張志軍,劉炯天,2

(1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院,北京 100083;2.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院,江蘇徐州 221116)

基于原生硬度的煤泥水沉降性能分析

張志軍1,劉炯天1,2

(1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院,北京 100083;2.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院,江蘇徐州 221116)

為了尋求煤泥水沉降性能的評(píng)價(jià)指標(biāo),提出了循環(huán)煤泥水體系的原生硬度概念。通過(guò)對(duì)4個(gè)典型選煤廠原煤的礦物組成分析及選煤用水和循環(huán)水的水質(zhì)分析表明,循環(huán)煤泥水體系的原生硬度由選煤用水的基礎(chǔ)硬度和煤中礦物組成共同決定的,并建立了原生硬度的數(shù)學(xué)迭代模型,實(shí)驗(yàn)室模擬煤泥水循環(huán)試驗(yàn)驗(yàn)證了該模型的良好可靠性。通過(guò)煤泥水沉降試驗(yàn)可知,當(dāng)水質(zhì)硬度小于5 mmol/L時(shí),水質(zhì)硬度越高,煤泥沉降速度越快,且上清液越澄清。部分選煤廠實(shí)例表明,原生硬度低,則煤泥水難處理;原生硬度高,則煤泥水易處理,說(shuō)明原生硬度是影響煤泥水沉降性能的關(guān)鍵因素。

煤泥水;沉降性能;原生硬度;水質(zhì)硬度

煤炭是我國(guó)的主要能源,據(jù)煤炭行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),我國(guó)煤炭產(chǎn)量由2005年的21.1億t增加到2012年的36.6億t。

由于采煤技術(shù)現(xiàn)代化和機(jī)械化的快速發(fā)展,且原煤品質(zhì)逐漸變差,導(dǎo)致原煤中的雜質(zhì)含量較高,必須對(duì)原煤進(jìn)行加工提純[1]。選煤屬于高用水過(guò)程,分選1 t煤大約需3 m3水。我國(guó)原煤入洗率由2005年的30.9%提高到2012年的55%。而我國(guó)2/3以上煤炭分布于嚴(yán)重缺水的西北部地區(qū),煤炭資源和水資源呈逆向分布。高品質(zhì)煤需求量的增加和水資源的短缺,要求煤泥水必須實(shí)現(xiàn)澄清循環(huán)利用,而煤泥水澄清成為保障選煤廠各環(huán)節(jié)生產(chǎn)和實(shí)現(xiàn)洗水閉路循環(huán)的決定性環(huán)節(jié),對(duì)提高選煤廠的經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)約水資源、減少污水排放有重要意義[2]。

前人關(guān)于煤泥水處理的研究重心大都在藥劑優(yōu)化、設(shè)備改進(jìn)和處理工藝上,而對(duì)煤泥水的溶液化學(xué)性質(zhì)和膠體化學(xué)性質(zhì)的研究相對(duì)較少[3]。煤泥水體系包括水、離子和固體顆粒,同時(shí)存在分子分散體系、膠體分散體系和粗分散體系,所以,煤泥水體系是多相多種分散態(tài)共存的混合分散體系。從煤泥水體系中固體顆粒本身性質(zhì)的角度分析,煤泥水難澄清的重要原因是煤泥水體系中存在大量的微細(xì)黏土顆粒,最常見(jiàn)的是高嶺石、蒙脫石、伊利石和綠泥石,由于這些黏土顆粒表面帶有強(qiáng)負(fù)電性,且具有較好的親水性,所以難凝聚。然而,加入一些高價(jià)金屬陽(yáng)離子(Ca2+, Mg2+,Al3+,Fe3+等)可以壓縮黏土顆粒表面的雙電層,并減少顆粒表面的負(fù)電性,使黏土顆粒易凝聚[4－6]。所以,從煤泥水水質(zhì)的角度分析,煤泥水體系中高價(jià)金屬陽(yáng)離子的含量也是影響煤泥水沉降性能的重要因素[7－8]。在一般的水中,水的硬度主要取決于Ca2+和Mg2+的含量,Al3+,Fe3+等多價(jià)金屬離子在正常pH值的煤泥水中含量較少,因此,總硬度定義為Ca2+和Mg2+的總濃度。煤泥水體系中主要包括Ca2+和Mg2+,其主要來(lái)源于煤中礦物(如石膏(CaSO4)、方解石(CaCO3)、白云石(CaMg(CO3)2等)的溶解。因此,本文重點(diǎn)研究循環(huán)煤泥水體系的水質(zhì)變化特征,以及水質(zhì)硬度對(duì)煤泥水沉降性能的影響。

1 試 驗(yàn)

1.1 物料和藥劑

物料:棗莊、大屯、邢臺(tái)、臨渙4個(gè)選煤廠的原煤、選煤用水和循環(huán)水,邢臺(tái)煤礦選煤廠二段濃縮機(jī)入料。

藥劑:配制若干已知濃度的氯化鈣溶液作為水質(zhì)硬度調(diào)整劑,絮凝劑為分子量1 000萬(wàn)的陰離子型絮凝劑APAM。

1.2 礦物組成

分別取混勻縮分后的4個(gè)原煤樣,粉碎研磨至＜0.074 mm含量占80%以上,采用X射線衍射儀(D/ Max－3B,Rigaku)對(duì)煤中各種礦物的含量進(jìn)行近似定量分析[9]。

1.3 水質(zhì)分析

各個(gè)選煤廠的選煤用水和循環(huán)水,首先經(jīng)過(guò)濾紙過(guò)濾掉懸浮的固體顆粒,然后經(jīng)過(guò)5級(jí)C18柱去除其中的有機(jī)分子,使用離子色譜儀(850 Professional IC, Metrohm)分析各水體中的陰陽(yáng)離子的含量,陽(yáng)離子包括K+,Na+,Ca2+,Mg2+,陰離子包括Cl－,SO。

1.4 煤泥水循環(huán)試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)室模擬

為了研究選煤過(guò)程中水質(zhì)的變化,在實(shí)驗(yàn)室模擬了選煤過(guò)程中水體閉路循環(huán)試驗(yàn)。試驗(yàn)物料取自邢臺(tái)煤礦選煤廠的原煤,并配制1 L Ca2+濃度為6 mmol/L的氯化鈣溶液。模擬水體循環(huán)的第1個(gè)周期為:取200 g煤樣放入1 L濃度為6 mmol/L的氯化鈣溶液中,即基礎(chǔ)硬度為6 mmol/L,煤樣在氯化鈣溶液中吸附離子且礦物溶解釋放離子,該吸附溶解反應(yīng)在振蕩速度為400 r/min的THZ－95型臺(tái)式恒溫振蕩箱里進(jìn)行,反應(yīng)溫度為25℃,5 h后(已知選煤廠一段濃縮工藝的情況下,煤泥水循環(huán)一周需要5 h左右)用濾紙過(guò)濾分離,用化學(xué)滴定法測(cè)定濾液中鈣鎂離子的濃度,即為該周期的最終水質(zhì)硬度;模擬水體循環(huán)的第2個(gè)周期為:由于第1循環(huán)周期的煤樣濾渣帶走一些水分,取第1循環(huán)周期的剩余濾液(＜1 L),添加一定量的煤樣,使固體質(zhì)量濃度為200 g/L,重復(fù)第1周期的實(shí)驗(yàn),并測(cè)定最終的水質(zhì)硬度;依此類(lèi)推,重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟,直到濾液的水質(zhì)硬度不再變化時(shí),停止實(shí)驗(yàn)。具體試驗(yàn)流程如圖1所示。

圖1 實(shí)驗(yàn)室模擬煤泥水循環(huán)試驗(yàn)流程Fig.1 Flow chart of laboratory simulation of coal slime water cycle

1.5 沉降試驗(yàn)

沉降試驗(yàn)煤樣取自邢臺(tái)煤礦選煤廠二段濃縮機(jī)入料,稱(chēng)取50 g煤樣倒入1 L量筒中,添加一定量氯化鈣溶液(濃度為30 mmol/L),用去離子水定容至1 L。將量筒上下翻轉(zhuǎn)5次,轉(zhuǎn)速以每次翻轉(zhuǎn)時(shí)氣泡上升完畢為止。翻轉(zhuǎn)結(jié)束后,迅速將量筒立于日光燈管前,并立即開(kāi)始計(jì)時(shí),直至沉淀物的壓縮體積不發(fā)生明顯變化時(shí)為止。計(jì)算初始沉降速度,并使用紫外－可見(jiàn)光分光光度計(jì)(WFZ－UV2602,UNICO)測(cè)試沉降5 min后上清液的濁度。

2 結(jié)果與討論

2.1 煤中礦物組成和水質(zhì)分析

4個(gè)煤樣的無(wú)機(jī)礦物質(zhì)組成見(jiàn)表1,主要包括黏土礦物、氧化礦物、碳酸鹽礦物、硫化礦物、硫酸鹽礦物及其他礦物。

由表1可知,黏土礦物是煤中最主要的脈石礦物,大屯、邢臺(tái)及臨渙原煤中黏土礦物含量都超過(guò)70%,高嶺石含量分別為75.68%,46.76%, 49.71%。其中邢臺(tái)和臨渙原煤含較多的伊利石、蒙脫石和伊蒙混層。而棗莊原煤以碳酸鹽礦物為主,含量達(dá)70.11%,黏土礦物占10.50%,以高嶺石為主。

由表2可知,4個(gè)選煤廠的循環(huán)水相對(duì)于選煤用水(初始用水)的離子質(zhì)量濃度都有一定程度的變化,主要原因是選煤過(guò)程中鹽類(lèi)礦物的溶解和黏土礦物的陽(yáng)離子交換,鹽類(lèi)礦物的溶解使得各離子質(zhì)量濃度增加,黏土礦物的陽(yáng)離子離子交換使得Ca2+,Mg2+質(zhì)量濃度降低。

表1 4個(gè)煤樣的礦物組成Table 1 Contents of minerals of four raw coal samples%

表2 4個(gè)選煤廠的水質(zhì)分析Table 2 Water quality of four coal preparation plants

主要礦物的溶解反應(yīng)如下。

硫酸鹽類(lèi)(石膏):

在循環(huán)煤泥水體系中主要是K+,Na+和Ca2+, Mg2+的陽(yáng)離子交換反應(yīng),在黏土顆粒表面的陽(yáng)離子與煤泥水中的陽(yáng)離子發(fā)生離子交換,以Ca2+和Na+之間的離子交換為例:

由表1和表2可知,棗莊選煤廠循環(huán)水的水質(zhì)硬度較高,這是因?yàn)檫x煤用水的基礎(chǔ)硬度高,且煤中礦物組成以碳酸鹽礦物和硫酸鹽礦物為主,含有少量的黏土礦物;大屯選煤廠選煤用水和循環(huán)水的水質(zhì)硬度分別為19.25 mmol/L和16.86 mmol/L,由于煤中含有大量的高嶺石和少量的碳酸鹽礦物,不含有其他黏土礦物,所以循環(huán)水的水質(zhì)硬度略低于選煤用水的基礎(chǔ)硬度;邢臺(tái)和臨渙選煤廠的選煤用水和循環(huán)水的水質(zhì)硬度都很低,且循環(huán)水的水質(zhì)硬度低于選煤用水的基礎(chǔ)硬度,這是因?yàn)榇藘煞N煤中的礦物組成以黏土礦物為主,尤其是含有蒙脫石、伊利石和伊蒙混層,此類(lèi)礦物吸附大量的Ca2+和Mg2+,使得循環(huán)水的水質(zhì)硬度較低。

不同選煤廠煤泥水的pH值范圍普遍為6.0～8.5,在未添加水質(zhì)硬度調(diào)整劑的情況下,循環(huán)水的水質(zhì)硬度主要由選煤用水的基礎(chǔ)硬度和煤中礦物組成共同決定。

2.2 循環(huán)煤泥水體系的原生硬度及其模型

在不加任何水質(zhì)硬度調(diào)整劑的情況下,選煤初始用水在循環(huán)煤泥水體系經(jīng)過(guò)多次循環(huán)運(yùn)行穩(wěn)定后的循環(huán)水的水質(zhì)硬度稱(chēng)為該循環(huán)煤泥水體系的原生硬度。

煤中脈石礦物主要以黏土礦物為主,循環(huán)煤泥水體系中影響水質(zhì)硬度的離子主要以二價(jià)金屬陽(yáng)離子Ca2+和Mg2+為主,由于Ca2+和Mg2+的性質(zhì)相似,重點(diǎn)研究黏土礦物對(duì)Ca2+吸附。

以往研究表明,黏土礦物對(duì)Ca2+的等溫吸附符合Langmuir吸附方程。根據(jù)平衡吸附量預(yù)測(cè)模型和已知吸附反應(yīng)條件,可以預(yù)測(cè)黏土礦物對(duì)Ca2+的平衡吸附量[10]。平衡吸附量可表示為

式中,qe為吸附平衡時(shí)Ca2+濃度相對(duì)于初始濃度的變化量,mmol/L;C0為Ca2+的初始濃度,mmol/L;am為黏土礦物的質(zhì)量濃度,g/L;CEC為黏土的交換容量,即100 g干黏土樣品所交換下來(lái)的陽(yáng)離子物質(zhì)的量,mmol/100 g;KL為L(zhǎng)angmuir吸附常數(shù),表示吸附能力的強(qiáng)弱[11]。

黏土礦物對(duì)Ca2+的吸附過(guò)程符合準(zhǔn)二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)方程[12－13],即

式中,qt為t時(shí)刻的Ca2+濃度相對(duì)于初始濃度的變化量,mmol/L;t為吸附時(shí)間,h;K為吸附速率常數(shù),L/ (mmol·h)。

在煤泥水實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)后,在每一次循環(huán)過(guò)程中,黏土礦物未必能在本次循環(huán)結(jié)束時(shí)達(dá)到吸附平衡,之后黏土礦物與循環(huán)水分離,澄清循環(huán)水進(jìn)入下一次的選煤過(guò)程,與一批新的黏土礦物繼續(xù)發(fā)生吸附反應(yīng)。周而復(fù)始,循環(huán)水經(jīng)過(guò)多次循環(huán)和多次吸附反應(yīng),吸附達(dá)到平衡,循環(huán)水的水質(zhì)硬度趨于穩(wěn)定,此時(shí)循環(huán)煤泥水體系的水質(zhì)硬度為原生硬度。

這個(gè)開(kāi)篇以一連串的簡(jiǎn)短句子聚合起強(qiáng)大的力量裹協(xié)著讀者直接進(jìn)入了騎桶者的內(nèi)心世界。騎桶者的內(nèi)心正為現(xiàn)實(shí)的匱乏所煎迫：一方面是逼人就死的嚴(yán)寒，一方面是騎桶者抵御嚴(yán)寒的物資資源的一無(wú)所有；而且，此種物資的一無(wú)所有顯然是由于他的極度貧窮。他因此不得不要去找煤炭老板尋求幫助，賒借煤炭以御嚴(yán)寒。但是騎桶者面對(duì)的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題不只是物資貧窮，從“煤店老板對(duì)于我的通常的要求已經(jīng)麻木不仁；我必須向他清楚地證明，我連一星半點(diǎn)煤屑都沒(méi)有了”這一句話里還可以看出，他在信譽(yù)上也是赤貧的。

第n次循環(huán)的吸附動(dòng)力學(xué)方程為

式中,qtn為第n次循環(huán)中t時(shí)刻的Ca2+濃度相對(duì)于初始濃度的變化量,mmol/L;qen為第n次循環(huán)中吸附平衡時(shí)Ca2+濃度相對(duì)于初始濃度的變化量,mmol/L; Kn為第n次循環(huán)的吸附速率常數(shù),L/(mmol·h)。

假設(shè)每次循環(huán)的有效吸附時(shí)間為t0,循環(huán)煤泥水體系的基礎(chǔ)硬度(即選煤用水的基礎(chǔ)硬度)為Hb(mmol/L),即可得到每次循環(huán)中某時(shí)刻的水質(zhì)硬度。

第1次循環(huán)結(jié)束后循環(huán)煤泥水體系的水質(zhì)硬度H1為

第2次循環(huán)結(jié)束后循環(huán)煤泥水體系的水質(zhì)硬度H2為

第n次循環(huán)結(jié)束后循環(huán)煤泥水體系的水質(zhì)硬度Hn為

若煤泥水經(jīng)過(guò)n次循環(huán)后,循環(huán)煤泥水體系的水質(zhì)硬度達(dá)到穩(wěn)定(Hn≈Hn－1),得到該循環(huán)煤泥水體系的原生硬度(Ho),則原生硬度的迭代模型為

為了檢驗(yàn)該模型的可靠性,設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)室模擬煤泥水循環(huán)試驗(yàn),用邢臺(tái)煤礦選煤廠的原煤在基礎(chǔ)硬度為6 mmol/L的選煤用水中模擬煤泥水閉路循環(huán)試驗(yàn)。Hb=6 mmol/L;t0=5 h,K1=K2=…=Kn=1.5 L/ (mmol·h),某高嶺石的交換容量CEC為6.86 mmol/ (100 g),KL=0.083[10]。邢臺(tái)煤礦原煤灰分含量為23.5%,可燃物含量為76.5%,可燃物和石英礦物對(duì)鈣離子的吸附量很少,碳酸鹽類(lèi)礦物僅占該煤中脈石礦物總量的3.85%左右,且不含有硫酸鹽礦物,煤中脈石礦物以黏土礦物為主,黏土礦物以高嶺石礦物為主,根據(jù)不同黏土礦物吸附容量的差異[14－15],把其他黏土礦物含量折算成高嶺石礦物含量,可得模擬實(shí)驗(yàn)中黏土礦物的質(zhì)量濃度為49.74 g/L(以高嶺石計(jì))。實(shí)驗(yàn)值與模型計(jì)算值相比較,結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 模型檢驗(yàn)Table 3 Model checking

由表3可知,經(jīng)過(guò)7個(gè)周期的循環(huán)后,實(shí)驗(yàn)值和模型計(jì)算值逐漸收斂于1.03 mmol/L,即在該洗選用水和該煤質(zhì)下,循環(huán)煤泥水體系的原生硬度為1.03 mmol/L,且實(shí)驗(yàn)值與模型計(jì)算值的相關(guān)系數(shù)較高,相關(guān)系數(shù)的平方值為0.988 6,該模型具有較好的可靠性。根據(jù)選煤廠入洗原煤的煤質(zhì)和選煤用水的基礎(chǔ)硬度,可用此模型來(lái)預(yù)測(cè)不同選煤廠的循環(huán)煤泥水體系的原生硬度,對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐中煤泥水的處理工藝和藥劑的選擇具有指導(dǎo)意義。煤中黏土礦物含量多,則原生硬度低;煤中碳酸鹽礦物和硫酸鹽礦物含量多,則原生硬度高。這與4個(gè)典型選煤廠的原煤礦物組成分析和水質(zhì)分析結(jié)論相一致。

2.3 水質(zhì)硬度對(duì)煤泥水沉降性能的影響

在不添加絮凝劑的情況下,通過(guò)氯化鈣溶液調(diào)節(jié)煤泥水的水質(zhì)硬度,水質(zhì)硬度對(duì)煤泥水凝聚沉降的影響如圖2所示。

圖2 水質(zhì)硬度對(duì)煤泥凝聚沉降的影響Fig.2 Effect of water hardness on coal slime coagulating settling

當(dāng)水質(zhì)硬度為1 mmol/L時(shí),初始沉降速度為2.7 cm/min,上清液的透光度為11%,在此水質(zhì)條件下,初始沉降速度較慢,上清液較渾濁;當(dāng)水質(zhì)硬度為5 mmol/L時(shí),初始沉降速度為8.1 cm/min,上清液的透光度為84%;當(dāng)繼續(xù)提升水質(zhì)硬度時(shí),初始沉降速度和上清液透光度增幅變緩,并趨于平穩(wěn)。水質(zhì)硬度對(duì)顆粒凝聚的影響原理如圖3所示,鈣鎂離子可以使得表面帶負(fù)電的顆粒發(fā)生凝聚。主要體現(xiàn)在鈣鎂離子可以減少顆粒表面的負(fù)電性,降低顆粒間的靜電斥力,使得顆粒較容易發(fā)生凝聚。

圖3 鈣鎂離子對(duì)顆粒凝聚的影響Fig.3 Effect of calcium and magnesium ions on particles coagulation

當(dāng)絮凝劑APAM的用量為80 g/t時(shí),通過(guò)氯化鈣溶液調(diào)節(jié)煤泥水的水質(zhì)硬度,水質(zhì)硬度對(duì)煤泥絮凝沉降的影響如圖4所示。

圖4 水質(zhì)硬度對(duì)煤泥絮凝沉降的影響Fig.4 Effect of water hardness on coal slime flocculating settling

當(dāng)水質(zhì)硬度為1 mmol/L時(shí),初始沉降速度為10.2 cm/min,上清液的透光度為42%,當(dāng)水質(zhì)硬度為5 mmol/L時(shí),初始沉降速度為21.1 cm/min,上清液的透光度為91%;當(dāng)繼續(xù)提升水質(zhì)硬度時(shí),初始沉降速度和上清液透光度增幅變緩,并趨于平穩(wěn),且上清液透光度可達(dá)到98%。試驗(yàn)表明,同時(shí)添加APAM和增加水質(zhì)硬度可大幅提高沉降速度,并可得到非常澄清的上清液,且絮凝劑的用量較少,可實(shí)現(xiàn)煤泥水的澄清循環(huán)。水質(zhì)硬度對(duì)顆粒絮凝沉降的影響原理如圖5所示,鈣鎂離子在APAM支鏈與帶負(fù)電的顆粒之間起到架橋作用,使得APAM支鏈更容易捕捉固體顆粒[16]。

圖5 鈣鎂離子對(duì)顆粒絮凝的影響Fig.5 Effect of calcium and magnesium ions on particles flocculation

2.4 選煤廠煤泥水沉降性能的分類(lèi)

通過(guò)大量試驗(yàn)研究和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研,得到煤泥水處理難易程度的分類(lèi)(表4)。

表4 煤泥水沉降性能的分類(lèi)Table 4 Classification of settling characteristics of coal slime water

調(diào)研表明,邢臺(tái)選煤廠煤泥水難處理,而大屯選煤廠煤泥水易處理,原因在于大屯選煤廠煤泥水的原生硬度較高,邢臺(tái)選煤廠煤泥水的原生硬度較低。所以,原生硬度高,則煤泥水容易處理,藥劑消耗量小,甚至在不添加凝聚劑和絮凝劑的情況下,也可得到澄清的循環(huán)水。

3 結(jié) 論

(1)煤中礦物組成分析和水質(zhì)分析表明,循環(huán)煤泥水體系的原生硬度由選煤用水的基礎(chǔ)硬度和煤中礦物組成共同決定。

(2)建立了原生硬度的迭代模型,該迭代模型表述了循環(huán)煤泥水體系的水質(zhì)變化規(guī)律,根據(jù)煤質(zhì)和選煤用水的基礎(chǔ)硬度可預(yù)測(cè)出原生硬度的大小。實(shí)驗(yàn)室模擬煤泥水循環(huán)試驗(yàn)表明,實(shí)驗(yàn)值與模型計(jì)算值的相關(guān)系數(shù)較高,R2=0.988 6,模型具有較好的可靠性。

(3)循環(huán)煤泥水體系的原生硬度是影響煤泥水沉降性能的關(guān)鍵因素。由沉降試驗(yàn)可知,當(dāng)水質(zhì)硬度小于5 mmol/L時(shí),水質(zhì)硬度越高,煤泥沉降速度越快,且上清液越澄清。部分選煤廠實(shí)例表明,原生硬度低,煤泥水難處理;原生硬度高,煤泥水易處理。

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Settling characteristics analysis of coal slime water based on original hardness

ZHANG Zhi-jun1,LIU Jiong-tian1,2

(1.School of Chemical&Environmental Engineering,China University of Mining&Technology(Beijing),Beijing 100083,China;2.School of Chemical Engineering and Technology,China University of Mining and Technology,Xuzhou 221116,China)

A new conception of original hardness was proposed to evaluate the settling characteristics of coal slime water.The mineralogical and water quality analysis of four coal preparation plants shows the original hardness is determined by the basic hardness of washing water and the minerals composition of coal ores,and the mathematical iteration model of original hardness was developed,and the model has high reliability which is verified by laboratory simulation tests of coal slime water cycle.The settling tests indicate that the higher water hardness,the higher settling rate,and the clearer supernatant when the water hardness under 5 mmol/L.Some examples of coal preparation plants show that coal slime water is hard to settle at low original hardness,and it is easy to clarify at high original hardness.As a result, the original hardness is key influence factor of settling characteristics of coal slime water.

coal slime water;settling characteristics;original hardness;water hardness

TD94

A

0253－9993(2014)04－0757－07

張志軍,劉炯天.基于原生硬度的煤泥水沉降性能分析[J].煤炭學(xué)報(bào),2014,39(4):757－763.

10.13225/j.cnki.jccs.2013.0275

Zhang Zhijun,Liu Jiongtian.Settling characteristics analysis of coal slime water based on original hardness[J].Journal of China Coal Society,2014,39(4):757－763.doi:10.13225/j.cnki.jccs.2013.0275

2013－03－11 責(zé)任編輯:張曉寧

國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973)資助項(xiàng)目(2012CB214902)

張志軍(1984—),男,河北邯鄲人,講師,博士。Tel:010－62331244,E－mail:zzjun1984@126.com