邵新煤礦洗煤廠煤泥水設計年洗煤能力30萬t,洗煤 工藝為“跳汰+浮選”。該洗煤廠洗選本礦生產的 K21原煤和K6原煤，煤泥水處理工藝為“濃縮+壓 濾”。浮選機尾礦進入NS-12型耙式濃縮機，并加 人聚丙烯酰胺濃縮沉淀。濃縮機溢流作為洗煤循 環水，濃縮機底流經XMZ340/1500型廂式壓濾機 壓濾回收泥煤。該煤泥水處理系統自運行以來，一 直使用非離子型聚丙烯酰胺處理煤泥水，不僅藥劑 成本高，而且洗煤循環水介質濃度大，影響洗煤質 量。為此，針對煤泥水特性，選擇陰離子型聚丙烯 酰胺進行絮凝沉降實驗，并與非離子型聚丙烯酰胺 的絮凝沉降實驗相比較，確定了適合該廠煤泥水特 性的絮凝劑。

 

1聚丙烯釀胺的絮凝作用原理

 

1.1陰離子型聚丙烯酰胺的絮凝作用原理

 

污水中懸浮物表面的動電位是懸浮物阻聚的 原因。在懸浮物表面帶正電荷的污水中加人陰離 子型聚丙烯酰胺，由于其分子鏈中含有一定量的極 性基，能吸附水中懸浮的固體粒子，并能使懸浮的 固體粒子通過電中和，使粒子間架橋形成大的絮凝 物而起到絮凝作用。陰離子型聚丙烯酰胺廣泛用 于鋼鐵廠廢水、冶金廢水及洗煤廢水等污水處理 工藝。

 

1.2非離子型聚丙烯酰胺的絮凝作用原理

 

非離子型聚丙烯酰胺不含離子基團，但由于其 分子鏈中的酰胺基與許多物質作用，如黏土、纖維素等能產生氫鍵，吸附水中懸浮的固體粒子，使粒子間 形成大的絮凝物而起到絮凝作用。非離子型聚丙烯 酰胺能夠加速懸浮液中的粒子沉降，有非常明顯的 加快污水澄清、促進過濾等效果，廣泛用于造紙廢 水、印染廢水等工業廢水及市政污水的處理工藝，尤 其當污水呈酸性時，采用本產品最為適宜。

 

2配制聚丙烯釀胺試劑

 

2.1配制陰離子型聚丙烯酰胺試劑

 

1)稱量陰離子型聚丙烯酰胺（干粉）1 g，用樣

 

品袋裝好；

 

2)用量杯量取清潔的自來水500 mL;

 

3)將樣品袋中的陰離子型聚丙烯酰胺放入量 杯中，配制2%的陰離子型聚丙烯酰胺試劑，用玻璃 棒攪拌40 min后備用。

 

2.2配制非離子型聚丙烯釀胺試劑

 

1)在NS-12型耙式濃縮機的藥劑攪拌桶中放 入清水1 130 L;

 

2)向藥劑攪拌桶中加人非離子型聚丙烯酰胺 (膠體)50 kg，配制44. 25%的非離子型聚丙烯酰胺

 

試劑；

 

3)啟動藥劑攪拌桶的攪拌器，攪拌1. 5 h后 備用。

 

3聚丙烯酰胺的絮凝沉降實驗

 

用容量10 L的膠桶，從浮選機尾礦箱處取煤泥 水1桶備用。

 

3.1陰離子型聚丙烯酰胺的絮凝沉降實驗

 

1)用1#量筒量取5〇〇 mL煤泥水；

 

2)量取陰離子型聚丙烯酰胺試劑2 mL;

 

? 47 ?

 

o o o o o

 

0 5 0 5 0 3 2 2 1 1

 

350

 

3)將量取的陰離子型聚丙烯酰胺試劑倒人盛 有500 mL煤泥水的1#量筒中，將瓶口密封，反復倒 置若干次，使試劑與煤泥水充分混合；

 

4)靜置1#量筒，使煤泥水中的懸浮物自由沉 降，其自由沉降曲線見圖1。

 

(51 s, 350 mL)

 

01020304050

 

時間/s

 

圖1陰離子型聚丙烯酰胺絮凝劑沉降實驗曲線

 

從靜置沉降開始計時，量筒內的煤泥絮團沉降 至量筒下部穩定為止，沉降時間51 s，量筒下部煤泥 量150 mL,上部清水量350 rnL。觀察量筒上部清 水，水質清潔透明，清水表面懸浮物極少。

 

3.2非離子型聚丙烯酰胺絮凝沉降實驗

 

1)用2#量筒量取500 mL煤泥水；

 

2)量取非離子型聚丙烯酰胺試劑2 mL;

 

3)將量取的非離子型聚丙烯酰胺試劑倒入盛 有500 mL煤泥水的2#量筒中，將瓶口密封，反復倒 置若干次，使試劑與煤泥水充分混合；

 

4)靜置2#量筒，使煤泥水中的懸浮物自由沉 降，其自由沉降曲線見圖2。

 

從靜置沉降開始計時，量筒內的煤泥絮團沉降 至量筒下部穩定為止，沉降時間86 s，量筒下部煤泥 量150 mL，上部清水量350 mU觀察量筒上部清 水，水質清潔透明，清水表面懸浮物較多。

 

絮凝沉降實驗數據分析 4.1絮凝沉降速度

 

1)陰離子型聚丙烯酰胺的絮凝沉降速度：

 

a.清水量仏=500-150 = 350 mL;

 

b.沉降時間^=51 s;

 

c?沉降速度=認々丨二6.86 mL/s。

 

2)非離子型聚丙烯酰胺絮凝沉降速度：

 

a.清水量 <?2 =500-150 = 350 mL;

 

b.沉降時間《2=86 s;

 

c.沉降速度 w2=〇2/t2=4_07 mL/s0 4.2絮凝藥劑費用

 

陰離子型聚丙烯酰胺價格為18 000元/t,其溶 液濃度為2%;非離子型聚丙烯酰胺價格3 000元/t, 其溶液濃度為44.25%。日消耗聚丙烯酰胺溶液為 3 000 L,按 350 d 計算。

 

1)陰離子型聚丙烯酰胺費用：

 

a.陰離子型聚丙烯酰胺試劑的濃度為2%c,即 0.002 g/mL；

 

b.日消耗藥劑量 3 000 L/d x 1 000 mL/L x 0.002 g/mL = 6 kg/d；

 

c.年藥劑費用（6 kg/dx350 d + 1 000 kg/t)x 18 000 元/t=3.78 萬元。

 

2)非離子型聚丙烯酰胺費用：

 

a.非離子型聚丙烯酰胺試劑的濃度為44.25%c, SP 0.044 25 g/mL；

 

b.日消耗藥劑量 3 000 L/d xl 000 mL/L x 0.044 25 g/mL =132.75 kg/d；

 

c.年藥劑費用U32.75 kg/dx350 d+1 000 kg/t)x 3 000 元/t= 13.94 萬元。

 

5陰離子型聚丙烯酰胺在洗選廠的應用

 

在邵新煤礦洗煤廠的煤泥水處理工藝中，以前 選用非離子型聚丙烯酰胺作污水懸浮物處理的絮凝 劑，不僅藥劑耗量大，而且污水處理效果差，洗煤廠 耙式濃縮機液面常常覆蓋一層煤泥，嚴重影響洗煤 質量指標。2010年3月，該廠選用了陰離子型聚丙 烯酰胺作為煤泥水處理的絮凝劑，從使用的情況看， 該藥劑的絮凝沉淀效果好，有效地提高了洗煤廠的 洗水質量。同時，選用陰離子型聚丙烯酰胺處理煤 泥水的藥劑耗量大幅降低，年節省藥劑費用10萬余 元。非離子型聚丙烯酰胺和陰離子型聚丙烯酰胺消 耗情況統計結果見表1 ~ 2。

 

(下轉第51頁）

 

不夠，鉆孔開口距巷道底板沒有高差，增加鉆孔排煤 粉煤渣的難度;三是巷道掘進坡度掌控不好，有積水， 既影響員工按規范操作，又使鉆機冷卻水排不出去。 處理方法是進行巷道改造，安裝臨時排水設備。

 

2)鉆進過程中，鉆孔開口位置是關鍵，一般應 開在煤層頂板與煤層交界面或頂板內距煤層0.2 m 左右位置，然后順煤層傾角向下鉆進，在鉆桿重力作 用下，能夠保證在煤層內鉆進。

 

3)每個鉆孔平均排出煤粉煤渣量約3 t，必須及 時組織人員清理并運出巷道，以保持巷道全風壓風 流暢通。

 

4)起鉆時要特別注意操作，防止因鉆機夾具失 效、鉆孔排粉暫停、操作不當等造成鉆桿卡死、丟失 等事故發生。

 

5)中風壓煤層本層鉆進的防塵問題是一個重 要問題，必須采取有效的防塵措施，及時清除煤粉， 沖洗巷道。

 

4.3效果

 

中風壓鉆進深160 m的鉆孔成功率為98% ,而低 風壓鉆進深1〇〇 m以上的鉆孔成功率僅為11. 97%， 中風壓鉆孔成功率提高了 8倍，平均鉆孔深度提高了 2.07倍。中風壓鉆孔孔徑為94 mm，低風壓鉆孔孔 徑為65 mm，中風壓鉆孔孔徑是后者的1.5倍，抽、 排半徑相應增大，更加有利于煤層瓦斯的釋放。中 風壓鉆進平均每2個小班施工成功1個160 m的鉆 孔，低風壓鉆進無法施工成功1個160 m鉆孔。中 風壓鉆進施工技術解決了本煤層下向鉆孔施工難 題，大大提高了瓦斯治理速度。

 

中風壓鉆進試驗發現，鉆孔深度增加會導致鉆 孔終孔點與設計相比漂移程度較大(經機巷實測，單 孔最大漂移量為8 m)，會在深孔段出現瓦斯治理空 白帶，這在以后的工作中將引進鉆孔定位技術和鉆 孔測孔技術加以解決。

 

S結語

 

1)能較好較快地滿足瓦斯治理的要求。中風 壓鉆孔鉆進技術不但能解決采煤工作面區域瓦斯治 理問題，同時能夠滿足斜長150 m的工作面機巷區 域瓦斯治理的要求，整個3602W2段工作面達到安全 采煤需要的時間減少了 8.5個月，治理瓦斯安全、快 捷，大大提高了瓦斯治理的效果，縮短了瓦斯治理的 時間，使礦井生產部署更趨合理。

 

2)經濟效益明顯。3602W2段工作面開采面積 7.63萬m2，采用中風壓本層鉆孔鉆進技術，需要施 工本層鉆孔鉆尺3. 7萬m，直接成本約270萬元。 采用原有工藝，必須施工掘進條帶穿層鉆孔和工作 面本層鉆孔相結合才能徹底治理瓦斯，低風壓本層 鉆孔鉆尺4.1萬m，穿層鉆孔鉆尺3.9萬m，直接成 本約607. 8萬元。中風壓本層鉆孔鉆進技術少打鉆 尺4. 3萬m，節約直接成本337. 8萬元。

 

3)中風壓鉆進工藝目前也存在一些問題，如鉆 孔終孔點漂移、深孔段出現瓦斯治理空白帶、煤塵太 大、鉆桿易丟失等，需要繼續加大技術創新，引進鉆 孔定位技術、測孔技術、氣渣分離技術、鉆孔捕撈技 術等加以解決。

 

(責任編輯：李琴）

 

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(上接第48頁）

 

表1 2010年7—12月非離子型聚丙烯酰胺消耗情況統計

 

月份7月8月9月10月11月12月合計

 

消耗量/t3.984. 124.003.783.854.0823.81

 

費用/萬元1.191.241.201.131.161.227.14

 

注：包括廢水處理站耗量。

 

表2 2011年月陰離子型聚丙烯酰胺消耗情況統計

 

月份4月5月6月7月8月9月合計

 

消耗量/t0.300.290.310.300.320.311.83

 

費用/萬元0.540.520.560.540.580.563.30

 

注：包括廢水處理站耗量。

 

6結語

 

在選擇聚丙烯酰胺絮凝劑處理污水中的懸浮物

 

時，要根據污水的pH值、懸浮顆粒是否帶有電荷等 因素，選用相應型號的聚丙烯酰胺，以達到最佳的絮 凝沉降效果。從絮凝沉降實驗可知，使用陰離子型 聚丙烯酰胺絮凝劑的絮凝沉降速度為6.86 miys，量 筒上部清水清潔透明，液面懸浮物極少;使用非離子 型聚丙烯酰胺絮凝劑的絮凝沉降速度為4.07 mL/s， 量筒上部清水清潔但液面懸浮物較多。邵新煤礦洗 煤廠使用陰離子型聚丙嫌酰胺絮凝劑比使用非離子 型聚丙烯丑胺絮凝劑的絮凝沉降速度快，煤泥水更 清潔，懸浮物更少。同時，使用陰離子型聚丙烯酰胺比 使用非離子型聚丙烯酰胺節省藥劑費用約10萬元。

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