洗煤厂煤泥水处理遇到的问题原因分析及改进措施

技术知识

2022-09-14

摘要：煤泥水处理效果的好坏会直接影响分选系统稳定性、产品质量及洗水的浓度。针对洗煤厂煤泥水处理过程中遇到的问题，通过现场分析研究决定在合理选择和添加药剂等方面对原煤泥处理系统进行改造。本文就对洗煤厂煤泥水处理解决措施进行探讨。

关键词：洗煤厂；煤泥水；处理问题

洗煤厂煤泥水一般是指在煤炭洗选加工过程中所产生的工业废水，煤泥水中含有不等量的重介质、化学药剂、煤泥、重金属等多种物质，若不经过处理直接进行外排会对当地的环境造成严重的污染。洗煤厂煤泥水处理是洗煤厂投资花费较高的系统工程，同时也是生产管理中最为复杂和困难的系统，煤泥水的处理涉及洗煤工艺的各个环节，其能否得到有效处理直接关系着洗煤厂的综合效益。

1 洗煤废水的危害

1.1洗煤废水中悬浮物的污染

由于超细颗粒的存在使得煤泥与水形成稳定的胶体，且洗煤废水中的悬浮物分离难度加大，因此，往往直接排出，因此，洗煤废水对环境的主要污染是悬浮物。且由于选煤厂技术水平相差较大，因此，部分厂家排放的废水中的悬浮物严重超标，一般超标几十倍甚至几百倍，对环境造成极严重的污染。悬浮物的主要成分是粒径超细的煤粒和粘土类颗粒，这些悬浮物大量进入水域后，产生巨大的危害。（1）悬浮物能够降低水体透光性，增加水体色度，使水生生物的光合作用受到影响，生长繁殖受到抑制，水体无法发挥其自净作用;（2）由于悬浮物颗粒是自然粒度分布，因此，部分悬浮固体有可能将鱼鳃堵塞，从而造成鱼类的窒息死亡;另外，由于颗粒的絮凝作用，有可能聚沉于河底，使底泥腐化，因而造成水质严重恶化。

1.2洗煤废水残留药剂的污染

煤矿开采出来后，由于开采过程较复杂，因此含有大量的杂质，必须经过洗选才能凈化煤泥，提高其热值。而煤泥分选过程包括清洗、浮选、浓缩等过程。浮选时需要向煤泥中投加多种不同的药剂，主要的包括调整剂（碱、酸等）、捕收剂（轻柴油、煤油等）、起泡剂（杂醇类、松油等）等，这些药剂中未参与反应的部分便残留在了选煤废水中。另外在煤泥浓缩、煤泥压滤过程中，由于需要借助化学絮凝作用才能破坏胶体的化学界面平衡，因此需要投加有机高分子絮凝剂（聚丙烯酞胺）等。残留大量对人体有毒、高分子化学药剂的洗煤废水，未经处理便外排时，不仅各项监测指标超标，给环境造成严重污染;而且对水域范围内的人民身体健康带来了巨大的威胁。某一选煤厂外排水中油的测定值达25.7mg/L，最高时达95.9mg/L，超出排放标准10倍左右。由于水中含有大量的油类物质，因此会在水面形成一层油膜，继而消耗水中的溶解氧，从而能使水体达到严重的缺氧状态，并最终危及水生植物及鱼类的繁殖生长。另外，洗煤废水中的有毒物质、有机物及极端的pH值也是环境的重要污染源。

2 煤泥水处理遇到的问题及原因分析

2.1煤泥水处理遇到的问题

该选煤厂应用两台浓缩机对煤泥水进行浓缩处理，煤泥水处理药剂采用聚丙酰胺。经过几年的运行，选煤厂煤泥水能够得到有效处理，经处理过的煤泥水进入洗选工艺作为循环水使用。但自2013年7月份以来，循环水煤泥浓度持续偏高，导致洗煤厂生产过程中出现一系列问题：①由于循环水煤泥含量偏高，造成浮选入料浓度高于规范要求，造成浮选机浮选所得精煤灰分远高于合格精煤灰分;②煤泥水中细粒级煤泥含量较高，造成浓缩机底流浓度偏低，造成浓缩机负载加重，同时细煤泥含量高还会引起压滤机工作效率低下，脱水效果差;③压滤机和浓缩机的处理不足，煤泥在浓缩机底部长时间积聚会造成压耙现象，解决的方法是将浓缩机底流引入室外的沉淀池，这样不仅造成场地、资金的浪费，同时也不利于实现煤泥水闭路循环的要求。

2.2煤泥水处理存在的问题原因分析

经过现场分析，认为引起循环水浓度偏高的主要原因有：①入洗原煤煤质变化时引起循环水浓度偏高的首要因素，随着矿井开采深度的增加，现所开采的煤层有所变化，煤质较软弱、含矸石量偏高，这样造成入洗原煤中含有的细颗粒煤岩颗粒增高;同时原煤的破碎环节也造成大量的次生煤泥，且原煤中的泥岩质矸石遇水发生泥化，造成煤泥水处理效果偏差;②筛分和分级作业效果不理想、脱水作业配置不当，致使循环水煤泥浓度偏高;③分级、浓缩、脱水设备的选择、药剂的选择和加药方式均会影响到循环水浓度的变化;该选煤厂采用单絮凝剂进行煤泥沉降，造成循环水浓度偏高，分析认为煤泥水中的大量细粒级煤泥所带电荷相互作用阻碍煤泥的絮凝，造成煤泥沉淀效果差;④管理不善，如压缩机故障、浓缩机跑粗均会在一定程度上增加循环水浓度。

3 煤泥水处理改进措施

3.1合理选择药剂

药剂的种类、添加量和添加方式的不同均会影响到煤泥水处理效果，同时也决定着煤泥水处理成本。对当前洗煤厂在处理高泥化煤泥水的经验，决定采用有机凝聚剂和絮凝剂对煤泥水进行处理，通过不型号药剂的交叉试验比较不同型号药剂、药剂添加量和添加方式对煤泥水处理效果，最终确定质量分数均为0.1%的TLT8840凝聚剂和TLT8610凝聚剂处理煤泥水效果最佳，可以实现煤泥的快速浓缩。

3.2优化破碎、分级工艺

为了减少次生煤泥的生成量，选用合理的破碎机，在破碎时尽量做到煤体不要浸水，同时在破碎之前尽量拣出可视矸石。在进行筛分、分级作业过程中，选择合理的电机激振力，保证筛分效果的同时，降低原煤破碎程度。

3.3加强管理

加强生产系统的管理工作，及时查找和解决生产流程中存在的问题和设备故障，使生产系统各个环节处于最佳状态，各种设备具有最佳工作性能。加强洗煤系统中各个管道的检查和维护，防止出现煤泥水的跑、冒、滴、漏发生，加强煤泥水作为循环水的技术改造，坚持洗煤厂工艺流程过程中水的闭路循环使用。

4 煤泥水处理技术发展方向

4.1动力煤选煤厂煤泥高效分选技术开发

⑴水介质煤泥重力分选设备的开发。我国现有炼焦煤选煤厂处理能力高出市场需求40%，今后将大力发展动力煤入选。总体而言，动力商品煤要求入选上限大，可选性好，对煤泥分选设备要求入料范围宽，建设投资小，运行成本低，分选精度不必苛求。在这种条件下，以水为介质的煤泥重力分选设备，如螺旋分选机、水介质旋流器和干扰床层分选机应做进一步开发和完善。⑵提高浮选粒度上限技术。R-HYOON等研究表明，选择强捕集性药剂和适当的浮选参数，浮选机分选上限可达2～3mm;<1.4mm每你浮选可燃体回收率达到95%。通过提高浮选上限不仅简化工艺，而且为产品脱水提供了极为有利的条件，从而可大大降低建设投资和生产费用。

4.2高效浓缩机的技术开发

在澳大利亚南煤矿，原煤处理量为600t/h的重介质选煤厂（入料范围60～0mm），今设1台14m直径的耙式浓缩机，即可以处理全厂1140m3/h的尾矿，实现洗水复用（脱介喷水）。而在我国，相同规模重介选煤厂通常需要2台直径30m的浓缩机，技术水平差距甚远。为了降低煤泥水系统投资，需大力开发完备的浓缩机控制技术和高效的絮凝剂及其使用技术。

4.3模块化煤泥分选与煤泥水处理技术和装备

系统模块化集成后，建设周期短，运行费用低，占地面积小，经济效益好。现有的大部分小型选煤厂需要高项技术与装备，可以快速解决小型选煤厂煤泥水外排问题。