聚丙烯酰胺在洗煤廠選煤中的應用

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

東曲選煤廠原設(shè)計能力為400萬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行煤泥水處理。

1絮凝劑作用機理與水溶液的配制

聚丙烯酰胺簡稱PAM，為線型高分子聚合物，無毐、無腐蝕性，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與煤泥水中的細顆粒表面發(fā)生吸附，在顆粒之間起連接作用，使細顆粒形成較大絮團，加快了煤泥沉淀速度。

其分子量約為1800萬。按照國標GB/T18712—2002《選煤用絮凝劑性能試驗方法》要求，計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色透明液體，且液體中沒有未溶的凝結(jié)物或塊狀物時停止攪拌，則溶液配制完成。配制過程中，不要過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，對絮凝效果影響很大。原來的添加方式是：聚丙烯酰胺先加人攪拌桶，再進入尾煤一次濃縮機(807)，耗藥量大，效果不明顯，見圖1。后經(jīng)過改進，形成一套加藥裝置：生產(chǎn)時，打開出料管閥門到一定開度，把聚丙烯酰胺溶液注人煤泥水(813濃縮池)中，見圖2。加藥點設(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。為保證加藥均勻穩(wěn)定，使煤泥及時沉淀，生產(chǎn)過程中至少用2臺藥劑攪拌筒，在一臺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。加藥時，應注意觀察濃縮池中煤泥水沉淀情況，否則會出現(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

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

3.2煤泥水濃度

各選煤廠對進人濃縮機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，應對進人濃縮機的煤泥水濃度進行控制，即控制煤泥水入料濃度在70g/L以下。這樣，可使絮凝效果達到較理想狀態(tài)，加快煤泥沉淀速度。當然，煤泥水濃度越低，越對絮凝作用有利;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，壓濾成餅時間長。試驗證明，當洗水濃度達到60g/L時，聚丙烯酰胺耗量高達正常情況下的2-3倍，濃縮溢流還常出現(xiàn)超標，濃縮池中煤泥水呈懸浮狀態(tài)，嚴重影響洗煤生產(chǎn)。所以，嚴格控制煤泥水濃度，對絮凝效果起關(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絮凝效果也有一定影響。當溫度較高時，煤泥絮凝效果較好，沉淀速度較快;溫度較低時，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，給洗煤生產(chǎn)帶來困難。所以，實際生產(chǎn)中，要提高煤泥水的溫度非常困難。為保證煤泥水及時得到處理，溫度較低時，特別是在冬季，可適當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。由于開采煤層和井下條件變化，入洗煤性質(zhì)不是很穩(wěn)定，有時差別非常大。當入洗原煤灰分較低時，絮凝效果較好，煤泥沉淀速度較快，絮團較致密，對煤泥水處理有利，可以適當減少聚丙烯酰胺的用量，當入洗原煤灰分較高時，絮凝效果變差，絮團沉淀速度減慢，而且也顯得較疏松，對煤泥水處理不利，需增加聚丙烯酰胺用量，因此，及時掌握入洗原煤灰分高低，調(diào)整聚丙烯酰胺用量，對煤泥絮凝效果作用明顯。入洗煤粒變小時，雖然進人濃縮池中煤泥水的濃度沒有提高，但細粒煤泥的比例增加，如不加大聚丙烯酰胺膠體的用量，絮凝效果會隨之變差，濃縮池中會呈現(xiàn)部分煤泥沉淀，部分煤泥懸浮狀態(tài)，濃縮溢流易超標;同時，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，才能使大量的細顆粒結(jié)成絮團。

4與其他藥劑配合使用

該廠生產(chǎn)過程中，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泥，并且煤泥水的硬度較低，嚴重阻礙煤泥的聚凝沉降。僅憑聚丙烯酰胺作用，難以達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添加，在添加前用清水稀釋，得了明顯效果，基本上消除了細泥及煤泥水硬度影響。