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煤泥水处理技术研究进展 　　摘要：本文针对煤泥水难沉降的成因进行了分析，综述了国内外学者在煤泥水处理方面所做的的主要研究工作，指出了当前在煤泥水处理上所存在的问题，并对今后煤泥水处理的研究前景进行了展望。 　　关键词：煤泥水；絮凝 ；气浮； 沉淀 　　中图分类号：TD94文献标识码：A 　　0引言 　　煤泥水是原煤在水中经过分级、脱泥、精选、脱水等作业后分选出产品，大量粒度小于0.5mm的颗粒残留在水中形成的[1]。煤泥水因其成分不同，性质不稳定，处理工艺复杂，一直是洗煤厂对其处理的难点。实现煤泥水的高效澄清，以达到洗水的闭路循环，不仅可以大量的回收矿产资源，节约工业用水量，而且还可以防止煤泥水的外排对环境造成的影响[2]。因此，煤泥水的处理一直是国内外学者研究的热点，对其做了大量的工作。 　　1 煤泥水难沉降的成因分析 　　1.1 粒度分析 　　粒度大小是影响煤泥水沉降性能主要因素。微细颗粒在煤泥水中一方面受到自身重力和浮力的作用，另一方面受到布朗运动的作用。粒度越小，颗粒在废水中的沉降速度越小，在废水中受到的布朗运动力也越明显；且粒度小于0.045mm时，颗粒在废水中主要受到布朗运动力的影响，微细颗粒表面通常带有负电，颗粒之间互相排斥，极易形成较稳定的胶体溶液，不易沉降，处理起来难度较大。刘志勇、王立成、闫芳、胡晓东、张凌云分别对望峰岗选煤厂、东河矿选煤厂、任楼选煤厂、新庄选煤厂和太原选煤厂洗选所排出的煤泥水进行粒度检测，其中粒度小于0.045mm的颗粒所占的比例分别为49.36%、65.67%、33.29%、70.22%、60%。由此可见，解决好煤泥水中微细颗粒的沉降问题，对实现煤泥水的高效澄清至关重要。 　　1.2 煤泥水中的矿物组成 　　大多数洗煤厂的煤泥水中除了含有煤以外，还含有大量的伊利石和高岭石等粘土矿物及少量的方解石、滑石、白云石等硫酸盐矿物。而这些伊利石和高岭石等粘土矿物具有特殊的晶体结构，因其含有Al2O3和 SiO2等物质，在水中形成一层水化膜[3]，该水化膜阻止了颗粒与颗粒之间的接触，从而形成稳定的胶体形态，难以自身沉降，不仅如此，粘土矿物还会增加溶液的粘度，影响颗粒的运动，降低颗粒的碰撞几率[4]，进而造成水质的恶化。因此粘土矿物高是造成煤泥水难以沉降的根本原因。 　　1.3 循环煤泥水矿物组成的变化 　　通过实测，兴隆庄煤矿选煤厂沿着煤泥水流向，固相组成相对含量不断变化，主流向的灰分由15%上升到60%，也即高岭石等粘土矿物的相对含量不断提高，煤泥水的沉降性能越来越差。 　　1.4 煤泥水水质的影响 　　煤泥水水质的硬度越大，对煤泥水的沉降性能就越有利。难沉降的煤泥水中除含有大量的微细颗粒和粘土矿物以外，其水质的硬度普遍较低；通过实测，兴隆庄煤矿洗煤厂入料处的水质硬度为29.6DHo，循环水中的水质硬度为27.3DHo；由此可知，循环煤泥水中的硬度呈现逐渐减小的变化，原因是其循环煤泥水中粘土矿物越来越多，将煤泥水中的钙镁离子吸附到自己身上越来越多，使煤泥水中的钙镁离子越来越少，造成循环煤泥水的硬度越来越小，细小煤泥颗粒的沉降性能越来越差。 　　1.5 煤质、ζ电位对沉降性能的影响 　　煤按照煤阶可分为泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤；按照煤岩可分为镜煤、亮煤、丝碳[5]。不同煤质的煤洗选后形成的煤泥水的沉降性能相差较大，主要表现在地质年代较长的煤，其煤化程度较高，所含的灰分较少，COD较小，且在洗选加工中不易破碎，煤泥水中所含的微细颗粒较多；反之，地质年代较短的煤，其煤化程度低，灰分较高，COD较大，洗选加工中易破碎，微细颗粒相对较少，沉降性能相对较好。 　　ζ电位是在粘土矿物特殊的晶体结构中，部分AL3+被水中的Ca2+、Mg2+所代替，而部分Si4+又被水中的Al3+所代替，进而形成呈负电的晶体结构与在水中和本体发生相对移动的“滑动面”之间的电势差。因此，水中离子的浓度和价数能够影响ζ电位的高低；离子的浓度越大或者价数越高，ζ电位就越低，颗粒之间的斥力就越小，就越容易发生沉降作用；反之，离子的浓度越小或者价数越低，ζ电位就越高，颗粒之间的斥力就越大，沉降作用就越难发生。 　　2 煤泥水的研究现状 　　目前，国内处理煤泥水的技术主要采用絮凝处理，研究方向主要集中在以下几个方面：（1）对煤泥水的组成和性质进行研究 　　① 采用先进的粒度分析仪器对煤泥水极细颗粒粒度组成进行测定， 得到统计粒子直径分布数据。② 分析煤泥煤岩成分，确定煤泥中的粘土含量。 　　（2）探讨粒度与沉降速度的关系 　　（3）建立煤泥性质?加药量?沉降特性数学模型 ，但目前难度很大，即使建立了也得不到业界的认可，更不能在实际中得到应用。 　　（4）确定合理的加药量 　　（5）通过筛选实验