一种提高煤炭浮选产品沉降与过滤性能的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种提高煤炭浮选产品沉降与过滤性能的方法；属于煤炭分选与水处理技术领域。
【背景技术】
[0002]我国是一个煤炭生产以及消耗的大国，其在能源消耗占有着巨大的比重，长期以来，煤炭在一次能源生产和消费结构中占到70 %以上，作为主要能源的煤炭在中国能源中的主导地位20年内不会改变【刘小燕.我国洗煤工艺及常见问题探析[J].内蒙古煤炭经济，2012 (11):17-19.】。随着我国煤炭洗选加工量的日渐增大，煤炭企业未经处理的废水排放量也与日倶增，不仅导致了环境的严重污染，还引起了煤泥的大量流失，同时洗煤废水的排放造成了水资源的严重浪费。我国是一个水资源匮乏国家，据统计，我国煤矿平均吨煤排放水量为2.0?2.5吨。近年来我国煤产量达数十亿吨，由此每年产生废水为几十亿吨以上，约占全国工业废水排放量的15%以上。“产煤致渴”已成为我国水资源要面临的严峻问题，所以对煤炭洗选行业废水进行净化处理，不仅可以保护环境，减少水资源的浪费，还可以为企业带来一定的经济效益。
[0003]煤炭洗选废水与浮选尾矿等物料中通常含有大量的悬浮物、煤泥和泥砂，其中微小煤粉在水中特别稳定，一些超细煤粉悬浮于水中，静置几个月也不会自然沉降。煤炭洗选废水与浮选尾矿是一个胶体分散体系，并且胶粒表面带有较强的负电荷，加上细小颗粒含量高、粘度大，污泥比阻大，不仅难以自然沉降，过滤性能也非常之差，因而极难用常规脱水设备处理，必须采用一定强化沉降的措施。所以，在处理这类煤炭洗选废水时，必须向废水中投加无机混凝剂与有机絮凝剂，降低电位，破坏胶体的稳定性，从而达到泥水分离的目的，目前最常用和最有效的煤泥水处理工艺为混凝与絮凝沉降-高压压滤脱水。
[0004]由于煤泥水颗粒粒度细、灰分高、粘性大，浓度低，难于沉降，在选煤厂生产实践中，多采用无机盐混凝剂和高分子絮凝剂联用来加速煤泥水颗粒的沉降。无机盐混凝剂包括硫酸铝、硫酸镁、碱式氯化铝、聚合氯化铝和聚合硅酸铝铁等，高分子絮凝剂包括天然高分子絮凝剂(使用较少)和合成高分子絮凝剂两大类，前者主要是各种淀粉及其残渣、藻类和动植物胶类等，后者主要是聚丙烯酰胺。现有药剂的主要缺陷在于如下几个方面:一是药剂昂贵，聚丙烯酰胺价格每吨高达万元以上；二是絮凝沉降后的物料粘度增大，流动性变差，且极易堵塞滤布，使得过滤效率大为降低。
[0005]随着环保压力的越来越大，煤炭下游用户对煤炭质量的要求越来越高，煤炭入洗选比例势必将加大，由此引起煤炭浮选产品及煤泥水的快速澄清与脱水处理的要求与难度也会日益加大。因而，提高煤炭浮选产品，以及煤泥废水沉降与过滤性能的新工艺、新设备和新技术已提到日程上来，它不仅可以善煤炭浮选产品以及煤泥废水的过滤性能，降低产品的含水率，而且还可以实现废水在煤炭洗选车间内循环再利用，产生显著的经济效益与环境效益。
【发明内容】
[0006]针对现有技术中煤炭洗选过程中存在煤炭浮选产品沉降及过滤分离困难、处理成本高等缺陷，本发明的目的是在于提供一种低成本、可实现煤炭浮选产品以及煤泥水能快速沉降并过滤分离回收方法。
[0007]为了实现本发明的技术目的，本发明提供了一种提高煤炭浮选产品沉降与过滤性能的方法，该方法是在煤炭浮选过程中加入氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾、生石灰、熟石灰和氧化钙镁混合物中的至少一种作为PH调整剂，调节浆料pH值至10.5以上，通过浮选分离后得到的精矿与尾矿分别都采用自然沉降及过滤方式回收。
[0008]本发明的技术方案通过选择钾、钠的氢氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐和生石灰等碱性pH值调整剂，将煤炭浮选产品及煤泥废水等浆料的pH值调节到10.5以上时，能彻底破坏煤炭洗选废水与浮选尾矿生成的胶体分散体系，使其快速聚集沉降，且沉降颗粒过滤性能好，通过简单的过滤及能实现其分离回收。
[0009]煤炭洗选废水与浮选尾矿能生成稳定的胶体分散体系，主要原因是其含有浓度高、粒度细、灰分高的颗粒物，颗粒表面多数带负电荷；同性电荷间的斥力使得这些颗粒在水中保持分散状态，且在水中受到浮力及颗粒的布朗运动的影响，其分散性较为稳定；此夕卜，由于煤泥水中固体颗粒界面之间的相互作用，使得煤泥水性质复杂化，它不仅具有悬浮液的特点，还具有胶体的某些性质，更加加强了分散体系的稳定性，其难以自发聚集。因此，要使其聚集沉降，必须投加合适的助剂破坏胶体的稳定性，降低ζ电位。现有技术只有采用无机盐和有机絮凝剂复合处理模式，才能彻底破坏煤炭洗选废水与浮选尾矿的稳定胶体分散体系。
[0010]在本发明申请的技术方案中，通过发明人的大量试验研究，惊喜的发现，采用钾、钠的氢氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐和生石灰等碱性pH值调整剂将煤炭浮选产品及煤泥废水等浆料的PH值调节到10.5及以上时，浮选后得到的精矿产品与尾矿无需另外再添加其他无机混凝剂或有机絮凝剂，过滤性能大为改善，可在I分钟以内达到快速沉降的优异效果，与现有技术中“先添加无机盐混凝剂、再添加聚丙烯酰胺絮凝剂”的药剂制度的絮凝沉降效果基本相当。采用廉价的生石灰、氢氧化钠等药剂替代昂贵的聚丙烯酰胺，将加药流程简化为一次性加药的同时，还可极大降低选煤厂煤泥水处理的药剂成本。此外，过滤性能也得到了很好的改善，在快速沉降后，同样的压滤条件下，压滤后的滤饼含水率可由常规的约35%降低到到27%左右。
[0011]本发明的提高煤炭浮选产品沉降与过滤性能的方法还包括以下优选方案:
[0012]优选的方案中，煤炭为原煤、煤泥、中煤和洗精煤中的至少一种。
[0013]优选的方案中，煤炭浮选过程包括粗选、精选和扫选过程；粗选次数为I?2次，精选次数为I?6次，扫选次数为I?5次。
[0014]优选的方案中，所述的pH调整剂可在浮选过程的任一工序添加，所述的工序包括破碎与磨矿工序、浮选工序和过滤工序。
[0015]优选的方案中，pH调整剂投加点可以是原料料仓、球磨机、搅拌桶、浮选设备和沉淀池中的任意一点或几点。
[0016]相对现有技术，本发明的技术方案带来的有益技术效果:
[0017]本发明的技术方案通过在煤炭浮选过程中加入钾、钠的氢氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐和生石灰、熟石灰等碱性pH值调整剂pH值调整剂调节浆料pH值达到10.5以上，能彻底破坏煤炭洗选废水与浮选尾矿生成的胶体分散体系，无需另外再添加其他无机混凝剂或有机絮凝剂的情况下能使其快速聚集沉降，且沉降颗粒过滤性能好，通过简单的过滤及能实现其分离回收。相对现有技术极大的降低选煤厂产品过滤及水处理的药剂成本，简化加药流程，改善煤炭浮选产品的过滤性能，提高过滤效率，降低产品的含水率，经济效益与环境效益显著。
【具体实施方式】
[0018]以下实施例旨在说明本
【发明内容】
，而不是对本发明权利要求保护范围的进一步限定。
[0019]实施例1
[0020]煤泥干样取自贵州省盘县某洗煤厂(灰分含量59.6%、含水9.5% )。在磨机中加入生石灰，其添加量为5.75Kg/t干煤泥，矿浆pH值可以达到13.0 ;采用“一粗-三扫-五精”选矿流程，可以获得到含灰分6.21%的精煤产品和灰分86.97%的尾矿。
[0021]得到的精煤产品极易澄清，采用厢式隔膜压滤机压滤，过滤速率极快，得到的滤液非常清澈