉降,并有助于压滤生产。

图1煤泥水处理工艺流程图

1、絮凝作用机理

聚丙烯酰胺简称PAM,是一种线型高分子聚合物,无毒、无腐蚀性、易溶于水,其水溶液与煤泥水混合后,聚丙烯酰胺分子链上的活性基团与煤泥水中的细颗粒表面发生吸附,在颗粒之间起连接作用,使细颗粒形成较大絮团,加快了煤泥沉淀速度。

2、聚丙烯酰胺水溶液的配制

新集选煤厂选用聚丙烯酰胺胶体作为配制原料,其固体含量为3.75%,分子量约为800万。按照配制后聚丙烯酰胺溶液浓度1‰,计算出所需清水量和胶体量,先往搅拌筒内注入清水,启动搅拌器,缓缓倒入聚丙烯酰胺胶体,使其搅拌均匀;待胶体全部溶解,即搅拌筒内液体变为无色透明液体,且液体中没有未溶的凝结物或块状物,则停止搅拌,聚丙烯酰胺溶液配制完成。配制过程应注意避免过度搅拌以引起聚丙烯酰胺分子降解。

3、聚丙烯酰胺水溶液的添加方式

聚丙烯酰胺水溶液的添加是煤泥水处理中的关键环节,采取合适的添加方式,将有助于提高絮凝效果。该厂经过多年生产实践观察,并逐步摸索改进,形成一套加药装置。现在采取的添加方式是:生产时,打开出料管阀门到一定开度,启动化工泵,把聚丙烯酰胺溶液注人煤泥水中。加药点设在煤泥水有局部混流处,有助于煤泥水中的颗粒形成絮团。该厂把加药点设置在配水筒内。为保证加药均匀稳定,使煤泥及时取得沉淀,生产过程中至少使用2台药剂搅拌筒,在一台聚丙烯酰胺溶液注完之前,另一筒溶液已制备完成,以保持添加药剂的连续性。加药不稳定,较易造成浓缩溢流超标。在加药时,应注意观察浓缩池中煤泥水沉淀情况,浓缩溢流稳定在30-40g/L。

4、絮凝效果的影响因素

(1)聚丙烯酰胺用量。

对于处理煤泥水,需要添加适当的量才能有效地发挥其絮凝作用。可以根据所选择的煤泥水处理工艺及煤泥水性质通过试验来确定。用量少将导致煤泥沉淀速度变慢,浓缩溢流较易超标,不能保证所要求的循环水指标,从而使洗煤产品指标难以稳定控制。用量过多,虽然加快了煤泥的沉淀速度,但易造成浓缩底流浓度过高。一般浓淀速度,但易造成浓缩底流浓度过高;一般浓缩底流浓度要求在500g/L,即可满足压滤生产;用量过多使浓缩底流浓度有时高达700g/L以上,并且底流中聚丙烯酰胺含量增加,这样对底流运输及压滤生产不利,在压滤卸煤饼时煤饼不易脱落,增加了操作人员劳动强度,降低了工效;同时也造成了药剂浪费,使生产成本增加。因此,适量使用聚丙烯酰胺,不仅能提高絮凝效果、有效处理煤泥水,而且对保证洗煤产品指标、提高工效、降低成本也起着重要作用。

(2)煤泥水浓度。

不同的选煤厂对进人浓缩机的煤泥水浓度有着不同的工艺要求。该厂现生产动力煤,为降低煤泥水处理环节的压力,提高洗煤生产能力,对进入浓缩机的煤泥水浓度要严格控制,即旋流器溢流浓度应在70g/L以下,这样可使絮凝效果达到较为理想状态,煤泥沉淀速度较快。当然,煤泥水浓度越低,越对絮凝作用有利,但对于旋流器操作控制非常困难;煤泥水浓度越高,越不利于絮凝,煤泥沉淀速度明显下降,浓缩溢流难以控制,药剂消耗量增加,沉淀的煤泥较疏松,浓缩底流浓度较低,压滤形成煤饼时间长。当煤泥水浓度达到95g/L时,聚丙烯酰胺消耗量高达正常情况下的2倍,浓缩溢流还常出现超标,浓缩池中煤泥水呈悬浮状态,严重影响洗煤生产。所以,严格控制煤泥水浓度,对絮凝效果起着关键作用。

(3)煤泥水温度。

通过近几年的观察,煤泥水的温度发生变化对絮凝效果也产生一定的影响。当温度较高时,煤泥絮凝效果较好,沉淀速度较快;当温度较低时,絮凝效果相对较差,煤泥沉淀速度较慢。此类现象在夏季与冬季较为明显。实际生产过程中,如要提高煤泥水的温度非常困难,为保证煤泥水及时取得处理,在温度较低时,特别是在冬季,可以适当提高聚丙烯酰胺水溶液的浓度。

(4)入洗原煤的性质。

该厂属于矿井型选煤厂,入洗原煤性质主要决定于矿井生产的原煤的性质。由于开采煤层和井下条件的变化,不同时期矿井生产的原煤的性质会发生变化,所以入洗原煤的性质不是很稳定,有时差别非常大,如原煤灰分、粒度等的变化,这对煤泥的絮凝效果也产生一定影响。当入洗原煤灰分较低时,煤泥絮凝效果较好,煤泥沉淀速度较快,絮团较致密,对煤泥水处理有利,可以适当减少聚丙烯酰胺胶体的用量;当入洗原煤灰分相对较高时,煤泥絮凝效果变差,絮团沉淀速度减慢,同时絮团也显得较为疏松,对煤泥水处理不利,需增加聚丙烯酰胺胶体的用量。因此,及时掌握入洗原煤灰分的高低,调整聚丙烯酰胺胶体的用量,对煤泥絮凝效果起着重要作用。当入洗原煤粒度变小时,虽然进入浓缩池中煤泥水的浓度没有提高,但细粒煤泥的比例增加,此时如不加大聚丙烯酰胺胶体的用量,絮凝效果会随之变差,浓缩池中会呈现部分煤泥沉淀,部分煤泥悬浮状态,浓缩溢流易超标;同时浓缩底流浓度也较低,直接影响压滤生产。造成此类现象的主要原因是煤泥水中的细颗粒增加,使各颗粒的总比表面积增加,只有增加聚丙烯酰胺的量,才能使大量的细颗粒结成絮团。

5、与其它药剂的配合使用

该厂在生产过程中,由于受本地条件的影响,入洗煤中含泥量较大,使煤泥水中含有一部分细泥,并且煤泥水的硬度较低,严重阻碍着煤泥的聚凝沉降。仅凭聚丙烯酰胺的作用,难以达到煤泥快速沉降的目的。该厂采用辅助添加卤片(主要成分氯化镁)的方法以配合使用。其用量为每入洗1t煤消耗0.1-0.12kg卤片,与聚丙烯酰胺水溶液分开添加,在添加前用清水稀释。取得了明显的效果,基本上消除了细泥及煤泥水硬度的影响。

6、结语

因此,掌握聚丙烯酰胺水溶液的配制、添加操作方法及有关影响因素,针对实际应用中遇到的问题,采取相应的解决办法,不仅对选煤厂煤泥水处理起着促进作用,而且对稳定系统生产,降低生产成本,提高经济效益也起着重要作用。

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