電廠高鹽水作為煤泥水沉降凝聚劑研究

馬西群，宋占彬

(冀中能源股份有限公司 東龐礦洗煤廠，河北 邢臺 054201)

選煤廠循環煤泥水體系是以水、離子和微細固體顆粒為主的多種分散態共存的混合分散體系，為實現煤泥水的澄清循環利用，常需要添加凝聚劑、絮凝劑等藥劑進行煤泥水凈化處理。東龐礦洗煤廠采用石膏作為沉降凝聚劑，石膏中的主要成分為微溶的CaSO4固體，在水中溶解度很低，生產過程中需要大量投放，增加了工人勞動強度。同時，凝聚劑采用單點一次加藥的形式，水質硬度峰值明顯，硬度呈周期性變化，導致沉降效果出現波動，影響水質[1-2].

東龐矸石電廠脫硫固硫工藝中，使用MgO進行煙氣濕法脫硫。煙氣中的SO2在脫硫塔中與MgO發生反應生成MgSO4，最終形成含有大量MgSO4的懸濁液。這種懸濁液由于硬度大，固體含量較高，無法直接進入電廠循環水系統，只能通過壓濾機壓濾再經過軟化才可循環使用，但壓濾產品的后續處理也需要一定的成本，總體處理成本較高，難度較大。

因此，東龐礦洗煤廠與東龐礦電廠合作，將電廠濕法脫硫產生的高鹽度廢水引入東龐礦洗煤廠循環水中作為沉降凝聚劑。

1 水質檢驗

東龐礦洗煤廠在加入高鹽廢水前，對濃縮機溢流水及浮選機尾礦水分別進行水質檢測，檢測結果見表1，2.

表1 洗煤廠二段濃縮機溢流水化驗報告表

由表1，2可知，在正常添加石膏情況下，東龐礦洗煤廠由于處理量較大，Ca2+在循環水中消耗極快，循環水從濃縮機溢流出來后，經過循環到達浮選機時，硬度已下降了16.7%.水質硬度越高，煤泥水越容易澄清，且在高水質硬度下，可大幅度降低高分子絮凝劑的用量[3].當循環水硬度約大于40 °dH時，黏土礦物顆粒形成以面-面締結為主、顆粒較大、結構緊密的聚集體，循環水也易澄清[4].因此，為了保證循環水硬度，需不斷添加石膏，添加量為10～13袋/h(每袋25 kg).

表2 412-414浮選尾礦水水質化驗報告表

電廠高鹽廢水水質化驗結果見表3，由表3可知，高鹽廢水硬度非常高，含有大量Mg2+，達1 353.8 °dH.理論上作為沉降凝聚劑沒有問題，且具有添加連續穩定、不需人工添加等優點。根據東龐礦洗煤廠各產品水分計算，洗煤廠水耗為600～650 m3/日，電廠高鹽度廢水產量約為200 m3/日，使用電廠髙鹽廢水替代凝聚劑石膏的同時，還可節約洗煤廠用水量。

表3 電廠高鹽廢水水質化驗報告表

2 絮凝沉降對比試驗

選取洗煤廠不添加絮凝劑的一段濃縮溢流分別在自然沉降(1#)、8.75 mL絮凝劑溶液+0.15 g石膏(2#)、6 mL絮凝劑溶液+2.0 mL高鹽水(3#)條件下，進行沉降10 cm的試驗，試驗所用絮凝劑濃度為0.5 g/L，一段濃縮溢流濃度21.75 g/L，試驗結果見表4，圖1.

表4 絮凝沉降試驗報告表

圖1 沉降時間-沉降距離曲線圖

由表4，圖1可知，加入高鹽廢水后，在絮凝劑用量減少約1/3的情況，沉降速度變快。沉降過程結束后，分別取10 mL上清液，測得固體物含量分別為0.031 g、0.0 075 g、0.001 g，可以看出加入高鹽廢水后水質相比石膏更加澄清。

3 硬度檢測試驗

在正常生產，高鹽水正常添加的情況下，取一段濃縮機溢流、二段濃縮機溢流與浮選機尾礦水分別檢測硬度，檢測結果見表5.

表5 添加高鹽廢水情況下水質硬度表

浮選尾礦進入一段濃縮機后，不添加絮凝劑，傾斜板深錐濃縮機回收粗顆粒，溢流進入二段濃縮機絮凝沉降，高鹽廢水添加于一段濃縮機溢流中。由表5可知，在添加高鹽水后，一段濃縮機溢流硬度極高，達到61.6 °dH，而絮凝沉降過程消耗了大量二價離子，使二段濃縮機溢流硬度下降了約50%.相較于添加石膏時期，水質硬度更加符合沉降需要。

4 應用效果

東龐礦洗煤廠未采用高鹽廢水期間，在浮選尾礦槽內采用人工添加袋裝石膏，工人勞動強度大，現場粉塵量大，循環水治理效果不佳，不能有效保障清水洗煤，使生產系統不穩定，產品質量控制受到影響。

高鹽廢水使用初期，由于供應高鹽水量不精確，會造成濃縮機物料沉降過快，物料板結，循環水系統產生大量泡沫，不利于生產。通過現場實踐建立了《高鹽水輸送聯絡管理制度》，并以電導率儀化驗結果為指導，達到了高鹽水的精確添加。自2017年6月份徹底停用石膏以來，生產系統運行平穩，煤泥水凈化治理穩定、可控。相比較2016年減少石膏用量3 452.6 t，節約石膏費用101.84萬元，降本增效顯著。

5 結 語

采用電廠高鹽廢水替代石膏作為洗煤廠沉降凝聚劑使用，有效改善了煤泥水沉降速度，沉降效果明顯，保證了清水洗煤。高鹽廢水的再利用，不但為電廠節約了處理高鹽水的成本，也為洗煤廠降低了石膏消耗，減輕了職工勞動強度，改善了職工工作環境，為礦區循環經濟發展提供了一條可供借鑒的先例，具有現實的環保意義。