煤泥水处理技术复习重点资料

1、第一章 概论1、煤泥水处理的主要内容包括煤泥水的分级、浓缩、澄清、分选和脱水等工艺、方法和设备，对不同特性（浓度、粒度、粘度、水质特点等）的煤泥水进行处理，完成资源的回收、洗煤循环用水的净化和防止对环境的污染等一系列任务。第二章 煤泥水体系的主要性质及测定1、煤泥水浓度是湿法选煤过程中表示煤泥和水混合物中煤泥和水（固体和液体）数量比值的一个重要参数。 （P6）2、常用的浓度表示有：固体质量百分数（百分浓度）、液固比Rp（稀释度）、固体含量等。1）. 固体质量百分数（又称百分浓度）：固体质量百分数表示煤泥水中固体煤泥质量占煤泥水总质量的百分数，常用C表示。其计算方法有以下两种。 （1） 用煤泥水

2、、固体煤泥质量计算 T煤泥水中固体煤泥质量，；W煤泥水中水的质量，； Q煤泥水总质量，QT+W（2） 用煤泥的密度和煤泥水的密度计算 煤泥的密度，实验室预先测出，g/cm3 ； n煤泥水的密度，g/cm3。 2）. 液固比Rp（又称稀释度）：液固比是指煤泥水中水的质量与固体煤泥的质量比，它是一个比值，没有单位。 =1时 煤泥水中液体密度。3）. 固液比RB（又称稠度）：固液比是煤泥水中固体煤泥质量与水的质量比，它和液固比Rp互为倒数。 =1时 4）. 固体含量g：固体含量是指1 L煤泥水中含有固体煤泥的克数，单位是g/L。 V1煤泥水中水的体积，cm3；V2煤泥水中固体煤泥的体积，cm3。 5

3、）. 浓度换算 ：以上介绍的几种浓度表示方法使用场合不一。通常在进行流程数、质量计算时多采用液固比Rp和百分浓度C，而大多数选煤厂在生产管理中习惯采用固体含量。由于采用的浓度单位不一样，需彼此对比和相互间进行换算，换算公式如下： （1） 已知Rp，求C及g （2） 已知C，求Rp及g （3） 已知g，求Rp及C 3、（选煤厂）常用的煤泥水浓度测定方法浓度壶法是一种间接测量法，即先测出煤泥的密度及煤泥水的重量，再间接算出煤泥水浓度，因而不如直接法（如烘干法）准确。浓度壶法的具体做法是将试样灌入一定容积的浓度壶内（选煤厂常用的容积为1 L，形状见图），然后称出煤泥水的质量，用下式计算：1 L煤泥水

4、的质量,； 煤泥的密度,g/cm3。4、煤泥水的粘度、影响因素、粘度对煤泥水处理的影响（P11）流体在运动时，在流体内部两流体层的接触面上会产生内摩擦力，阻止流体 层间的相对运动，流体具有的这一性质称为粘性或粘度，这种内摩擦力也称为粘性阻力，它是由于流体分子间内聚力所致。对煤泥水粘度影响因素较大的几个是：煤泥的固体含量、煤泥的粒度组成和煤泥的灰分。对于作为分选介质的煤泥水来说，粘度的增加会使各粒级的沉降速度变慢，干扰沉降加剧，分选效率也随之降低，对细粒来说这种影响更为明显，有效分选下限加大，精煤产品灰分升高，尾煤产品灰分降低等。 对于需要浓缩、澄清的煤泥水，固液分离主要就是依靠各种粒度颗粒在水

5、中的沉降。煤泥水粘度增大将导致各种粒度煤泥的沉降减慢，细粒级沉降甚至停止，影响了固液分离过程，降低了设备能力和分离效果。 对于需要进行各种机械脱水（如离心沉降过滤、真空过滤、压滤等）的产品，煤泥水粘度的增加将会使脱水效率降低，脱水减慢，脱水后颗粒表面附着水分增加。如果煤泥水中含有较多泥化的细泥质颗粒，它们会附着在颗粒表面或颗粒缝隙中，造成脱水产品的污染程度加大。5、煤泥水沉降过程的分区现象（P22）煤泥水刚经搅拌后在浓度、粒度、密度等方面是均匀分布的，见筒1。筒2表示极短时间沉降后的煤泥水，煤泥水沿量筒分成了五个区，上层A是澄清区，B是沉降区（或等浓度区），C是过渡区（或变浓度区），D是压缩区

6、，K是粗粒区。整个等浓度区浓度是不变的，等于原矿浆减去因析离而沉降的粗粒以后的浓度，悬浮的颗粒在自身重力作用下沉降。沉降的结果是澄清区和等浓度区之间有一个清晰的界面（又称澄清界面）。随沉降过程的进行，澄清区高度逐渐增加，压缩区高度也逐渐增加，而等浓度区高度逐渐减小，直至消除，只剩下A区和D区。随A区增加和B区减小，澄清界面逐渐往下移动，它的下移速度就等于颗粒的平均沉降速度。实际上，煤泥水的沉降特性测定就是根据煤泥水沉降产生的分区现象来进行的。6、图表的含义、用途（P24）多次沉降试验求算法：通过一系列不同浓度煤泥水的沉降试验分别获得不同时间的澄清层高度，然后分别绘制沉降曲线。沉降曲线是三条相交

7、的直线（或者三条直线通过不同斜率弧线连接）。 直线AB相当于澄清区，直线BD相当于压缩区，直线DC相当于矿浆已达最终压缩点，B点为临界点，即澄清区与压缩区的分界点。绘制沉降曲线的作用是：找出临界点，确定达到临界点的时间t1和澄清层高度，计算沉降区的沉降速度，作为设计浓缩机的依据；根据要求达到的底流浓度，找出达到该浓度的沉降时间t2，作为计算浓缩机高度的依据；找出可能达到的最高浓度和达到该浓度的时间。一次沉降试验求算法：采用较低浓度的煤泥水做一次沉降试验，测出澄清层高度（H）和达到相应沉降高度的时间（t），作出Ht沉降曲线。可以用此沉降曲线来计算任意浓度下的沉降速度和浓缩机沉淀1 t煤泥所需的沉

8、淀面积。第三章 煤泥水分级、浓缩与澄清设备1、基本概念：水利分级：在介质（水或空气）中，将物料依其沉降末速的差别分成若干粒级的作业称分级，以水为介质的的分级就是水利分级。浓缩：借助重力或离心力作用提高煤泥水浓度的过程称浓缩。澄清：在浓缩的同时，获得固体含量很小的溢流水的过程称澄清。2、常用的自然沉降设备（P52）煤泥水处理中常用的自然沉降设备有：煤泥水沉淀池、带式沉淀池、角锥沉淀池、斗子捞坑、沉淀塔、永田沉淀槽、深锥浓缩机和耙式浓缩机。3、耙式浓缩机的内部结构、工作过程、分层现象、分类。（P58）结构：由圆筒带倾斜的池子（倾斜角12度）和一个绕中心轴回转的耙子（将沉淀物运送池底中心）所组成的澄

9、清、浓缩设备。原理：耙式浓缩机是利用煤泥水中固体颗粒的自然沉淀来完成对煤泥水连续浓缩的设备。工作过程：生产过程是连续的，煤泥水从池底上方中部给入，澄清后的溢流水从池体周边流入溢流水槽，沉淀后的产物（底流）从池体锥底中央的排料口用泵抽出。内部分层现象：图示为煤泥水在浓缩池中沉淀的静态过程。需要浓缩的煤泥水首先进入自由沉降区（B区），水中的颗粒靠自重而迅速下沉，当下沉到压缩区（D区）时，煤浆已汇集成紧密接触的絮团而继续下沉到浓缩物区（E区），由于耙子的运转，使E区形成一个锥形表面，浓缩物受耙子的压力进一步被压缩，挤出其中水分后由卸料口排出，即浓缩机的底流产品。 煤浆由B区沉至D区时，中间还要经过C

10、区。在C区，一部分煤粒能够因自重而下沉，另一部分煤粒又受到密集煤粒的阻碍而不能自由下沉，形成了介于B、D两区之间的过渡区，A区得到的澄清水从溢流堰流出称溢流产品。由此可见，在五个区域中，A和E区是浓缩的结果，B、C、D区是浓缩的过程，浓缩池应该有足够的深度（应能包括上述五个区所需的高度）。按传动特点分：中心传动式、周边传动式；按结构特点分：普通浓缩机、高效浓缩机。4、倾斜板沉淀设备（P67）(为什么会有高效浓缩，有较大的有效面积，工作原理、特点)5、水力旋流器（P69；了解）6、机械分机设备（P86）：弧形筛、高频振动筛和电磁筛等。弧形筛分为：可翻转型弧形筛：因筛条边棱一侧受到矿浆流蚀而磨损后

11、，会大大降低透筛效率，此时将筛面调转180o使用，则能提高效率，延长使用寿命击振弧形筛：在弧形筛上加一击振装置，目的：通过振动清理筛面，使堵塞筛孔的物料进入产品，提高筛面利用率。7、水力分级设备的工艺效果的评定（P89；了解计算过程）。通过粒度（d95）：用以检查分级作业的实际分离粒度，它以溢流中95%固体物数量通过的标准套筛筛孔的大小来表示。第六章 煤泥水处理系统1、煤泥水处理系统分为哪两大类，各自特点？（P173）因处理的原煤种类、原煤性质以及选后产品的用途不同而分成：炼焦煤选煤厂、动力煤选煤厂煤泥水处理系统的差别：炼焦煤选煤厂要对小于0.5mm粒级也进行深度分选、脱水，将其中低灰部分精选

12、出作为炼焦煤的一部分，因而对其质量有严格要求，需要完整的煤泥水处理系统。而动力煤选煤厂一般不对末煤或煤泥进行分选，相对而言工艺流程或煤泥水处理系统要简单得多，原因在于需要煤泥系统处理的煤泥数量及其精度低得多。3、煤泥水处理的原则流程有哪些？预浓缩煤泥水流程（P182）；用浓缩机溢作浮选稀释用水的煤泥水流程（P183）；部分浓缩、部分直接浮选的煤泥水流程（P184）；直流式煤泥水流程（P184）；部分循环、部分直接浮选的煤泥水流程（P185）4、为什么不用直接浮选，大排底流的操作方法，为什么用浅度浓缩？（P190）5、细泥的分选方法，设备（P195）煤泥分选是为了获得更多优质精煤，也有作为煤泥水

13、处理方法之一而讨论的。分类：浮选法（P195）螺旋分选法（P196）水介质旋流器（P197）摇床（P198）小直径重介旋流器（P199）选择性絮凝法（P199）油团絮法（P200）其他方法（P202）：高梯度磁选、静电分选、有机溶剂分选、微生物分选等。13、耙式浓缩机 耙式浓缩机是由圆筒带倾斜的池子(倾斜角l2°)和一个绕中心轴回转的耙子(将沉淀物移送至池底中心)联合组成的浓缩、澄清设备。该设备中心给料，周边溢流，底流经池底中心用泵抽出或靠自重排放。该设备直径大，高度小，底流集中排放，控制管理方便，在煤泥水处理中应用极广。 原理：把式浓缩机是利用煤泥水中固体颗粒自然沉淀来完成对煤泥水

14、连续浓缩的设备。它的实质是由一个供煤泥水沉淀的池体和一个将沉淀物收集到排出口的运输耙联合组成的。它的生产过程是连续的，煤泥水从池体上方中部给人，澄清后的溢流水从池体周边流入溢流水槽，沉淀后的产物（底流)从池体锥底中央的排料口用泵抽出。同时，在运输耙将沉淀物沿池底向中心富集的过程中，还产生挤压作用，从而使沉淀物的水分得到进一步的排除。14、水力旋流器给料方式 定压方式:即利用高差让煤泥水自动流入旋流器，节省动力，但需要有较大的高差才能保持人料压力，所以需要较高的厂房高度。 泵入料方式:是目前最常用的方法，占地面积小，管路短，便于维修。但要消耗一定的动力，泵磨损较快，而且煤泥经过泵打也增加了粉碎。

15、15、改善自然沉降式设备工作的措施主要是保持煤泥水在规定的处理量的范围内使得设备中有稳定的流态，这包括三个方面：一是因为自然沉淀是靠颗粒本身的重力，煤泥粒度细，质量轻，受所载介质流动影响大，故应避免产生较强的涡流，方法是稳定的人料方式，避免已沉降的颗粒受人料冲击而重新悬浮；二是全宽溢流，即尽可能降低溢流流速，以免破坏溢流处的平稳流态;三是稳定底流排放量和浓度。16、絮凝剂水溶液的配制 目前选煤厂用的絮凝剂一般都是聚丙烯酞胺系列产品，使择的絮凝剂水溶液浓度一般在0.l%左右。配制一般分两步进行，首先是用定量的水将商品絮凝剂溶解配制成l%左右浓度的溶液，然后再跟定量的水棍合均匀后打人絮凝剂溶液贮罐

16、中备用。这样可以选择较小的溶解搅拌桶，提高絮凝剂的溶解效率。需要注意的是市售的商品聚丙烯酷胺纯度往往不是100%，而是百分之几到百分之几十。17、固体颗粒型助滤剂是靠物理或机械作用来改善滤饼结构和过滤过程的。理想情况下，良好的固体颗粒型助滤剂应具备以下特点。 (1)惰性，不影响悬浮液化学性质； （2）不溶解； (3)不可压缩，以保持高的孔隙率； (4)颗粒多孔、形状不规则，具有较好的渗透能力和较小的液体阻力； (5)来源广泛，价廉，无毒。 在矿物加一中使用的该类助滤剂有硅藻土、珍珠岩、纤维素、石棉、炭等。在煤泥水过滤中有时为了改变细粒物料滤饼致密、透气性差、过滤速度慢等现象，常从煤泥水处理工艺

17、的其他环节分出一部分较粗颗粒，进行“掺粗”，来提高过滤效果，这些掺粗粒实际上就是固体颗粒型助滤剂。18、通常把煤泥浮选分为几种流程:浓缩浮选流程、直接浮选流程和综合流程(部分直接浮选)等。1、 采用工业上成熟的固液分离技术，从煤泥水中分离、回收不同品质的细粒产品和适合选煤厂循环的用水，做到洗水闭路循环;在煤泥水必须排放时能符合环境保护的排放要求，不污染环境。这些就是煤泥水处理的主要目的和任务。 煤泥水处理的主要内容包括采用各种适应不同特点煤泥水的分级、浓缩、澄清、絮凝、分选和脱水等工艺、方法和设备，对不同特性(浓度、粒度、粘度、水质特点等)的煤泥水进行处理，完成资源的回收、选煤循环用水的净化和

18、防止对环境的污染等一系列任务。2、煤泥水特点: （1）流量大。平均每入选1t原煤需35 t水，大型选煤厂每小时需处理几千立方米的煤泥水。 （2）性质复杂。所含煤泥粒度、浓度、质量各不相同，有的粗煤泥性质接近于精煤；而有的尾煤泥粒度却极细，灰分高，粘度大，这就使煤泥水处理的工艺环节、设备和管理具有相当的复杂性。(3)集中了原煤中最细、最难处理的微细颗粒(粒度小于0. 0 5 mm)，这些颗粒由于粒度细，使煤泥水粘度大，所以极难用常用的沉淀、回收和脱水设备处理，它们对煤泥水处理系统以及整个选煤工艺系统影响最大，投资和生产成本也最大。3、煤泥水处理包括以下几个主要方面。（1）煤泥的分选、回收、脱水作

19、业。（2）煤泥水的分级作业。（3）煤泥水的浓缩作业。（4）煤泥水的澄清作业。综合以上介绍可见，煤泥水的处理主要包括以下几类作业:(1)目的在于获得最终产物的煤泥分选、回收、脱水等加工作业(2)为这些加工过程准备的煤泥水分级、浓缩等辅助作业;(3)目的在于获得洁净循环水和外排水的煤泥水澄清作业。4、煤泥水的浓度作为煤泥和水混合物中煤泥和水数量比值的重要参数，和其他悬浮液浓度一样有两种表示方法:一种是单位体积悬浮液中固体体积与液体体积之比，称为体积浓度或体积稠度;另一种是单位体积悬浮液中固体质量与悬浮液质量或水的质量比值，称为质量浓度或质量稠度。从理论上说，煤泥水的浓度用体积表示比用质量表示更准确

20、些，但测定不方便，为计算和测定的方便，通常采用质量表示法。 常用的浓度表示有固体质量百分数(百分浓度)、液固比、固体含量等。5、煤泥水浓度的测定： 1.）烘干法 烘干法是取一定容积的煤泥水试样进行烘干至恒重，称量固体质量，并按下式计算2.）浓度壶法 连续试验和生产中，通常需快速测定某些工艺环节的煤泥水浓度，此时多用浓度壶法。浓度壶法是，一种间接测量法，即先测出煤泥的密度及煤泥水的质量，再间接算出煤泥水浓度，因而不如直接法(如烘干法)准确。 浓度壶法的具体做法是将试样灌入一定容积的浓度壶内(选煤厂常用的容积为1，然后称出煤泥水的质量，用下式计算： 6、煤泥水的沉降特性煤泥水处理的一个重要内容是煤

21、泥水的分级、浓缩和澄清作业。而它们主要的工艺和方法都是依据煤泥水中煤泥重力自然沉降来实现的，只是它们的重力自然沉降性质不同。煤泥水的沉降特性研究主要包括两方面内容：一是测定煤泥水不加药剂的自然沉降性质，用此性质来进行煤泥水分级、浓缩作业的计算，因为往往在这些作业中根据上艺要求是不能添加药剂的；二是测定煤泥水添加药剂(絮凝剂)后的絮凝沉降特性，用此特性来进行煤泥水澄清、浓缩作业的计算，而这些作业往往是需要添加絮凝剂，以达到加速沉降的目的。7、煤泥的概念 通常将0.5rnm的煤或可石产品称为煤泥。一般认为0.5mm是煤泥的粒度上限，通常在炼焦煤选煤厂0.5mm也称为重选下限、浮选上限，经过浮选得出

22、的精煤不再称为煤泥。所以煤泥是指0.5mm以下没有经过分选的细粒煤或者指经过分选后得出的尾煤产品。有的动力煤选煤厂因为无浮选，常将1mm作为煤泥的粒度上限。8、按来源，选煤厂的煤泥有两个途径：原生煤泥和次生煤泥。原生煤泥是由于原煤在开采、运输过程中由于颗粒被破碎、磨蚀，粒度变细所致;次生煤泥是原煤进入选煤厂后伴随着对原煤的一系列破碎、重选和输送过程中产生的粉碎、磨碎以及在水中泥化所产生的。尽管各选煤厂的工艺流程不同，但除了重选产品带出一部分煤泥外，其余的全部进入煤泥水系统。9、水力分级：在介质(水或空气)中，物料依其沉降末速的差别分成若干粒级的作业称分级，水力分级就是以水为介质的分级。10、浓

23、缩：借助重力或离心力作用提高煤泥水浓度的过程称为浓缩。在自然沉降过程中，主要是借助于物料本身重力作用来实现浓缩的。11、澄清：在浓缩的同时，获得固体含量很小的溢流水，这个过程被称为澄清。我们也可以把澄清过程理解为一种浓缩形式。12、水力分级、浓缩和澄清这三种作业，虽然在工艺要求上有所不问，但从原理和过程来说都是相同的，都是根据颗粒在水中沉降末速的差异。通过调节煤泥水在容器中的停留时间，从而满足三种作业在工艺上的不同要求。13、耙式浓缩机 耙式浓缩机是由圆筒带倾斜的池子(倾斜角l2°)和一个绕中心轴回转的耙子(将沉淀物移送至池底中心)联合组成的浓缩、澄清设备。该设备中心给料，周边溢流，

24、底流经池底中心用泵抽出或靠自重排放。该设备直径大，高度小，底流集中排放，控制管理方便，在煤泥水处理中应用极广。 原理：把式浓缩机是利用煤泥水中固体颗粒自然沉淀来完成对煤泥水连续浓缩的设备。它的实质是由一个供煤泥水沉淀的池体和一个将沉淀物收集到排出口的运输耙联合组成的。它的生产过程是连续的，煤泥水从池体上方中部给人，澄清后的溢流水从池体周边流入溢流水槽，沉淀后的产物（底流)从池体锥底中央的排料口用泵抽出。同时，在运输耙将沉淀物沿池底向中心富集的过程中，还产生挤压作用，从而使沉淀物的水分得到进一步的排除。14、水力旋流器给料方式 定压方式:即利用高差让煤泥水自动流入旋流器，节省动力，但需要有较大的

25、高差才能保持人料压力，所以需要较高的厂房高度。 泵入料方式:是目前最常用的方法，占地面积小，管路短，便于维修。但要消耗一定的动力，泵磨损较快，而且煤泥经过泵打也增加了粉碎。15、改善自然沉降式设备工作的措施主要是保持煤泥水在规定的处理量的范围内使得设备中有稳定的流态，这包括三个方面：一是因为自然沉淀是靠颗粒本身的重力，煤泥粒度细，质量轻，受所载介质流动影响大，故应避免产生较强的涡流，方法是稳定的人料方式，避免已沉降的颗粒受人料冲击而重新悬浮；二是全宽溢流，即尽可能降低溢流流速，以免破坏溢流处的平稳流态;三是稳定底流排放量和浓度。 16、絮凝剂水溶液的配制 目前选煤厂用的絮凝剂一般都是聚丙烯酞胺系列产品，使择的絮凝剂水溶液浓度一般在0.l%左右。配制一般分两步进行，首先是用定量的水将商品絮凝剂溶解配制成l%左右浓度的溶液，然后再跟定量的水棍合均匀后打人絮凝剂溶液贮罐中备用。这样可以选择较小的溶解搅拌桶，提高絮凝剂的溶解效率。需要注意的是市售的商品聚丙烯酷胺纯度往往不是100%，而是百分之几到百分之几十。17、固体颗粒型助滤剂是靠物理或机械作用来改善滤饼结构和过滤过程的。理想情况下，良好的固体颗粒型助滤剂应具备以下特点。 (1)惰性，不影响悬浮液化学性质； （2）不溶解； (3)不可压缩，以保持高的孔隙率； (4)颗粒多孔、形状不规则，具有较好的渗透能力和较小的液体阻力；