何　方　楊　忠　吳新華　石開儀　舒　偉

(六盤水師范學(xué)院 化學(xué)與化學(xué)工程系，貴州 六盤水 553004)

?

六盤水某洗煤廠煤泥水處理工藝研究

何方楊忠吳新華石開儀*舒?zhèn)?/p>

(六盤水師范學(xué)院 化學(xué)與化學(xué)工程系，貴州 六盤水 553004)

摘要：根據(jù)煤泥水難處理的特性，采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)研究了水的硬度、聚丙烯酰胺用量、煤泥粒度對煤泥水沉降的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)加Ca(2+)、粒度為0.45—0.125mm、聚丙烯酰胺(1%)用量為13mL，煤泥水絮凝效果最好，測得澄清液濁度為220.8NTU。

關(guān)鍵詞：煤泥水；絮凝劑；沉降；硬度

煤泥水處理主要是指煤炭在分選加工流程中，產(chǎn)生介質(zhì)用水的處理技術(shù)。煤泥水的直接外排，不僅對環(huán)境造成極大的破壞，還嚴(yán)重?fù)p失選廠產(chǎn)率。如今水資源的使用越來越受重視、環(huán)境保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)要求也越來越高，煤泥水處理已經(jīng)是整個(gè)選煤工藝流程中涉及面最廣、投資最大、最復(fù)雜、最難管理的工藝環(huán)節(jié)。本文對六盤水某洗煤廠煤泥水的處理與回收最佳試驗(yàn)方案進(jìn)行研究，為該廠的處理提供理論指導(dǎo)。

1實(shí)驗(yàn)方法與材料

1.1實(shí)驗(yàn)方案

為尋求該廠煤泥水的最佳沉降方案，考察影響煤泥沉降的3個(gè)主要因素，選擇水的硬度A(mmol/L)、粒度B(mm)、聚丙烯酰胺用量C(mL)共3個(gè)因素，每個(gè)因素考查3個(gè)水平，如表1所列。采用L9(34)正交表進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，每個(gè)試驗(yàn)取做兩組試驗(yàn)。

表1

因素水平表

1.2實(shí)驗(yàn)材料

設(shè)備：濁度計(jì)、振篩機(jī)、標(biāo)準(zhǔn)套篩、分析天平、磁力攪拌器。

試劑：氫氧化鈣、聚丙烯酰胺、分析純。

1.3煤泥水沉降試驗(yàn)

將稱好煤樣仔細(xì)倒入500mL量筒中，按正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)注入少量不同硬度的水進(jìn)行潤濕，上下倒置，直至煤樣全部潤濕并分散在水中為止。將量筒上下翻轉(zhuǎn)5次，轉(zhuǎn)速以每次翻轉(zhuǎn)時(shí)氣泡上升完畢為止。當(dāng)翻轉(zhuǎn)結(jié)束后，迅速將量筒立于桌面靜止，并立即開始計(jì)時(shí)。

2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分討論

2.1煤泥水沉降速度分析

根據(jù)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，做了9組煤泥水沉降實(shí)驗(yàn)，沉降高度與沉降時(shí)間的關(guān)系如圖1所示。根據(jù)沉降曲線計(jì)算出各組實(shí)驗(yàn)的沉降速率，進(jìn)行正交直觀分析(如表2所列)、方差分析(如表3所列)。由表可知，水的硬度(A)對煤泥水沉降影響最大，聚丙烯酰胺用量(C)次之，煤泥粒度(B)最小。當(dāng)A因素取第三水平，即取鈣離子水，加入氫氧化鈣時(shí)比自來水和去離子水效果要好；B因素的第二水平，即粒度為0.125—0.074mm，C因素取第三水平，即添加13mL聚丙烯酰胺溶液時(shí)，沉降速度最快。而通過非常分析發(fā)現(xiàn)，三個(gè)因素對煤泥水沉降影響都非常顯著。

表2

正交試驗(yàn)安排及試驗(yàn)結(jié)果

續(xù)表

試驗(yàn)號ABCD沉降速度/cm·s-1832130.1377933210.0343K10.200.330.340.29K20.590.360.260.32K30.240.340.420.42k10.0660.1090.1140.096k20.1970.1190.0870.107k30.0800.1140.1410.140R0.1310.0100.0540.044Si0.0300.000160.00440.0031

表3

方差分析表

2.2煤泥水濁度分析

沉降結(jié)束后，測定上清液的濁度，結(jié)果如圖2所示。由圖2可見，8號實(shí)驗(yàn)的濁度最小，也就是說上清液最澄清。

3結(jié)論

在絮凝沉降實(shí)驗(yàn)中，水質(zhì)硬度、煤粒粒度和絮凝劑聚丙烯酰胺的用量都對煤泥水沉降有顯著影響。通過正交實(shí)驗(yàn)得到最佳實(shí)驗(yàn)沉降條件為：水質(zhì)硬度是加Ca2+(Ca(OH)2)、煤泥粒度為0.45—0.125mm、聚丙烯酰胺用量為13mL。

參考文獻(xiàn)：

[1]單宇.小青礦選煤廠煤泥水處理試驗(yàn)研究[D].阜新:遼寧工程技術(shù)大學(xué),2013.

[2]郭德,張秀梅,吳大為.對Ca2+影響煤泥浮選和凝聚作用機(jī)理的認(rèn)識(shí)[J].煤炭學(xué)報(bào)，2003,28(4):433—436.

[3]張明旭.選煤廠煤泥水處理[M].徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2005.

[4]鄧明偉.水質(zhì)硬度對煤泥浮選影響的分析[J].煤炭技術(shù),2008,(10):32—34.

[5]左輝.濁度的檢測原理及方法[J].中國計(jì)量,2012,(4):86—88.

責(zé)任編輯：史永純

中圖分類號：TQ53

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1674-6341(2016)02-0024-02

作者簡介：何方(1991—)，男，貴州黔西人,在讀本科生。*通訊作者:石開儀(1983—)，男，博士，副教授。研究方向：潔凈煤技術(shù)。

基金項(xiàng)目：創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目(編號：201210977002)，六盤水師范學(xué)院科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)(編號：LPSSYKJTD201401)

收稿日期：2015-12-28

doi:10.3969/j.issn.1674-6341.2016.02.010