聚丙烯酰胺在选煤厂的应用

 

针对煤泥水的特点，介绍了聚丙烯酰胺的作用机理、水溶液的制备及其在东曲选煤厂煤泥水处理系统中的应用。

 

东曲选煤厂的设计能力为400万t。 其生产工艺主要采用淘汰粗选、重介旋流器精选、煤泥浮选、尾煤浓缩和压滤回收工艺。 目前该矿煤质优良的2#煤基本采煤，今后一段时间洗选的主要是难洗的2#煤，易泥化的4#煤，8#煤。 为了更好地回收煤泥水中的微粒子，保证合格的洗涤水循环使用于系统，该工厂用添加的聚丙烯酰胺凝集剂进行煤泥水处理。

 

1絮凝剂的作用机理及水溶液的制备

 

聚丙烯酰胺简称PAM，是线性高分子聚合物，无氡、腐蚀性，易溶于水，其水溶液与煤泥水混合后，其分子链上的活性基团与煤泥水中的微粒表面吸附，在粒子间发挥连接作用，微粒形成大块，加快了煤泥的沉淀速度。

 

其分子量约为1800万。 按照国标GB/T18712—2002《煤炭选煤用絮凝剂性能试验方法》的要求，计算制备后聚丙烯酰胺溶液浓度0.05%所需的清水量和聚丙烯酰胺量，首先向搅拌筒内注入人的清水，启动搅拌器，慢慢注入人的聚丙烯酰胺胶体， 直到均匀搅拌聚丙烯酰胺粒子完全溶解为止，即搅拌筒内的液体变成无色透明的液体，在液体中没有未溶解的粘结物或块状物时停止搅拌，溶液调制就完成了。 调制过程中，请勿过度搅拌，以免引起分子分解。

 

添加2聚丙烯酰胺水溶液

 

聚丙烯酰胺水溶液在哪里，如何添加，对凝聚效果有很大影响。 以往的添加方式是在聚丙烯酰胺中加入人工搅拌槽后，进入尾炭一次浓缩机( 807 )，消耗量多，效果不明显，请参照图1。 之后，经过改良，生产时，打开原料管的阀门，使其成为一定的开度，将聚丙烯酰胺溶液注入煤泥水( 813浓缩池)。 加药点设置在煤泥水局部混流的场所(煤泥水进入容器的场所)，有助于煤泥水粒子形成絮凝物。 为保证给药均匀稳定，煤泥立即沉淀，生产过程中至少用两台药剂搅拌筒，一种聚丙烯酰胺溶液注入前，另一种筒溶液自行配制，保持添加的连续性。 加药不稳定，浓缩溢出容易超标。 加药时应注意观察浓缩池煤泥水的沉淀情况。 否则，就会发生耙地现象。

 

三絮凝效应的影响因素

 

3.1聚丙烯酰胺用量

 

处理煤泥水，不加适量不能发挥凝聚作用。 使用量过多时，煤泥的沉淀速度会加快，但浓缩底流浓度容易变高。 一般来说，浓缩底流浓度为500g/L，能够满足压滤生产的使用量过多，浓缩底流浓度有时达到700g/L以上，底流中的聚丙烯酰胺的含量增加， 不利于底流输送和压滤生产:压滤取出煤饼时煤饼不易脱落，劳动力增加，工作效果降低，同时发生药剂浪费，生产成本增加。 经过多年实践，东曲选煤厂絮凝剂用量随浓度变化情况见表I。

 

3.2煤泥水浓度

 

东曲洗煤厂凝集剂用量随浓度变化

 

各选煤厂对进口浓缩机煤泥水浓度有不同的技术要求。 为了降低煤泥水的处理压力，提高洗煤的生产能力，控制进入人浓缩机的煤泥水的浓度，即将煤泥水的原料浓度控制在70g/L以下。 这样可以使絮凝效应达到理想状态，加快煤泥的沉淀速度。 当然，煤泥水浓度越低，越有利于凝聚作用的煤泥水浓度越高，越不利于絮凝，煤泥的沉淀速度显着降低，难以抑制浓缩溢出，药剂消耗量增加，沉淀的煤泥稀疏，浓缩底流浓度越低，压缩成蛋糕的时间越长。 试验表明，当洗水浓度达到60g/L时，聚丙烯酰胺消耗量达到正常情况下的2~3倍，浓缩溢流仍然超标，浓缩池煤泥水处于悬浮状态，严重影响洗煤生产。 因此，严格控制煤泥水浓度对凝聚效果起着重要作用。

 

3.3煤泥水温度

 

观察表明，煤泥水的温度变化对絮凝效应也有影响。 温度高时，煤泥絮凝效果好，沉淀速度快温度低时絮凝效果差，煤泥沉淀速度快。 这种现象在夏天和冬天很明显。 每年春节前后，东曲选煤厂煤泥水浓度呈上升趋势，给洗煤生产带来困难。 因此，在实际生产中，提高煤泥水的温度是非常困难的。 当煤泥水处理得很快，温度低时，尤其是冬季，可以适当提高聚丙烯酰胺水溶液的浓度。

 

3.4清洗原煤的性质

 

该厂属矿山型选煤厂，洗煤性质主要决定在矿山生产原煤。 由于开采煤层和井下条件的变化，洗煤性质不太稳定，有时差异甚大。 原煤灰分低时，絮凝效果好，煤泥沉淀速度快，絮凝致密，有利于煤泥水处理，可适当减少聚丙烯酰胺的使用量，原煤灰分高时，絮凝效果差，絮凝沉淀速度慢，且比较缓慢，不利于煤泥水处理， 因需要增加聚丙烯酰胺的用量，及时掌握原煤灰分的高低，调节聚丙烯酰胺的用量，煤泥絮凝效果显着。 入洗煤粒变小时，进入人浓缩池的煤泥水的浓度没有上升，但细粒煤泥的比例增加，聚丙烯酰胺胶体的使用量不增大，凝聚效果变差，煤泥沉淀在浓缩池中，一部分煤泥成为浮游状态，浓缩溢流容易超过，同时浓缩底流浓度也变低 这种现象的主要原因是煤泥水中的微粒子增加，各粒子的总比表面积增加，只要增加聚丙烯酰胺的量，就能凝聚大量的微粒子。

 

4与其他药剂并用

 

在该厂生产过程中，由于受井下毛炭和地质条件的影响，清洗原煤，特别是4#煤中含泥量大，煤泥水中含有部分微细泥，煤泥水硬度低，严重阻碍了煤泥的凝聚沉降。 仅靠聚丙烯酰胺作用难以达到煤泥的快速沉降目的。 东曲选煤厂采用添加氯化铝的方法配制。 其使用量，为了每人洗净1t煤，与聚丙烯酰胺水溶液分开添加0.1-0.12kg的氯化铝，添加前用清水稀释，得到了明显的效果，泥和煤泥水的硬度影响基本消失。