對(duì)煤泥水處理技術(shù)現(xiàn)狀的綜述

1、科技信息前言煤泥水是指煤炭在分選加工過(guò)程中所產(chǎn)生的介質(zhì)用水, 是煤礦濕法洗煤加工工藝的工業(yè)尾水，其中含有大量的煤泥和泥砂，給礦區(qū)附近的環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，煤泥水已是煤炭工業(yè)的主要污染源之一，越來(lái)越受到人們的重視。煤泥水處理和煤炭的洗選加工密切相關(guān)，隨著對(duì)選煤產(chǎn)品的要求愈加嚴(yán)格、選煤工藝的愈加復(fù)雜、選煤廠的大型化愈加明顯以及水資源的愈加珍貴和環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的愈加苛刻，煤泥水處理已經(jīng)變成了整個(gè)選煤工藝中涉及面最廣、投資最大、最復(fù)雜、最難管理的工藝環(huán)節(jié)。煤泥水特別穩(wěn)定，懸浮物濃度和COD 濃度都很高，而且顆粒表面帶有較強(qiáng)的負(fù)電荷，靜置幾個(gè)月也不會(huì)自然沉降，因此處理非常困難，煤泥水必須實(shí)現(xiàn)廠內(nèi)循環(huán)再利

2、用。煤礦煤泥水的直接排放，不僅嚴(yán)重地污染了周?chē)沫h(huán)境，而且還會(huì)造成大量煤泥的流失。如果煤泥水經(jīng)適當(dāng)處理后回用于洗煤，不僅解決了環(huán)境污染問(wèn)題，而且還會(huì)為企業(yè)帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益，其中包括回收煤泥所得和節(jié)省洗煤用水的水費(fèi)和免交的排污費(fèi)。1、煤泥水的產(chǎn)生濕法選煤需要大量的水, 以跳汰洗煤為例, 每入選1t 原煤約需35m3循環(huán)水，還需補(bǔ)加部分清水。而這些水經(jīng)過(guò)洗選過(guò)程后就含有了大量的細(xì)小顆粒，通常把這種含有粒徑小于1mm 的懸浮粒子的洗煤水叫煤泥水，也叫洗煤廢水。煤泥水有兩種，一種是煤質(zhì)較好的原煤洗選所產(chǎn)生的煤泥水，這類(lèi)廢水所含的顆粒粒度較大，濃度較低，處理相對(duì)比較容易。另一種是高泥質(zhì)原煤洗選所產(chǎn)生的

3、煤泥水，這類(lèi)廢水懸浮物濃度高，顆粒細(xì)小，且表面帶有較強(qiáng)的負(fù)電荷，是一種穩(wěn)定的膠體體系，難于處理。我國(guó)有相當(dāng)數(shù)量的原煤是年輕煤種，屬于高泥質(zhì)化原煤，洗選所產(chǎn)生的煤泥水濃度高，處理難度大。2、煤泥水污染特性煤泥水是原煤洗選加工過(guò)程中產(chǎn)生的廢水，其主要污染物是煤和泥巖粉末及其水解后形成的懸浮物以及少量的金屬離子和有機(jī)藥劑等。煤泥水的污染主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(1懸浮物是煤泥水中的主要污染因子，煤泥水中懸浮物濃度嚴(yán)重超標(biāo)，一般達(dá)900040000mg/L，超過(guò)國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)的2030倍，使其被污染的水體呈黑色，降低水的透明度，影響水生動(dòng)植物光合作用，同時(shí)造成水域的景觀污染。(2煤泥水中的溶解物種

4、類(lèi)繁多，各廠均不相同，同時(shí)煤炭顆粒和灰分中含有一些金屬離子，洗選后有部分金屬離子進(jìn)入煤泥水中。煤泥水中溶解的大量金屬離子對(duì)地表水和地下水造成污染。(3當(dāng)煤泥水中含油量增加，水表面膜厚度達(dá)到1×104cm 時(shí)，就影響水的再充氧，同時(shí)對(duì)水生動(dòng)植物產(chǎn)生不利影響。(4浮選法選煤過(guò)程中添加的各種選礦藥劑，有些具有一定毒性，煤泥水中殘余的浮選藥劑將給環(huán)境帶來(lái)危害。3、煤泥水處理技術(shù)現(xiàn)狀煤泥水治理的目標(biāo)就是泥水分離。采用工業(yè)上成熟的固液分離技術(shù)，從煤泥水中分離、回收不同品質(zhì)的細(xì)粒產(chǎn)品和適合選煤廠循環(huán)的用水做到洗水閉路循環(huán); 在煤泥水必須排放時(shí)能符合環(huán)境保護(hù)的排放要求，不污染環(huán)境。3.1常見(jiàn)的煤泥水

5、處理工藝當(dāng)前，我國(guó)的選煤技術(shù)水平完全能夠?yàn)楦鞣N類(lèi)型選煤廠提供成熟可靠的煤泥水處理全套技術(shù)和裝備，實(shí)現(xiàn)洗水閉路循環(huán)。選煤廠完善的煤泥水系統(tǒng)通常包括以下工藝環(huán)節(jié):煤泥分選尾礦濃縮壓濾，缺少其中任何環(huán)節(jié)，都不能構(gòu)成完善的系統(tǒng)。實(shí)踐證明，不完善的煤泥水系統(tǒng)都無(wú)法實(shí)現(xiàn)洗水閉路循環(huán)。我國(guó)選煤廠應(yīng)用的幾種典型煤泥水流程及其優(yōu)缺點(diǎn)如下表?！鞍宋濉币詠?lái)，我國(guó)選煤工業(yè)整體水平得到迅速提高，但是與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有大差距，煤泥水處理技術(shù)和裝備尚不能滿足各種類(lèi)型選煤廠低投資和低運(yùn)行費(fèi)用的要，還有13%的選煤廠未實(shí)現(xiàn)洗水閉路循環(huán)，尤其是小型選煤廠。為了徹底杜絕有選煤廠外排煤泥水，并滿足發(fā)展動(dòng)力煤洗選的煤泥水處理要求，除了

6、進(jìn)行細(xì)粒煤水設(shè)備系列化、提高大型設(shè)備可靠性研究之外，還需要重點(diǎn)開(kāi)發(fā)適于動(dòng)力煤選煤廠水介質(zhì)煤泥重力分選技術(shù)、提高浮選上限技術(shù)，加強(qiáng)高效濃縮機(jī)的研究、先進(jìn)技術(shù)設(shè)備的集成化研究和煤泥分選與煤泥水處理裝備的模塊化研究，以節(jié)約資源，保護(hù)境，提高效益。3.2煤泥水處理方法近年來(lái)，隨著環(huán)保要求的逐漸提高，選煤廠煤泥水必須實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)，由于煤泥水處理難度較大。多年來(lái)，世界各國(guó)環(huán)保專(zhuān)家始終將煤泥水的處理與回用做為礦山廢水處理的一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)研究。煤泥水處理的方法有自然沉淀法；重力濃縮沉淀法；混凝沉淀法；結(jié)團(tuán)凝聚處理法等。4. 絮凝藥劑煤泥水中無(wú)法通過(guò)自然沉降去除的煤泥顆粒，主要通過(guò)高分子絮凝作用去除。我國(guó)

7、煤泥水處理中常用的絮凝劑主要有無(wú)機(jī)高分子絮凝劑和有機(jī)高分子絮凝劑兩類(lèi)。近年來(lái)，微生物絮凝劑也被用在了煤泥水澄清試驗(yàn)研究中。4.1無(wú)機(jī)高分子絮凝劑選煤廠常用的單一型無(wú)機(jī)高分子絮凝劑有聚合鋁鹽(統(tǒng)稱為聚鋁 和聚合鐵鹽(統(tǒng)稱為聚鐵 。主要有聚合氯化鋁(PAC、聚合硫酸鋁(PAS、聚合氯化鐵(PFC、聚合硫酸鐵(PFS。這些聚合物水解后產(chǎn)生單核配位物，再經(jīng)聚合生成多核配位物，能有效壓縮雙電子層，降低或消除煤和粘土顆粒表面的電位，使顆粒之間的排斥能降低而發(fā)生凝聚、沉降。聚鋁堿基度高，對(duì)水質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)，但低溫時(shí)形成絮體沉降速度較慢。聚鐵則正好相反，因此人們?cè)诳偨Y(jié)聚鋁和聚鐵各自優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，共聚復(fù)合成多陽(yáng)離

8、子型復(fù)合絮凝劑。聚硅酸金屬鹽絮凝劑是一種無(wú)機(jī)高分子絮凝劑。它是由活性硅酸和金屬鹽復(fù)合而成，因此同時(shí)具有了硅酸分子量高、吸附架橋能力強(qiáng)的特點(diǎn)，又具有金屬較強(qiáng)的電中和能力。對(duì)煤泥水處理效果顯著，有逐步成為主流處理藥劑的趨勢(shì)。4.2有機(jī)高分子絮凝劑高分子絮凝劑分為合成高分子絮凝劑和天然高分子絮凝劑。其絮凝機(jī)理主要是有機(jī)大分子的“橋連”，有機(jī)高分子絮凝劑的分子鏈較長(zhǎng)，并在鏈上帶有多個(gè)能與礦物表面親固的極性基，對(duì)懸浮顆粒有較強(qiáng)的親和力。同無(wú)機(jī)高分子絮凝劑相比，有機(jī)高分子絮凝劑用量少，絮凝速度塊，受共存鹽類(lèi)、煤泥水pH 值及溫度影響小。我國(guó)選煤廠最常使用的合成有機(jī)高分子絮凝劑為聚丙烯酞胺。聚丙烯酞胺分為陽(yáng)

9、離子型(CPAM、陰離子型(ARAM、非離子型和兩性離子型。在煤泥水處理中最常用的還是陰離子型聚丙對(duì)煤泥水處理技術(shù)現(xiàn)狀的綜述內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院張波李俠摘要煤泥水是選煤過(guò)程重要的工作介質(zhì)，同時(shí)也是煤炭濕法加工過(guò)程產(chǎn)生的工業(yè)廢水。煤泥水外排會(huì)嚴(yán)重破壞礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，因此必須澄清處理后循環(huán)使用。本文分別從處理工藝、絮凝藥劑綜述了國(guó)內(nèi)外煤泥水處理相關(guān)技術(shù)研究進(jìn)展，并總結(jié)了目前存在的問(wèn)題，提出了一些建議。關(guān)鍵詞煤泥水處理工藝絮凝藥劑沉淀煤泥水流程優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用場(chǎng)合直接浮選尾煤濃縮壓濾易于洗水閉路;精煤得到充分回收:經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益好投資大; 運(yùn)行成本高大中型煉焦煤選煤廠煤泥重介選尾煤濃縮壓濾粗煤泥分選

10、精度高，投資較小粗煤泥回收下限0.lmm ，尾煤量大全重介、難浮選煤泥選煤廠煤泥水介重力選粗煤泥直接回收細(xì)煤泥濃縮壓濾投資和運(yùn)行費(fèi)川比直接浮選尾煤濃縮壓濾流程稍低適于分選密度在1.6kg/L以上的易選粗煤泥; 細(xì)煤泥量大、脫水困難動(dòng)力煤選煤廠及小型煉焦煤選煤廠煤泥水濃縮直接回收投資較小經(jīng)濟(jì)效益低; 煤泥脫水困難，設(shè)備用量大; 洗水閉路難度大動(dòng)力煤選煤廠及小型煉焦煤選煤廠煤泥沉淀池投資小，生產(chǎn)費(fèi)用低洗水不能閉路; 環(huán)境污染嚴(yán)重小型煉焦煤選煤廠（下轉(zhuǎn)第521頁(yè)）高校理科研究科技信息烯酞胺。為了增強(qiáng)聚丙烯酞胺的絮凝效果，常常在表面電荷和分子結(jié)構(gòu)上作一些改性。天然有機(jī)高分子絮凝劑主要有各種淀粉及其殘?jiān)?/p>

11、、藻類(lèi)和動(dòng)植物膠類(lèi)等。這類(lèi)絮凝劑的使用效果一般比無(wú)機(jī)電解質(zhì)要好，但淀粉是糧食制品，成本較高。一般選煤廠煤泥水處理量每小時(shí)可達(dá)數(shù)千立方，絮凝劑消耗量相當(dāng)大，因此藥劑成本是制約這些絮凝劑在煤泥水處理過(guò)程大量使用的重要原因之一。4.3微生物絮凝劑微生物絮凝劑是一類(lèi)微生物代謝產(chǎn)物，實(shí)質(zhì)為多糖類(lèi)、糖蛋白和蛋白質(zhì)類(lèi)物質(zhì)，也有少數(shù)為脂類(lèi)、DNA 等其他生物大分子，這些物質(zhì)分子量可達(dá)105以上。這些物質(zhì)和煤泥顆粒之間通過(guò)電性中和、壓縮雙電子層、吸附架橋等作用形成絮團(tuán)，起到了去除水中顆粒物的作用。同其他類(lèi)型的需凝聚相比，微生物絮凝劑具有安全、高效、無(wú)二次污染、來(lái)源廣泛等特點(diǎn)，因此具有較大的開(kāi)發(fā)潛力。但目前相關(guān)研

12、究報(bào)道都是試驗(yàn)研究結(jié)果，還未經(jīng)選煤廠實(shí)際應(yīng)用。5. 煤泥水處理技術(shù)目前存在的問(wèn)題及建議常見(jiàn)的問(wèn)題及原因總結(jié)如下:1 工藝流程越來(lái)越復(fù)雜，但煤泥水依然不澄清。其原因在于大量粘土礦物在水中容易密集的單元晶層，這些微細(xì)顆粒表面還帶大量電荷，因此能夠穩(wěn)定懸浮于煤泥水中。這類(lèi)型往往幾天都不能澄清，所以選煤廠有限的沉降面積和沉降時(shí)間不能實(shí)現(xiàn)煤泥水徹底澄清;2 藥劑越來(lái)越昂貴，藥劑成本限制了煤泥水澄清。目前微生物絮凝劑只是處于試驗(yàn)研選煤廠應(yīng)用最多的還是合成絮凝劑。煤泥綜合利用途徑應(yīng)進(jìn)一步探討，目前煤泥綜合利用的途徑較少，絕大部分地區(qū)都是以較低的價(jià)格賣(mài)給附近居民作燃料。有些地區(qū)由于運(yùn)輸和地理環(huán)境等因素，致使回

13、收的煤泥堆積如山賣(mài)不出去，雨水沖刷又流進(jìn)水體中，影響了煤泥水治理的積極性。因此，進(jìn)一步研究煤泥綜合利用的新途徑，提高煤泥綜合利用的經(jīng)濟(jì)效益，是治理煤泥水污染的基本保證。參考文獻(xiàn)1李亞峰. 洗煤廢水難處理的原因及處理方法研究J . 礦業(yè)安全與環(huán)保，1999，2:l32中國(guó)煤炭利用加工利用協(xié)會(huì)組織編寫(xiě). 選煤廠煤泥水處理M . 徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2005.10（上接第519頁(yè)）語(yǔ)言學(xué)家對(duì)語(yǔ)義場(chǎng)的定義各有所異，本文把語(yǔ)義場(chǎng)中處于同一組合中共有的東西稱為“共同屬性”。在“共同屬性”支配下形成的語(yǔ)義場(chǎng)中，詞與詞之間顯然是相互聯(lián)系的，那么單個(gè)詞在語(yǔ)義場(chǎng)中的位置或意義，必定是一種相對(duì)的位置或意義。若

14、場(chǎng)中某一個(gè)詞的位置或意義發(fā)生了變化，則場(chǎng)中其他詞語(yǔ)的相對(duì)位置或意義必然會(huì)受到影響。一、詞義大小變化的語(yǔ)義場(chǎng)分析在week 這個(gè)“共同屬性”下，Sunday 、M onday 、Tuesday 、Wednesday 、Thursday 、Friday 、Saturday 共同組成一個(gè)語(yǔ)義場(chǎng)。就Sunday 這個(gè)詞來(lái)說(shuō)，要想知道它的確切含義，就必須確定它和其他六個(gè)詞之間的關(guān)系，即它的位置或者意義是由它和其他六個(gè)詞的相對(duì)關(guān)系來(lái)決定的。假設(shè)現(xiàn)在語(yǔ)義場(chǎng)發(fā)生變化，Monday 這個(gè)詞消失了，那么M onday 所占據(jù)的地盤(pán)（即周一那一天），可能會(huì)被剩下的六個(gè)詞中的某一個(gè)占據(jù)（當(dāng)然也可能會(huì)發(fā)生其他情況，這里

15、只是假設(shè)）。假若與M onday 緊挨著的Sunday 占據(jù)了Monday 消失后留下的地盤(pán)，同時(shí)Sunday 仍然保持原本就有的地盤(pán)，這時(shí)的Sunday 就在事實(shí)上指兩天而不是原來(lái)的一天，它的詞義將會(huì)擴(kuò)大。剩下的Tuesday 、Wednesday 、Thursday 、Friday 、Saturday ，在新的語(yǔ)義場(chǎng)中表示一周被分成六部分后的某一部分，這與原來(lái)它們表示七部分中某一部分的事實(shí)不一樣，因而它們的詞義也將發(fā)生變化。再觀察造成詞義縮小的一個(gè)情形。如果把一周七天中的每天早晨都統(tǒng)一叫“X-morning ”，在新的語(yǔ)義場(chǎng)中將會(huì)有X-morning 、Sunday 、Monday 、Tu

16、esday 、Wednesday 、Thursday 、Friday 、Saturday 這八個(gè)詞，那么這個(gè)新詞的加入將使得Sunday 、M onday 、Tuesday 、Wednesday 、Thursday 、Friday 、Saturday 僅僅指它們所代表的那一天中的除去“morning ”后的部分，它們的詞義將會(huì)縮小。二、語(yǔ)義場(chǎng)變化引起詞義擴(kuò)大的實(shí)例在“共同屬性”下的某一語(yǔ)義場(chǎng)中，可能由于生產(chǎn)方式的變化或者社會(huì)狀況的改變，一些詞語(yǔ)在新的語(yǔ)義場(chǎng)中消失，而剩下的一些詞匯則可能承擔(dān)起那些已經(jīng)消失了的詞匯的意義，這樣剩下的詞匯的詞義就擴(kuò)大了。再有，另外一種情形就是：一些詞會(huì)可能由于某種原

17、因擠占別的詞的地盤(pán)，導(dǎo)致語(yǔ)義場(chǎng)變化從而引起詞義的變化。我國(guó)社會(huì)處于古代畜牧社會(huì)時(shí)期時(shí)，由于人們?cè)谌粘Ｉ钪薪?jīng)常和馬這種動(dòng)物打交道，因而關(guān)于馬的詞匯也就比較多，馬的名稱分得非常細(xì)。在古代關(guān)于“小馬”的這一“共同屬性”的語(yǔ)義場(chǎng)中，有好幾個(gè)詞語(yǔ)用于指“小馬”。中國(guó)畜牧社會(huì)時(shí)期用來(lái)指小馬的語(yǔ)義場(chǎng)中的詞匯：馵（一歲），駒（二歲），駣(三歲 。畜牧?xí)r代一過(guò)去，沒(méi)有必要用不同的詞來(lái)表示不同年齡的小馬，“馵”和“駣”消亡，而生存下來(lái)的“駒”的意義擴(kuò)大，用來(lái)泛指小馬了（張永言1982：57）。在新的語(yǔ)義場(chǎng)中，“駒”這個(gè)詞，占據(jù)了“馵”和“駣”的地盤(pán)，因而詞義擴(kuò)大。在古代漢語(yǔ)中“江、河”原來(lái)專(zhuān)指“長(zhǎng)江、黃河”是專(zhuān)

18、有名詞，具有“河流”這一“共同屬性”的語(yǔ)義場(chǎng)中有江、河、淮、渭、涇、漓、汨羅等詞（岑運(yùn)強(qiáng)2004：109）。后來(lái)“江、河”擴(kuò)大到所有內(nèi)陸水系，現(xiàn)在具有“河流”這一“共同屬性”的語(yǔ)義場(chǎng)中包括長(zhǎng)江、黃河、淮河、渭河、涇河、汨羅江、漓江等，“江、河”擴(kuò)展到其他任意一條河流，在語(yǔ)義場(chǎng)中的地盤(pán)擴(kuò)大，相應(yīng)的詞義也就隨之?dāng)U大了。三、語(yǔ)義場(chǎng)變化引起詞義縮小的實(shí)例在具有某種“共同屬性”的某語(yǔ)義場(chǎng)中，可能由于某種原因?qū)е乱恍┬碌脑~語(yǔ)進(jìn)入語(yǔ)義場(chǎng)或者語(yǔ)義場(chǎng)中的某些詞的地盤(pán)擴(kuò)大，這些新詞或地盤(pán)擴(kuò)大了的詞要占據(jù)原來(lái)的一些詞匯位置或者說(shuō)意義，原來(lái)的詞匯的詞義就縮小了?！俺簟弊衷诠糯囊馑贾敢磺袣馕?，而“香”字指禾黍芳香之意。在古代的表示“氣味”的語(yǔ)義場(chǎng)中，“香”字的地盤(pán)比“臭”小的多。但隨著社會(huì)的發(fā)展，“香”的使用范圍擴(kuò)大，由專(zhuān)指谷類(lèi)成熟后的氣味, 到通稱一切好聞的氣味。也就是說(shuō)，慢慢地好聞的氣味不再與“臭”字沾邊了，“香”字?jǐn)D占了“臭”字表示好聞的氣味的全部地盤(pán)。這樣發(fā)展到今天，在表示“氣味”的語(yǔ)義場(chǎng)中，“臭”字的地盤(pán)被壓縮得只剩下表示“不好聞”的氣味的一小塊地盤(pán)了，自然地“臭”的詞義縮?。R廣東1997）。再如，表示鳥(niǎo)和獸的語(yǔ)義場(chǎng)中，中國(guó)古代曾只用一個(gè)“禽”字，它既指鳥(niǎo)又指獸。但后來(lái)“獸”字用來(lái)專(zhuān)指獸類(lèi)，“禽”