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煤泥水性质及其对生产过程的影响

添加时间:2016/4/8 14:49:20 发布者:admin

1、煤泥水性质 

煤泥水中因含有煤泥,所以它的性质和纯水不同。煤泥水的性质主要包括煤泥水的密度、粘度和化学组成等。煤泥水的性质与原煤中煤泥含量、次生煤泥量、煤泥中可溶物的种类和数量以及生产用水的性质有关,另外还与选煤厂工艺流程有关。在生产过程中,不同阶段的煤泥水具有不同的性质,煤泥水在流动过程中,本身的性质也在不断地变化。 

(1)、煤泥水的密度 

煤泥水的密度是由水和煤泥的含量和煤泥的密度所决定的。水中煤泥的密度越大,含量越多,则煤泥水的密度越大。 

(2)、煤泥水的粘度 

煤泥水的粘度比纯水的粘度大。煤泥水的粘度不但取决于其中固体物的含量,而且还取决于煤泥的性质和煤泥的粒度组成。在评定煤泥水的粘度时,不仅要考虑固体含量,而且还要考虑煤泥的性质和煤泥的粒度组成;因为煤泥的性质和粒度组成决定着煤泥水中固体颗粒之间的相互关系。 

资料表明,按粒度的大小可将煤泥分成两类:一类是粒度大于45μm的粗粒煤泥,另一类是粒度小于45μm的细粒煤泥即细泥。当煤泥水中小于45μm的细泥含量较多时,煤泥水的处理(澄清、浓缩、浮选和过滤等)十分困难。实验结果表明,在不同固体含量的煤泥水中,当煤泥的粒度小于45μm时,随细泥含量的增加,煤泥水的粘度急剧增大;而粒度大于45μm的煤泥比较容易沉淀,粘度变化也不大。可见,煤泥水中固体颗粒的粒度越小,细粒级含量越高,煤泥水的粘度越大。 

煤泥水中固体物的影响还表现在粘土质和泥质物对煤泥水的污染上,煤中的这些物质在水中很易泥化,形成极细颗粒。如果颗粒表面带电荷,则形成稳定的胶状悬浮体,处于这种状态的煤泥水的粘度很大。 

2、循环水浓度对生产过程的影响 

在选煤厂,生产过程需用大量的循环水,因循环水中含有一定量的煤泥,所以循环水亦具有煤泥水的性质。很显然,循环水中的固体含量高,给选煤生产带来不良影响越大。 

随着循环水浓度增加,介质粘度增加,介质对沉降颗粒的阻力也增大。在跳汰选煤过程中,这将使分选下限增大。由于跳汰分选下限增大,这将增加煤泥水处理系统的负荷,使浮选入料的粒度上限和入料量增大,致使浮选选择性下降、浮选尾煤跑粗和浮选生产费用增加。双鸭山选煤厂生产资料表明,当洗水浓度从35g/L 增加到105g/L 时,跳汰分选下限从60网目增大到40网目。某选煤厂循环水浓度从250-300g/L降到3g/L后,浮选效果得到明显的改善。可见,降低循环水浓度可降低跳汰分选下限,改善细粒级的分选效果,同时,也减少了精煤带走的细泥量,使精煤质量得到提高。循环水浓度较大,会使跳汰精煤被细泥污染,因此,此时应增设脱泥作业,以利于跳汰精煤的质量。在生产过程中,为减少细泥对精煤的污染,在跳汰操作中采取降低分选密度的操作方法,这样就增加了低密度物在中煤、矸石中的损失,使精煤的回收率下降。 

(2)、 循环水浓度对分级、澄清和浓缩作业的影响 

随着循环水浓度的增加,进入捞坑中的煤泥水粘度将增大,其结果是固体颗粒在沉降过程中所受到的阻力增加,导致捞坑分级粒度变粗。 

随着循环水浓度增大,澄清、浓缩设备的工作效果也受到不良影响。捞坑、角锥沉淀池的溢流进入大面积浓缩机后,由于煤泥粘度大,所以只有粗颗粒沉降较快,细粒沉降较慢或很难沉降,这就丧失了对煤泥水中细粒的处理机会,致使部分细粒在系统中恶性循环。因捞坑、角锥沉淀池等分级作业跑粗,会造成浓缩机中压耙子、堵管道等事故;还会造成浮选尾煤跑粗,增加精煤损失。由上可见,跑粗对煤泥水系统影响很大。 

(3)、 循环水浓度对脱水作业的影响 

随着循环水浓度的增加,尤其是随着循环水中粘土质含量的增加,洗选作业的精煤将受到严重的污染,特别是对细粒精煤污染更严重。以上情况会增加精煤脱泥、脱水的难度,使精煤的灰分、水分都偏高,同时也使脱水设备的处理能力下降,甚至不能正常工作。 

综上所述,选煤厂的技术经济指标与煤泥水的性质关系密切,只有做好煤泥水的处理,才能保证选煤获得良好的技术经济指标。 

3、煤泥絮凝 

煤泥水中极细颗粒很难快速沉淀,容易引起循环水浓度过高,影响选煤工作正常进行。为了使循环水浓度满足正常生产,应添加药剂加速煤泥沉降,而单独的添加凝聚或絮凝剂对于高灰分的细粒煤泥效果并不是很理想,必须对煤泥水进行凝聚和絮凝复合处理,以改善煤泥水中颗粒的粒度组成,加速煤泥在浓缩中的沉降速度,降低溢流浓度。 

(1)、作用机理 

1)、颗粒凝聚机理 

细颗粒物料的沉降主要取决于该颗粒体系的分散与凝聚状态,而决定这种存在状态的因素主要是颗粒的表面电性。当颗粒电性较大时,颗粒之间的电斥力占主导地位,阻碍颗粒在空间上的接近,而呈分散状态。当颗粒电性较小时,电斥力降低,有利于颗粒相互靠近或结合絮团,细颗粒体系的自身凝聚为它们的自然沉降创造条件。由于这种分散是由于固体颗粒表面电荷引起的,所以往煤泥水中加入某种电解质,通过电解质在水中电离出的正电离子中和固体表面电荷,压缩双电层,降低了颗粒的表面电动电位,减小了斥力,使凝聚发生。这就是所谓的凝聚过程,而其中的电解质则称为凝聚剂。 

2)、颗粒絮凝机理 

在煤泥水中加入具有较长线性分子结构的高分子化合物,这些高分子化合物在水中溶解发生电离作用,并通过静电键合、氢键合、共价键合等作用与煤泥水的固体颗粒发生吸附作用。由于这些线性化合物分子结构通常很长, 在水中充分的伸展,而且链上有很多活性基团,因此通常可以同时粘结多个颗粒,从而引起颗粒的聚集,形成絮团。这个过程就叫做絮凝,而其中的高分子化合物就叫做絮凝剂。 

(2)、凝聚剂与絮凝剂配合使用 

1)、循环水深度澄清 

由于循环水固体含量高,且主要为泥质的微细颗粒,因而可采用常规的工业废水处理方法,单独加入凝聚剂,使微细颗粒凝聚成团而迅速沉降,最终得到高质量的澄清水。而凝聚剂与絮凝剂配合用于煤泥水沉降,将会发挥更大作用。 

3)、与絮凝剂配合用于煤泥水沉降 

在浓缩机中先加入凝聚剂,然后再加入絮凝剂,基本上可以实现所有固体颗粒的沉降,既可以满足生产需要的循环水,又可以得到合乎压滤机入料浓度要求的絮团沉淀物。首先,了解凝聚剂与絮凝剂的作用是不同的。凝聚剂易生成聚离子多核络合物,可与煤泥水中悬浮粒子所带电荷中和,并将其吸附成细小絮凝物,而高分子絮凝剂则具有优异的絮凝功能,再将细小絮凝物通过自身桥联作用,形成较大的絮凝物。 

在不加入凝聚剂的情况下,颗粒由于表面电性斥力而呈分散状态,以单个颗粒单独与絮凝剂作用形成絮团。这样,在一定絮凝剂用量条件下,无法保证颗粒全部回收,进而造成细泥循环,循环水浊度较大。由于颗粒静电斥力作用使得絮团结构疏松,絮团沉降速度较慢,难以获得较高浓度的压滤机入料,增大压滤系统的负荷。这是一种典型的难以处理煤泥水所表现出来的状况。而造成这种现象的主要原因就是忽视了凝聚剂的作用,只单纯依靠絮凝剂。因此,只有通过絮凝剂和凝聚剂的合理配合使用,方可以得到澄清的循环水,得到较好絮团沉降效果和较高浓度的压滤机入料。在极软水中,凝聚剂的作用就显得尤其重要,由于其中颗粒表面负电荷较多,必须先用无机凝聚剂降低颗粒表面电位之后,再投加阴离子或非离子型絮凝剂,才能得到良好的絮凝,否则絮凝过程无法进行。 

(3)、絮凝剂和凝聚剂的选择 

1)、药剂的选择 

煤泥水沉降中使用的药剂很多,最常用的有机高分子化合物絮凝剂为聚丙烯酰胺,凝聚剂有明矾、三氯化铝、三氯化铁、氯化钙、氧化镁等。在极软煤泥水澄清作业中,选择无机盐类电解质为阳离子凝聚剂,与聚炳烯酰胺配合使用可大大改善澄清效果。 

2)、加药量的确定 

通过试验单独使用凝聚剂或絮凝剂,澄清效果都不理想,在此基础上选择絮凝剂和凝聚剂的复合使用,以达到理想的澄清效果,取得最佳的实验用量配比。 

3)、加药顺序的确定 

在实际生产中发现,加药顺序对药剂复配的效果也有一定的影响。加药方式应该是先加凝聚剂,后加絮凝剂

 

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