选煤厂煤泥水处理中聚丙烯酰胺的应用

随着煤炭市场竞争的日益激烈和销售形势的不断变化，根据原煤质量的特点，需要增加原煤的洗选量，因此产生的煤泥水量也会相应增加，但露天矿选煤厂原有的煤泥水处理系统不能满足实际生产的需要。

为了使煤泥水在浓缩池中快速沉淀，保证合格的洗水和压滤煤泥生产，使生产高效、经济地运行，有必要选择合适的絮凝剂来加强煤泥水的处理。通过近几年的选煤厂煤泥水处理中聚丙烯酰胺的应用，证明聚丙烯酰胺对煤泥水有很好的处理效果，可以加速煤泥的沉降，有助于压滤生产。

1.聚丙烯酰胺的絮凝机理

聚丙烯酰胺(PAM)是一种线性聚合物，无毒、无腐蚀性、易溶于水。其水溶液与煤泥水混合后，聚丙烯酰胺分子链上的活性基团吸附在煤泥水中的细颗粒表面，起到颗粒间的连接作用，使细颗粒形成较大的絮体，加速煤泥的沉淀。

2.聚丙烯酰胺水溶液的制备

选煤厂选用聚丙烯酰胺作为原料，其分子量约为800万。根据配制的聚丙烯酰胺溶液浓度为0.1%计算出所需的清水和干粉量，先将清水注入搅拌筒，启动搅拌器，慢慢倒入聚丙烯酰胺干粉，搅拌均匀。当干粉完全溶解，即搅拌筒内液体变得无色透明，液体中无未溶解的冷凝物或块状物时，停止搅拌，完成聚丙烯酰胺溶液的配制。在制备过程中，应注意避免过度搅拌导致聚丙烯酰胺分子降解。

3.聚丙烯酰胺水溶液的添加方式

聚丙烯酰胺水溶液的添加是煤泥水处理的关键环节，合适的添加方法有助于提高絮凝效果。

经过多年的生产实践观察，工厂逐步摸索和完善，形成了一套加药装置。目前添加方法如下：生产时，打开排放管阀门至一定开度，启动化学泵，向煤泥水中注入聚丙烯酰胺溶液。

加药点位于煤泥水有局部混合流的地方，有助于煤泥水中的颗粒形成絮体。工厂在配水筒中设置加药点。为了保证均匀稳定的加药和煤泥的及时沉淀，生产过程中至少使用两个试剂搅拌筒，另一个筒溶液在注入一种聚丙烯酰胺溶液之前已经配制好，以保持加药的连续性。不稳定的加药很容易导致浓度过度溢出。加药时，应注意浓缩池内煤泥水的沉淀，浓度溢流应稳定在30-40g/L。

4.絮凝效果的影响因素

(1)聚丙烯酰胺的用量。

对于煤泥水的处理，需要添加适量才能有效发挥其絮凝效果。可以根据选择的煤泥水处理工艺和煤泥水性质，通过实验确定。少量的煤浆会使沉降速度变慢，浓度溢出容易超标，不能保证所需的循环水指标，从而难以稳定控制洗煤产品指标。过量会加速煤泥的沉淀，但容易造成浓缩底流浓度过高。浓缩底流浓度一般需要500g/L，能满足压滤生产；过量投加使浓缩底流浓度有时高达700g/L，底流中聚丙烯酰胺含量增加，不利于底流输送和压滤生产。煤饼在压滤和卸煤过程中不易脱落，增加了操作人员的劳动强度，降低了工作效率；同时也造成了药物的浪费，增加了生产成本。因此，适当使用聚丙烯酰胺不仅可以提高絮凝效果，有效处理煤泥水，而且对保证洗煤产品指标、提高工作效率、降低成本具有重要作用。

(2)煤浆浓度。

不同选煤厂对进入浓缩机的煤泥水浓度有不同的工艺要求。

这家工厂现在生产动力煤。为降低煤泥水处理压力，提高洗煤生产能力，应严格控制进入浓缩机的煤泥水浓度，即旋流器溢流浓度应在70g/L以下，使絮凝效果达到理想状态，煤泥沉淀速度更快。

当然，煤泥水浓度越低越有利于絮凝，但水力旋流器的运行控制非常困难；煤泥水浓度越高越不利于絮凝，煤泥沉降速度明显下降，浓度溢流难以控制，药剂消耗增加，沉淀煤泥松散，浓缩底流浓度低，压滤形成煤饼时间长。

当煤泥水浓度达到95g/L时，聚丙烯酰胺的消耗量是正常情况下的两倍，浓度溢出往往超标。浓缩罐中的煤泥水悬浮，严重影响洗煤生产。

因此，严格控制煤泥水浓度对絮凝效果起着关键作用。

(3)煤浆温度。

通过近几年的观察，煤泥水的温度变化对絮凝效果有一定的影响。

温度越高，煤泥絮凝效果越好，沉淀速度越快；温度较低时，絮凝效果相对较差，煤泥沉降速度较慢。这种现象在夏天和冬天都很明显。在实际生产过程中，很难提高煤泥水的温度。为了保证煤泥水的及时处理，在温度较低时，尤其是冬季，可以适当提高聚丙烯酰胺水溶液的浓度。

(4)洗后原煤的性质。

本厂属于矿井选煤厂，洗原煤性质主要取决于矿井生产的原煤性质。

由于开采煤层和井下条件的变化，不同时期生产的原煤性质会发生变化，因此洗后的原煤性质不是很稳定，有时会有很大的差异，如原煤灰分和粒度的变化，对煤泥的絮凝效果也有一定的影响。当洗原煤灰分较低时，煤泥絮凝效果较好，煤泥沉降速度较快，絮体较致密，有利于煤泥水的处理，可适当减少聚丙烯酰胺胶体的用量；当洗原煤灰分相对较高时，煤泥絮凝效果变差，絮体沉降速度变慢，絮体也出现松散，不利于煤泥水处理，需要增加聚丙烯酰胺胶体的用量。因此，及时掌握洗后原煤的灰分，调整聚丙烯酰胺胶体的用量，对煤泥絮凝有重要作用。

洗后的原煤粒度变小时，虽然进入浓缩罐的煤浆浓度不增加，但细煤浆比例增加。此时，如果不增加聚丙烯酰胺絮凝剂的用量，絮凝效果会变差，部分煤浆会沉淀，部分煤浆会悬浮在浓缩池中，浓缩溢流容易超标；同时浓缩底流浓度也低，直接影响压滤生产。造成这种现象的主要原因是煤泥水中细颗粒的增加，增加了每个颗粒的总比表面积。只有增加聚丙烯酰胺的用量，才能使大量细颗粒形成絮体。

5.与其他药物联合使用

该厂在生产过程中，由于受当地条件的影响，洗煤中含有大量的泥，使得煤泥水中含有一部分细泥，煤泥水的硬度较低，严重阻碍了煤泥的凝结和沉降。仅靠聚丙烯酰胺的作用很难达到煤泥快速沉降的目的。

工厂采用加卤片(氯化镁为主要成分)的方法与之配合。每洗1吨煤消耗0.1-0.12公斤卤片，与聚丙烯酰胺水溶液分开加入，加入前用清水稀释。取得了明显的效果，基本消除了细泥和煤泥水硬度的影响。

6.结论

掌握聚丙烯酰胺水溶液的配制和添加操作方法及相关影响因素，针对实际应用中遇到的问题，采取相应的解决方案，不仅促进了选煤厂煤泥水的处理，而且对稳定系统生产、降低生产成本、提高经济效益具有重要作用。