成果 引用凝聚剂的研究探索 实现煤泥水深度澄清

科学技术成果申报表

成 果 名 称 引用凝聚剂的研究探索 实现煤泥

水深度澄清

任 务 来 源 选煤总厂

完 成 单 位 及 龙煤公司鹤岗分公司选煤总厂 主 要 研究人员 吴建国 马玉玲 黄启鹤 闫世柱

司凤芝 赵福彬

主要协作单位

工作起止时间 2009年 3月至2011年1月

填报单位负责人 填报单位鹤岗分公司选煤总厂 （盖章） （盖章）

填报日期 2011 年 1 月 21 日

内 容 摘 要 (包括成果的主要用途、原理、技术关键、预定和达到的技术指标、经济价值、国内外水平比较等) 1 前言 1.1 概况 选煤总厂中煤、矸石磁选尾矿和浮选尾煤煤泥水进入耙式浓缩机沉降浓 缩，耙式浓缩机底流进入压滤机脱水回收煤泥，浓缩机溢流用于浮选入料的 稀释水、脱介筛喷水等作为循环水重复利用。浓缩机内一直以来只添加聚丙 烯酰胺一种絮凝剂来加速煤泥的固液分离，而且该厂入洗的原煤都是南山矿 煤，细泥含量较低，浓缩机溢流水较清，生产及各项指标都很正常。 1.2 出现的问题 2009 年初，选煤总厂入洗原煤发生了较大变化，不只入洗南山矿煤，还 入洗大陆矿煤、峻德矿煤、兴安矿煤，煤泥水处理系统出现了一系列问题： 浓缩机溢流水浓度高、呈黄灰色；浮选机分选效果不好；加压过滤机滤饼上 的薄、脱落率低、排料周期长、处理量降低；加压过滤机处理不过来，洗煤 小时处理量降低；洗煤介耗较高；生产无法正常进行。 2 研究探索 2.1 分析原因 经过分析，出现上述问题是由于入洗原煤煤质变化导致的，大陆矿煤、 兴安矿煤含有泥页岩为主的粘土类矿物较高，泥页岩在湿法选煤过程中遇水 浸泡，极易泥化成<0.0125mm 的细泥，这些细泥表面带有负电性，形成均匀、 稳定的胶态悬浮液，致使煤泥水极难沉降澄清。

表 1 浓缩机溢流的粒度组成 粒级 >0.045 (mm) 灰分 % 产率 % 21.17 4.17 0.030 23.38 3.33 0.0125 48.29 66.25 63.85 26.25 50.41 100.00 0.045~ 0.030~ <0.0125 计

这些灰分高的细泥比表面积大，有强烈的离子交换吸附能力。典型的粘 土类矿物质的离子交换反应式如下： 粘土类矿物 Na+ Na+ +

+ Ca ←→

2+

粘土类矿物

Ca2

+ 2Na+

研究和实践表明，金属正离子交换吸附能力顺序为： Fe3+>Al3+>Ba2+>Ca2+>Mn2+>Mg2+>K+>Na+ 粘土颗粒表面上的低价离子和水溶液中的金属离子交换吸附，使得它们 在水中的数量减少，致使水质变软。所以，随着细泥的积聚，不但使得煤泥 水有效粘度猛增，而且导致水中钙、镁等金属离子含量大幅递减，类胶体分 散体系越稳定，矿粒越不容易沉淀，以致出现大量细泥随洗水循环积聚，造 成了恶性循环，严重影响正常生产。 2.2 对策 得知细泥难沉降的最根本原

因是水的硬度低，因此可以添加凝聚剂对煤 泥水沉降、澄清，人为增加水的硬度。 3 措施 选煤总厂选用了聚合氯化铝凝聚剂与聚丙烯酰胺配合加速煤泥水沉降、 澄清，先后进行了试验室试验和工业性试验，使用效果较好。

凝聚剂和絮凝剂加速细泥沉降的协同作用示意图见图 1。凝聚作用 絮凝作用

带负电的 微细颗粒

铝离子 (凝聚剂)

团粒

线性高分子 (絮凝剂)

絮团

图 1 铝离子和絮凝剂分子协同作用示意图 聚合氯化铝和聚丙烯酰胺浓度分别配为 5%、1‰,澄清水浓度可达 0.0472g/L。并且聚丙烯酰胺有一个最佳用量，要适当控制用量，并非越多越 好。聚丙烯酰胺用量对架桥作用的影响如下图

2A 用量适当时

2B 用量过多时 图 2 絮凝剂用量对架桥作用的影响 基于上述结论，选煤总厂决定利用聚合氯化铝与聚丙烯酰胺相配合处理 煤泥水沉降，聚合氯化铝来源广泛、价格低廉。聚合氯化铝在浮选机尾矿槽 内加入，聚丙烯酰胺加入点在浓缩机入料管前 10 米处，效果较好。后来新铺 设一条聚合氯化铝添加管路、安装一个容积为 2.6m3 的搅拌桶用来稀释、盛 装、添加聚合氯化铝，进行了浓缩机加药系统改造，生产中聚合氯化铝和聚 丙烯酰胺不间断地加入，加入量随煤质变化及浓缩机溢流情况随时调整。

4 效果 经过 2 年来的生产实践表明，效果显著，煤泥水得到了深度澄清。 ①耙式浓缩机溢流水浓度降低较多； ②耙式浓缩机底流浓度较高，底流固体回收率也较高； ③压滤机处理能力提高了； ④浮选效果较好； ⑤加压过滤机滤饼上的厚、排料周期缩短、处理能力提高； ⑥洗煤介耗下降较多； ⑦洗煤小时处理量提高了。 表 2 聚合氯化铝添加前后各项指标对比表 项目 指标 溢流 浓缩机 底流 固体回收率(%) 压滤机 浮选 回收率(%) 排料周期(s) 加压过滤机 处理量(t/h) 介耗 小时处理量 (kg/t 原煤) (t 原煤/h) 34.05 3.2 516 67.2 2.5 540 91.04 148 93.7 75 压滤周期(min) 精灰(%) 91.46 60 5.46 99.18 40 6.58 浓度(g/L) 浓度(g/L) 引用聚合氯 使用聚合氯 化铝前 0.964 285 化铝后 0.147 413

注：如本栏填写不下，可添页（大小应与本页同）

科学成果数据采集卡 主要用途：用于细泥含量较高的煤泥水沉降，实现煤泥水水深度澄清。 工作原理：粘土类矿物遇水浸泡，极易泥化成<0.0125mm 的细泥，细泥比表面积较大，有强烈的离子交换吸附能力，致使洗煤系统水质变软。 加入聚合氯化铝可人为增加水质硬度，聚合氯化铝的凝聚作用和聚丙烯 酰胺的絮凝作用协同作用加速细泥沉降。

技术指标： 浓缩机溢流水浓度可达 0.147 g/L,底流固体回收率可达99.18%,浮选回收率为 93.7%,加压过滤机处理量可达 67.2 t/h,介耗为 2.5kg/t 原煤，洗煤小处理量为 540t。

技术创新点：大型选煤厂处理细泥含量较高的煤泥水难度较大，此项研究和探索用聚合氯化铝与聚丙烯酰胺联合作用，可实现煤泥水深度澄 清。

研发起止时间：2009 年 3 月至 2011 年 1 月 资金投入：4.2 万元。 经济效益、社会效益：小时入洗原煤量提高年创经济效益 1239.84 万元，介耗下降每年可节约介质粉费用为 205 万元，年可共增加经济效益 1444.84 万元。循环水可直接代替部分生产清水，也降低了水耗，节约了 大量的水资源，社会效益显著。

项目完成单位(公章)

项目负责人(章)

基层单位鉴定意见：

鉴定负责人： 鹤矿集团鉴定意见：

鉴定日期：

鉴定负责人： 资料目录：

鉴定日期：

(盖章)

科技技术成果鉴定证书

鹤矿签字【200 】第 号

成 果 名 称：引用凝聚剂的研究探索

实现煤泥水深度澄清

完 成 单 位：龙煤公司鹤岗分公司选煤总厂

签 定 形 式： 组织鉴定单位： 鉴 定 日 期： 鉴定批准日期：

详 细 技 术 说 明 及 主 要 技 术 性 能 指 标1、类胶体分散体系由 0.0125mm 以下矿泥组成稳定性强的悬浮体系， 是造成选煤总厂细泥积聚的主要原因，必须在快速凝聚条件下实现絮凝沉 降。 2、当循环水中含有一定数量的金属正离子(尤其是铝、钙、镁离子) 时，就可破坏类胶体的稳定态。它们压缩微粒表面双电层，中和或降低负 电性，减小未补偿的键能，消除静电斥力和水化膜影

响，微粒在分子间的 作用力下互相吸引接触凝聚成团，克服重力得以沉降，因此添加聚合氯化 铝人为增加水的硬度。用聚合氯化铝与聚丙烯酰胺联合作用强化煤泥水澄 清，聚合氯化铝对细泥凝聚的基础上，线状高分子化合物聚丙烯酰胺在小 凝块之间产生架桥作用，使众多小凝块絮凝成团，这些絮团质量大，沉降 速度快。 3、 添加时要先加入聚合氯化铝后加聚丙烯酰胺， 聚丙烯酰胺加入点在 浓缩机入料前 10—15 米，聚合氯化铝和聚丙烯酰胺浓度分别为 5%、1‰, 聚合氯化铝与聚丙烯酰胺用量分别为 86g/m3 和 4.0g/m3 时效果较好，澄清 水浓度可达 0.0472g/L,并且聚丙烯酰胺有一个最佳用量，并非越多越好。 4、浓缩机溢流水浓度可达 0.147 g/L,底流固体回收率可达 99.18%, 浮选回收率为 93.7%, 加压过滤机处理量可达 67.2 t/h, 介耗为 2.5kg/t 原煤， 洗煤小处理量为 540t。

注：鉴定证书 1∽4 页项目完成人填写，5∽8 页由集团公司技术中心组织填写。

推 广 应 用 前 景 与 措 施选煤总厂成功引用聚合氯化铝和聚丙烯酰胺联合作用，彻底 解决了煤泥水中细泥含量高而影响生产的难题，实现了煤泥水深度澄 清，该厂关于煤泥水深度澄清的探索实践，无疑对全国各类型选煤厂 都起到了良好的借鉴作用。

主 要 技 术 文 件 目 录 及 来 源1、 吴式瑜、 岳胜云等编的 《选煤基本知识》 煤炭工业出版社， , 1989.5。 2、全国职业培训教堂工作指导委员会煤炭专业委员会编 《浮选》 ,煤炭工业出版社，2004.7。

主 要 研 究 人 员 名 单

鉴 定 委 员 会 专 家 测 试 报 告

测试组长：

成员： 年

月

日

鉴 定 委 员 会 名 单

鉴

定

意

见

鉴定委员会主任： 年 月

副主任 日

主 持 鉴 定 单 位 意 见

主管领导签字 年 月

(盖章) 日

组 织 鉴 定 单 位 意 见

主管领导签字 年

月

(盖章) 日

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/qkim.html