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本文作者：馬禎劉佳作者單位：蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術(shù)學(xué)院

高硬度水有利于煤泥的絮凝沉降

大屯選煤廠澄清濃縮機在不見藥劑條件下自然出清水溢流，就是由于該廠補充水硬度32~37mgN/L；南山選煤廠在使用絮凝劑為其他廠的幾十倍的情況下，煤泥的絮凝沉降效果仍不明顯。加大了補充水的硬度，絮凝劑用量由30g/m3降到3.5g/m3。得到了較快的煤泥沉降和較清的濃縮機溢流。

研究表明，當(dāng)水的硬度（鈣鎂離子含量）較大，顆粒較易沉淀。這是由于懸浮狀態(tài)的微細煤泥顆粒表面荷負電，相互之間斥力的作用，使體系保持分散穩(wěn)定狀態(tài)。煤泥顆粒保持這種分散穩(wěn)定性的原因是顆粒表面的雙電層（擴散層和密實層）及表面電位，以及水化作用的影響。水是極性分子，在帶負電的顆粒表面產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極，形成包圍水層。使懸浮顆粒難以沉淀。然而在硬度較大的水中，由于鈣鎂離子的存在，可以中和顆粒表面負電，降低表面電位，獲得較好的沉降效果。例如，當(dāng)選煤廠選用的絮凝劑為陰離子聚丙烯酰胺（PHP）時，由于陰離子的COO-和帶負電的煤泥顆粒相互排斥，影響架橋效果，若水的硬度增大，即鈣鎂離子的含量增多，它們可中和煤泥表面的負電荷，降低電動電位，使顆粒之間斥力減弱。若此時再加入PHP效果更好。

根據(jù)煤泥水硬度不同，煤泥的絮凝沉降已形成幾種不同的模式：1）硬度大：不加凝聚劑、絮凝劑，自然出清水；2）硬度較小：需要凝聚劑或者絮凝劑；3）硬度小、雜質(zhì)多：需要凝聚劑和絮凝劑。非離子型的絮凝劑在煤泥沉淀過程中主要起吸附架橋作用，凝聚劑主要起電性中和左右，離子型的絮凝劑既有吸附架橋又有電性中和作用。因此，目前多數(shù)選煤廠選用的是無機凝聚劑和高分子絮凝劑配合使用的方案。由于顆粒表面的負電作用，添加藥劑遵循先加凝聚劑中和表面電性，再加絮凝劑架橋形成大絮團沉淀。

高效的煤泥水分級、濃縮、澄清設(shè)備的選用

在煤泥水處理中常用的自然沉降設(shè)備包括煤泥沉淀池、濃縮漏斗、角錐沉淀池、斗子撈坑、沉淀塔、沉淀槽、深錐濃縮機和耙式濃縮機等；強化沉降的傾斜板沉淀槽、水力旋流器、氣浮池；機械分級設(shè)備，包括弧形篩、高頻振動細篩、電磁振動細篩和曲面振動篩。

目前，隨著設(shè)備的創(chuàng)新和高效，自然沉降設(shè)備逐漸被取代。例如在有些工藝中的角錐沉淀池被水力旋流器所取代。這是由于在離心力場中顆粒的離心沉降速度較重力沉降速度要大得多up=u0a/g（up為離心沉降速度，u0為重力沉降速度）。為達到對細粒更好的分選效果，出現(xiàn)了在浮力作用下完成液固分離的氣浮池。它是利用生物、化學(xué)或電解的方法在氣浮池底部產(chǎn)生微小氣泡，粘附顆粒，減小顆粒視密度，使氣泡上浮、固體顆粒溢出，完成固液分離。另外，在自然沉降的基礎(chǔ)上出現(xiàn)了傾斜版沉淀設(shè)備，通過一定的傾斜角度，改善了水力條件、增大了沉淀面積、加快了沉降速度。

總之，影響煤泥水處理效果的因素還很多，隨著選煤工藝的完善和設(shè)備的開發(fā)，重選的分選下限也在降低，細煤泥和浮選尾煤的脫水回收是涉及面很廣的技術(shù)、經(jīng)濟問題，要根據(jù)選煤廠類型，地理位置，煤泥特點，市場價格和銷路，設(shè)備性能和價格，管理和維護等諸多因素綜合考慮，才能取得最佳的技術(shù)，經(jīng)濟和社會效益。