煤泥水特征及其处理技术应用研究

范 伟

（山西辰诚建设工程有限公司，山西 阳泉 045008）

引 言

煤泥水处理是选煤工艺的重要内容，涉及到众多方面，资金投入大，管理困难。另外，由于煤泥水的性能非常稳定，静置几个月也不会自然沉降，因而大大增加了处理的难度。在实际工作中，为满足闭路循环的水质要求，防止水质出现恶化的情况，实现对周围环境的有效保护，必须采用合理的处理技术。本文对煤泥水处理技术进行了探讨分析，并对处理技术的改进进行了展望，以期更好地指导煤泥水处理的实际工作，提高处理效果。

1 煤泥水的特征

1.1 一般特征

以长焰煤和无烟煤煤泥水为例，对其性质进行对比分析，具体数据如表1所示。由表1可知，2种煤泥水都呈弱碱性质，并带有一定的负电荷；但二者的密度不同，存在着一定的差异。另外，二者的SS和CODCr存在着较大的差异。

1.2 矿物组成

煤泥水的组成比较复杂，其结构本身是复杂的多分散体系，由占有不同比例的不同颗粒所组成，且这些颗粒的粒度、形状、密度、岩相等都存在较大的差异。另外，选煤厂不同，其煤泥的矿物组成和岩相特征也不同。科学分析其矿物组成，对合理选择混凝剂有重要的帮助，具体的矿物组成分析如表2所示。由表2可知，2种煤泥的组成当中，主要成分是SiO2和Al2O3，并且2种煤泥中SiO2含量都比较高，在41.5%以上；含量次多的是化合C，且长焰煤化合C含量要高于无烟煤，其他矿物的含量都比较少。

表2 干煤泥矿物组成表［2］%

1.3 粒度特征

对于煤泥水来说，其粒度特征与粒度分布会直接影响处理效果。特别是微细级粒度的分布含量对处理效果有着决定性的影响。事实上，粒径越小，沉降速率越慢，沉淀分离难度越大。阳泉某煤矿利用LS230/sum＋型粒度分析分布仪，测定煤泥的粒度分布情况。具体测试结果如图1所示。通过分析该图可以得知，长焰煤和无烟煤煤泥水的细微煤泥颗粒（小于75μm）质量分数都较高，前者质量分数为69.34%，后者质量分数为62.63%；粒度在75μm～250μm的颗粒，在长焰煤中的质量分数为19.23%，在无烟煤中的质量分数为35.71%；而粒度大于250μm的颗粒，在长焰煤中的质量分数为11.43%，在无烟煤中的质量分数为1.66%。另外，不同煤质的煤泥水在性质上有着较大差异，主要表现在悬浮物浓度不同，煤泥颗粒含量不同；但也存在着一定的共性，表现为表面带有一定的负电荷，细微煤粒含量较大，SiO2和Al2O3是最为主要的成分。所有这些特征表明，煤泥水是带负电的胶体分散体系，不容易出现自然沉降现象。

图1 煤泥颗粒粒度分析

2 煤泥水处理技术

2.1 煤泥水处理工艺

煤泥水处理工艺是实际工作中重点关注的问题，它对煤泥水处理效果有着重要的影响。经过不断研究和改进，目前取得了一定的进展［3］。

2.1.1 动力煤处理工艺

具体流程如图2所示。该工艺在选煤厂得到了较为广泛的运用。在该处理工艺的具体应用中，最为关键的内容是设备对粒度的要求。只有满足粒度的要求，才能达到最佳的处理效果。

2.1.2 炼焦煤煤泥水处理工艺

流程如图3所示。在该工艺流程图当中，入浮煤泥的粒度是该工艺流程中的关键因素。在处理之前，需要进行粗煤泥分选和预先脱泥等操作，以降低入浮煤泥量，提高浮选效果。随着开采量的增加，煤泥水处理负荷不断增加，对浮选和配套设备的要求也更高。另外，粗煤泥分选也是煤泥水处理工艺中的重要环节，其关键内容是是否预先脱泥、配套设备的选用等。当前，主要推广应用的是TBS设备。该工艺往往利用预先脱泥工艺进行支撑。在煤矿开采过程中，很多选煤厂由于开采量增大而导致煤泥增多，浮选效果降低，跑粗问题严重，造成大量煤炭资源浪费。为此，应该选用优化的粗煤泥回收系统和煤泥水处理系统。

图2 动力煤煤泥水处理工艺流程

图3 炼焦煤煤泥水处理工艺流程

2.2 煤泥沉淀形式

煤泥沉淀的主要形式包括自然沉降和絮凝沉降。自然沉降时，受到单分散和多分散系统的同时作用。絮凝沉降主要是絮凝剂的使用问题，既可以是单一絮凝剂，也可以是组合絮凝剂。使用中需要注意pH值对煤泥沉降的影响。

2.3 絮凝剂

絮凝剂包括常规和新型2类絮凝剂。常规絮凝剂包括有机高分子、无机高分子、无机低分子絮凝剂；新型絮凝剂包括生物浸出、生物浮选、生物絮凝、生物环境控制，这些技术在实际运用中取得了良好的效果。另外，生物絮凝剂容易被微生物分解，无毒无污染，有着广阔的应用空间。

3 煤泥水处理技术的改进

3.1 煤泥水处理工艺改进

煤泥水处理与煤泥沉淀、絮凝剂的选择有重要的关系。目前，在煤泥水处理工艺中，跑粗是比较突出的问题，常用的应对措施包括预先脱泥和非预先脱泥工艺，二者的设备不相同，各有缺陷和特点。就目前处理的实际工作来看，在控制跑粗问题的实践中，预先脱泥工艺的效果更好，配套设备也更先进，对煤泥沉淀和絮凝技术具有更强的适用性。

3.2 煤泥沉淀形式改进

为了实现对煤泥水处理设备的改进，今后，应该加强动量方向的研究工作，研究重点放在絮凝剂的协同作用。对煤泥水和絮凝剂进行合理组合与搭配，并形成完善的搭配组合资料，促进理论研究的深入，并使其转化为现实生产力，更好地指导实践。另外，在煤泥水处理的实际工作中，还要针对不同煤泥水水质分析所得结果，采用相应的技术，以提高处理效果。

3.3 絮凝剂改进

在实际研究和应用中，不仅不再局限于传统的絮凝剂研究，而且在生物絮凝剂方面已经取得了一定的成就。今后，应着重研究更加环保和高效生物絮凝剂，使絮凝剂在煤泥水处理工作中发挥更大的作用。将其运用到污水处理工作中，提高污水处理效果，实现对环境的有效保护。

4 结语

在整个选煤工作当中，煤泥水处理是其中的重要内容。在今后有实际工作中，应该合理选择煤泥水处理技术，加强管理，改进处理策略。同时，注重经验的总结，提高作业人员素质，以更好地指导煤泥水处理的实际工作，提高整个选煤工作的技术效果和经济、社会效益。

［1］ 纪鸿，刘文丽.煤泥水处理技术研究现状探析［J］.煤质技术，2013（5）：63-66.

［2］ 吴学新.矿井煤泥水综合治理技术及应用［J］.山东煤炭科技，2013（3）：62-63.

［3］ 江继涛，李多松，贾菲菲，等.煤泥水处理技术的成因分析与研究现状［J］.中国新技术新产品，2012（5）：167.