聚丙烯酰胺PAM在洗煤厂中的应用效果

       随着煤炭市场竞争的日趋激烈及销售形势的不断变化，根据矿井原煤煤质的特点，需要加大原煤的入洗量，因此而产生的煤泥水量也相应增加，而西露天矿选煤厂原有的煤泥水处理系统不能满足实际生产的需要。经过改造，煤泥水处理工艺流程如图1所示。为使煤泥水在浓缩池中快速沉淀，保证合格洗水与压滤煤泥生产，使生产高效经济运行，需要选择合适的絮凝剂来加强煤泥水的处理。通过近几年的生产实践证明，聚丙烯酰胺对煤泥水处理效果较好，能加速煤泥的沉降，并有助于压滤生产。

    图1煤泥水处理工艺流程图

    1、絮凝作用机理

    聚丙烯酰胺简称PAM，是一种线型高分子聚合物，无毒、无腐蚀性、易溶于水，其水溶液与煤泥水混合后，聚丙烯酰胺分子链上的活性基团与煤泥水中的细颗粒表面发生吸附，在颗粒之间起连接作用，使细颗粒形成较大絮团，加快了煤泥沉淀速度。

    2、聚丙烯酰胺水溶液的配制

    新集选煤厂选用聚丙烯酰胺胶体作为配制原料，其固体含量为3.75%，分子量约为800万。按照配制后聚丙烯酰胺溶液浓度1‰，计算出所需清水量和胶体量，先往搅拌筒内注入清水，启动搅拌器，缓缓倒入聚丙烯酰胺胶体，使其搅拌均匀；待胶体全部溶解，即搅拌筒内液体变为无色透明液体，且液体中没有未溶的凝结物或块状物，则停止搅拌，聚丙烯酰胺溶液配制完成。配制过程应注意避免过度搅拌以引起聚丙烯酰胺分子降解。

    3、聚丙烯酰胺水溶液的添加方式

    聚丙烯酰胺水溶液的添加是煤泥水处理中的关键环节，采取合适的添加方式，将有助于提高絮凝效果。该厂经过多年生产实践观察，并逐步摸索改进，形成一套加药装置。现在采取的添加方式是：生产时，打开出料管阀门到一定开度，启动化工泵，把聚丙烯酰胺溶液注人煤泥水中。加药点设在煤泥水有局部混流处，有助于煤泥水中的颗粒形成絮团。该厂把加药点设置在配水筒内。为保证加药均匀稳定，使煤泥及时取得沉淀，生产过程中至少使用2台药剂搅拌筒，在一台聚丙烯酰胺溶液注完之前，另一筒溶液已制备完成，以保持添加药剂的连续性。加药不稳定，较易造成浓缩溢流超标。在加药时，应注意观察浓缩池中煤泥水沉淀情况，浓缩溢流稳定在30-40g/L。

    4、絮凝效果的影响因素

    （1）聚丙烯酰胺用量。

    对于处理煤泥水，需要添加适当的量才能有效地发挥其絮凝作用。可以根据所选择的煤泥水处理工艺及煤泥水性质通过试验来确定。用量少将导致煤泥沉淀速度变慢，浓缩溢流较易超标，不能保证所要求的循环水指标，从而使洗煤产品指标难以稳定控制。用量过多，虽然加快了煤泥的沉淀速度，但易造成浓缩底流浓度过高。一般浓淀速度，但易造成浓缩底流浓度过高；一般浓缩底流浓度要求在500g/L，即可满足压滤生产；用量过多使浓缩底流浓度有时高达700g/L以上，并且底流中聚丙烯酰胺含量增加，这样对底流运输及压滤生产不利，在压滤卸煤饼时煤饼不易脱落，增加了操作人员劳动强度，降低了工效；同时也造成了药剂浪费，使生产成本增加。因此，适量使用聚丙烯酰胺，不仅能提高絮凝效果、有效处理煤泥水，而且对保证洗煤产品指标、提高工效、降低成本也起着重要作用。

    （2）煤泥水浓度。

    不同的选煤厂对进人浓缩机的煤泥水浓度有着不同的工艺要求。该厂现生产动力煤，为降低煤泥水处理环节的压力，提高洗煤生产能力，对进入浓缩机的煤泥水浓度要严格控制，即旋流器溢流浓度应在70g/L以下，这样可使絮凝效果达到较为理想状态，煤泥沉淀速度较快。当然，煤泥水浓度越低，越对絮凝作用有利，但对于旋流器操作控制非常困难；煤泥水浓度越高，越不利于絮凝，煤泥沉淀速度明显下降，浓缩溢流难以控制，药剂消耗量增加，沉淀的煤泥较疏松，浓缩底流浓度较低，压滤形成煤饼时间长。当煤泥水浓度达到95g/L时，聚丙烯酰胺消耗量高达正常情况下的2倍，浓缩溢流还常出现超标，浓缩池中煤泥水呈悬浮状态，严重影响洗煤生产。所以，严格控制煤泥水浓度，对絮凝效果起着关键作用。

    （3）煤泥水温度。

    通过近几年的观察，煤泥水的温度发生变化对絮凝效果也产生一定的影响。当温度较高时，煤泥絮凝效果较好，沉淀速度较快；当温度较低时，絮凝效果相对较差，煤泥沉淀速度较慢。此类现象在夏季与冬季较为明显。实际生产过程中，如要提高煤泥水的温度非常困难，为保证煤泥水及时取得处理，在温度较低时，特别是在冬季，可以适当提高聚丙烯酰胺水溶液的浓度。

    （4）入洗原煤的性质。

    该厂属于矿井型选煤厂，入洗原煤性质主要决定于矿井生产的原煤的性质。由于开采煤层和井下条件的变化，不同时期矿井生产的原煤的性质会发生变化，所以入洗原煤的性质不是很稳定，有时差别非常大，如原煤灰分、粒度等的变化，这对煤泥的絮凝效果也产生一定影响。当入洗原煤灰分较低时，煤泥絮凝效果较好，煤泥沉淀速度较快，絮团较致密，对煤泥水处理有利，可以适当减少聚丙烯酰胺胶体的用量；当入洗原煤灰分相对较高时，煤泥絮凝效果变差，絮团沉淀速度减慢，同时絮团也显得较为疏松，对煤泥水处理不利，需增加聚丙烯酰胺胶体的用量。因此，及时掌握入洗原煤灰分的高低，调整聚丙烯酰胺胶体的用量，对煤泥絮凝效果起着重要作用。当入洗原煤粒度变小时，虽然进入浓缩池中煤泥水的浓度没有提高，但细粒煤泥的比例增加，此时如不加大聚丙烯酰胺胶体的用量，絮凝效果会随之变差，浓缩池中会呈现部分煤泥沉淀，部分煤泥悬浮状态，浓缩溢流易超标；同时浓缩底流浓度也较低，直接影响压滤生产。造成此类现象的主要原因是煤泥水中的细颗粒增加，使各颗粒的总比表面积增加，只有增加聚丙烯酰胺的量，才能使大量的细颗粒结成絮团。

    5、与其它药剂的配合使用

    该厂在生产过程中，由于受本地条件的影响，入洗煤中含泥量较大，使煤泥水中含有一部分细泥，并且煤泥水的硬度较低，严重阻碍着煤泥的聚凝沉降。仅凭聚丙烯酰胺的作用，难以达到煤泥快速沉降的目的。该厂采用辅助添加卤片(主要成分氯化镁)的方法以配合使用。其用量为每入洗1t煤消耗0.1-0.12kg卤片，与聚丙烯酰胺水溶液分开添加，在添加前用清水稀释。取得了明显的效果，基本上消除了细泥及煤泥水硬度的影响。