聚丙烯酰胺在洗煤廠選煤中的應(yīng)用

針對(duì)煤泥水特點(diǎn)，介紹了聚丙烯酰胺的作用機(jī)理、水溶液的配制和在東曲選煤廠煤泥水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用。

東曲選煤廠原設(shè)計(jì)能力為400萬(wàn)t。其生產(chǎn)工藝主要采用跳汰粗選、重介旋流器精選、煤泥浮選、尾煤濃縮和壓濾回收流程。目前，該礦煤質(zhì)較好的2#煤基本采完，今后一段時(shí)間洗選的主要足難洗的2#煤、易泥化的4#煤、8#煤。為更好回收煤泥水中的細(xì)顆粒，保證合格洗水在系統(tǒng)中循環(huán)使用，該廠用添加的聚丙烯酰胺絮凝劑進(jìn)行煤泥水處理。

1絮凝劑作用機(jī)理與水溶液的配制

聚丙烯酰胺簡(jiǎn)稱PAM，為線型高分子聚合物，無(wú)毐、無(wú)腐蝕性，易溶于水，其水溶液與煤泥水混合后，其分子鏈上的活性基團(tuán)與煤泥水中的細(xì)顆粒表面發(fā)生吸附，在顆粒之間起連接作用，使細(xì)顆粒形成較大絮團(tuán)，加快了煤泥沉淀速度。

其分子量約為1800萬(wàn)。按照國(guó)標(biāo)GB/T18712—2002《選煤用絮凝劑性能試驗(yàn)方法》要求，計(jì)算出配制后聚丙烯酰胺溶液濃度0.05%所需清水量和聚丙烯酰胺量，先往攪拌筒內(nèi)注人清水，啟動(dòng)攪拌器，緩緩倒人聚丙烯酰胺膠體，使其攪拌均勻;待聚丙烯酰胺顆粒全部溶解，即攪拌筒內(nèi)液體變?yōu)闊o(wú)色透明液體，且液體中沒(méi)有未溶的凝結(jié)物或塊狀物時(shí)停止攪拌，則溶液配制完成。配制過(guò)程中，不要過(guò)度攪拌以免引起其分子降解。

2聚丙烯酰胺水溶液的添加

聚丙烯酰胺水溶液在何處，以及如何添加，對(duì)絮凝效果影響很大。原來(lái)的添加方式是：聚丙烯酰胺先加人攪拌桶，再進(jìn)入尾煤一次濃縮機(jī)(807)，耗藥量大，效果不明顯，見(jiàn)圖1。后經(jīng)過(guò)改進(jìn)，形成一套加藥裝置：生產(chǎn)時(shí)，打開(kāi)出料管閥門到一定開(kāi)度，把聚丙烯酰胺溶液注人煤泥水(813濃縮池)中，見(jiàn)圖2。加藥點(diǎn)設(shè)在煤泥水有局部混流處(煤泥水入料槽中)，有助于煤泥水顆粒形成絮團(tuán)。為保證加藥均勻穩(wěn)定，使煤泥及時(shí)沉淀，生產(chǎn)過(guò)程中至少用2臺(tái)藥劑攪拌筒，在一臺(tái)聚丙烯酰胺溶液注完之前，另一筒溶液己制備完成，以保持添加的連續(xù)性。加藥不穩(wěn)定，極易造成濃縮溢流超標(biāo)。加藥時(shí)，應(yīng)注意觀察濃縮池中煤泥水沉淀情況，否則會(huì)出現(xiàn)壓耙現(xiàn)象。

3絮凝效果的影響因素

3.1聚丙烯酰胺用量

對(duì)于處理煤泥水，添加適當(dāng)?shù)牧坎拍苡行Оl(fā)揮絮凝作用。用量過(guò)多，雖然加快了煤泥的沉淀速度，但易造成濃縮底流濃度過(guò)高。一般，濃縮底流濃度在500g/L，即可滿足壓濾生產(chǎn);用量過(guò)多，濃縮底流濃度有時(shí)高達(dá)700g/L以上，并且底流中聚丙烯酰胺含雖增加，對(duì)底流運(yùn)輸及壓濾生產(chǎn)不利：壓濾卸煤餅時(shí)煤餅不易脫落，增加了人員勞動(dòng)強(qiáng)度，降低工效;同時(shí)也造成了藥劑浪費(fèi)，使生產(chǎn)成本增加。經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐，東曲選煤廠絮凝劑的用量隨濃度變化情況見(jiàn)表I。

3.2煤泥水濃度

各選煤廠對(duì)進(jìn)人濃縮機(jī)的煤泥水濃度有不同工藝要求。為降低煤泥水處理壓力，提高洗煤生產(chǎn)能力，應(yīng)對(duì)進(jìn)人濃縮機(jī)的煤泥水濃度進(jìn)行控制，即控制煤泥水入料濃度在70g/L以下。這樣，可使絮凝效果達(dá)到較理想狀態(tài)，加快煤泥沉淀速度。當(dāng)然，煤泥水濃度越低，越對(duì)絮凝作用有利;煤泥水濃度越高，越不利于絮凝，煤泥沉淀速度明顯下降，濃縮溢流難以控制，藥劑消耗量增加，沉淀的煤泥較疏松，濃縮底流濃度較低，壓濾成餅時(shí)間長(zhǎng)。試驗(yàn)證明，當(dāng)洗水濃度達(dá)到60g/L時(shí)，聚丙烯酰胺耗量高達(dá)正常情況下的2-3倍，濃縮溢流還常出現(xiàn)超標(biāo)，濃縮池中煤泥水呈懸浮狀態(tài)，嚴(yán)重影響洗煤生產(chǎn)。所以，嚴(yán)格控制煤泥水濃度，對(duì)絮凝效果起關(guān)鍵作用。

3.3煤泥水溫度

觀察發(fā)現(xiàn)，煤泥水的溫度變化對(duì)絮凝效果也有一定影響。當(dāng)溫度較高時(shí)，煤泥絮凝效果較好，沉淀速度較快;溫度較低時(shí)，絮凝效果較差，煤泥沉淀速度較快。此類現(xiàn)象在夏季與冬季時(shí)較明顯。每年春節(jié)前后，東曲選煤廠煤泥水濃度都有升高趨勢(shì)，給洗煤生產(chǎn)帶來(lái)困難。所以，實(shí)際生產(chǎn)中，要提高煤泥水的溫度非常困難。為保證煤泥水及時(shí)得到處理，溫度較低時(shí)，特別是在冬季，可適當(dāng)提高聚丙烯酰胺水溶液的濃度。

3.4入洗原煤性質(zhì)

該廠屬于礦井型選煤廠，入洗原煤性質(zhì)主要決定于礦井生產(chǎn)原煤。由于開(kāi)采煤層和井下條件變化，入洗煤性質(zhì)不是很穩(wěn)定，有時(shí)差別非常大。當(dāng)入洗原煤灰分較低時(shí)，絮凝效果較好，煤泥沉淀速度較快，絮團(tuán)較致密，對(duì)煤泥水處理有利，可以適當(dāng)減少聚丙烯酰胺的用量，當(dāng)入洗原煤灰分較高時(shí)，絮凝效果變差，絮團(tuán)沉淀速度減慢，而且也顯得較疏松，對(duì)煤泥水處理不利，需增加聚丙烯酰胺用量，因此，及時(shí)掌握入洗原煤灰分高低，調(diào)整聚丙烯酰胺用量，對(duì)煤泥絮凝效果作用明顯。入洗煤粒變小時(shí)，雖然進(jìn)人濃縮池中煤泥水的濃度沒(méi)有提高，但細(xì)粒煤泥的比例增加，如不加大聚丙烯酰胺膠體的用量，絮凝效果會(huì)隨之變差，濃縮池中會(huì)呈現(xiàn)部分煤泥沉淀，部分煤泥懸浮狀態(tài)，濃縮溢流易超標(biāo);同時(shí)，濃縮底流濃度也較低，直接影響壓濾生產(chǎn)。造成此類現(xiàn)象的主要原因是煤泥水中的細(xì)顆粒增加，使各顆粒的總比表面積增加，只有增加聚丙烯酰胺的量，才能使大量的細(xì)顆粒結(jié)成絮團(tuán)。

4與其他藥劑配合使用

該廠生產(chǎn)過(guò)程中，由于受井下毛煤和地質(zhì)條件影響，入洗原煤，特別是4#煤中含泥量較大，使煤泥水中含有一部分細(xì)泥，并且煤泥水的硬度較低，嚴(yán)重阻礙煤泥的聚凝沉降。僅憑聚丙烯酰胺作用，難以達(dá)到煤泥快速沉降目的。東曲選煤廠采用添加氯化鋁的方法以配合使用。其用量為每人洗1t煤消耗0.1-0.12kg氯化鋁，與聚丙烯酰胺水溶液分開(kāi)添加，在添加前用清水稀釋，得了明顯效果，基本上消除了細(xì)泥及煤泥水硬度影響。