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聚丙烯酰胺在选煤厂中的应用

    聚丙烯酰胺在选煤厂中的应用

    针对煤泥水特点,介绍了聚丙烯酰胺的作用机理、水溶液的配制和在东曲选煤厂煤泥水处理系统中的应用。

    东曲选煤厂原设计能力为400万t。其生产工艺主要采用跳汰粗选、重介旋流器精选、煤泥浮选、尾煤浓缩和压滤回收流程。目前,该矿煤质较好的2#煤基本采完,今后一段时间洗选的主要足难洗的2#煤、易泥化的4#煤、8#煤。为更好回收煤泥水中的细颗粒,保证合格洗水在系统中循环使用,该厂用添加的聚丙烯酰胺絮凝剂进行煤泥水处理。

    1絮凝剂作用机理与水溶液的配制

    聚丙烯酰胺简称PAM,为线型高分子聚合物,无毐、无腐蚀性,易溶于水,其水溶液与煤泥水混合后,其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。

    其分子量约为1800万。按照国标GB/T18712—2002《选煤用絮凝剂性能试验方法》要求,计算出配制后聚丙烯酰胺溶液浓度0。05%所需清水量和聚丙烯酰胺量,先往搅拌筒内注人清水,启动搅拌器,缓缓倒人聚丙烯酰胺胶体,使其搅拌均匀;待聚丙烯酰胺颗粒全部溶解,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时停止搅拌,则溶液配制完成。配制过程中,不要过度搅拌以免引起其分子降解。

    2聚丙烯酰胺水溶液的添加

    聚丙烯酰胺水溶液在何处,以及如何添加,对絮凝效果影响很大。原来的添加方式是:聚丙烯酰胺先加人搅拌桶,再进入尾煤一次浓缩机(807),耗药量大,效果不明显,见图1。后经过改进,形成一套加药装置:生产时,打开出料管阀门到一定开度,把聚丙烯酰胺溶液注人煤泥水(813浓缩池)中,见图2。加药点设在煤泥水有局部混流处(煤泥水入料槽中),有助于煤泥水颗粒形成絮团。为保证加药均匀稳定,使煤泥及时沉淀,生产过程中至少用2台药剂搅拌筒,在一台聚丙烯酰胺溶液注完之前,另一筒溶液己制备完成,以保持添加的连续性。加药不稳定,极易造成浓缩溢流超标。加药时,应注意观察浓缩池中煤泥水沉淀情况,否则会出现压耙现象。

    3絮凝效果的影响因素

    3.1聚丙烯酰胺用量

    对于处理煤泥水,添加适当的量才能有效发挥絮凝作用。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,浓缩底流浓度在500g/L,即可满足压滤生产;用量过多,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虽增加,对底流运输及压滤生产不利:压滤卸煤饼时煤饼不易脱落,增加了人员劳动强度,降低工效;同时也造成了药剂浪费,使生产成本增加。经过多年实践,东曲选煤厂絮凝剂的用量随浓度变化情况见表I。

    3.2煤泥水浓度

东曲洗煤厂絮凝剂的用量随浓度变化

    各选煤厂对进人浓缩机的煤泥水浓度有不同工艺要求。为降低煤泥水处理压力,提高洗煤生产能力,应对进人浓缩机的煤泥水浓度进行控制,即控制煤泥水入料浓度在70g/L以下。这样,可使絮凝效果达到较理想状态,加快煤泥沉淀速度。当然,煤泥水浓度越低,越对絮凝作用有利;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,压滤成饼时间长。试验证明,当洗水浓度达到60g/L时,聚丙烯酰胺耗量高达正常情况下的2-3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,对絮凝效果起关键作用。

    3.3煤泥水温度

    观察发现,煤泥水的温度变化对絮凝效果也有一定影响。当温度较高时,煤泥絮凝效果较好,沉淀速度较快;温度较低时,絮凝效果较差,煤泥沉淀速度较快。此类现象在夏季与冬季时较明显。每年春节前后,东曲选煤厂煤泥水浓度都有升高趋势,给洗煤生产带来困难。所以,实际生产中,要提高煤泥水的温度非常困难。为保证煤泥水及时得到处理,温度较低时,特别是在冬季,可适当提高聚丙烯酰胺水溶液的浓度。

    3.4入洗原煤性质

    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原煤。由于开采煤层和井下条件变化,入洗煤性质不是很稳定,有时差别非常大。当入洗原煤灰分较低时,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的用量,当入洗原煤灰分较高时,絮凝效果变差,絮团沉淀速度减慢,而且也显得较疏松,对煤泥水处理不利,需增加聚丙烯酰胺用量,因此,及时掌握入洗原煤灰分高低,调整聚丙烯酰胺用量,对煤泥絮凝效果作用明显。入洗煤粒变小时,虽然进人浓缩池中煤泥水的浓度没有提高,但细粒煤泥的比例增加,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。

    4与其他药剂配合使用

    该厂生产过程中,由于受井下毛煤和地质条件影响,入洗原煤,特别是4#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,严重阻碍煤泥的聚凝沉降。仅凭聚丙烯酰胺作用,难以达到煤泥快速沉降目的。东曲选煤厂采用添加氯化铝的方法以配合使用。其用量为每人洗1t煤消耗0.1-0.12kg氯化铝,与聚丙烯酰胺水溶液分开添加,在添加前用清水稀释,得了明显效果,基本上消除了细泥及煤泥水硬度影响。

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