畢業(yè)論文---焦化廢水在選煤廠的應(yīng)用研究

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著中國鋼鐵工業(yè)的飛速發(fā)展,中國的焦化工業(yè)呈現(xiàn)高速增長趨勢(shì),2003年焦炭總產(chǎn)量約占世界焦炭總產(chǎn)量的46%,出口焦炭約占世界焦炭貿(mào)易總量的56%,中國已成為世界焦炭生產(chǎn)、消費(fèi)及貿(mào)易第一大國。焦化廢水是煤在高溫干餾過程中以及煤氣凈化、化學(xué)產(chǎn)品精制過程中形成的廢水，水質(zhì)隨原煤組成和煉焦工藝而變化，是一種典型的難降解有機(jī)廢水。廢水

2、中含有焦油、酚、氰、氨及大量有機(jī)物，其成分復(fù)雜，毒性大，它的超標(biāo)排放對(duì)人類、水產(chǎn)、農(nóng)作物都可構(gòu)成很大的危害。而選煤中需用到大量的水，因此,研究焦化廢水是否可以應(yīng)用到選煤中是我們極有必要進(jìn)行試驗(yàn)的重要課題。本文以盤子棋煤為研究對(duì)象，在1L浮選槽中不同劑量的捕收劑柴油、起泡劑仲辛醇條件下，研究了使用自來水和焦化廢水對(duì)煤的浮選效果的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明與自來水選煤效果相比，使用焦化廢水后，均可以不同程度地提高精煤的產(chǎn)率，尾煤灰分也是提高的，可將

3、焦化廢水用于選煤生產(chǎn)。焦化廢水選煤試驗(yàn)中，在礦漿濃度為100g/L條件下1L礦漿的最佳藥劑制度為0.04ml的起泡劑和0.40ml的捕收劑。</p><p>　　關(guān)鍵詞：焦化廢水，選煤廠，浮選，浮選藥劑</p><p>　　ABSTRACT With the rapid development of China's steel industry, China's c

4、oking industry fast grows.The total output of coke in 2003 accounted for about 46% of the world's total output of coke, export coke about 56% of the total of world's coke trade, and China has become world coke pr

5、oduction, consumption and trade superpower. Coking wastewater is theprocess of coal carbonization at high temperature and gas purification, chemical products formed during the waste water purification, water qual</p&g

6、t;<p>　　Keywords: wastewater，coal preparation plant，floatatinon, floatation agent</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　ABSTRACTII</p

7、><p><b>　　目錄III</b></p><p><b>　　緒 論1</b></p><p>　　焦化廢水在選煤廠的應(yīng)用研究2</p><p>　　第一章 文獻(xiàn)綜述及選題背景2</p><p>　　1.1 焦化廢水的主要來源2</p><p

8、>　　1.2 焦化廢水的主要成分2</p><p>　　1.3 焦化工業(yè)廢水的危害2</p><p>　　1.4 焦化廢水的處理方法與發(fā)展3</p><p>　　1.4.1 焦化廢水處理工藝的發(fā)展歷程3</p><p>　　1.4.2 活性污泥法3</p><p>　　1.4.3 生物膜法5<

9、/p><p>　　1.4.4膜分離6</p><p>　　1.5 煤的浮選工藝8</p><p>　　1.5.1浮選法8</p><p>　　1.5.2浮選工藝流程11</p><p>　　1.5.3煤的可浮性12</p><p>　　1.6選題背景及研究目的13</p>

10、<p>　　1.6.1 選題背景13</p><p>　　1.6.2研究內(nèi)容13</p><p>　　第二章 試驗(yàn)與分析15</p><p>　　2.1 試驗(yàn)流程15</p><p>　　2.2 試驗(yàn)所用儀器設(shè)備16</p><p>　　2.3試驗(yàn)所用浮選藥劑16</p><p

11、>　　2.4浮選試驗(yàn)方法17</p><p>　　2.5浮選試驗(yàn)選擇藥劑制度的試驗(yàn)條件18</p><p>　　第三章 自來水、焦化廢水選煤效果的的考察20</p><p>　　3.1煤樣分析20</p><p>　　3.2焦化廢水性質(zhì)分析20</p><p>　　3.2.1水樣處理20</p&

12、gt;<p>　　3.2.2 焦化廢水的色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析23</p><p>　　3.3試驗(yàn)過程28</p><p>　　3.3.1浮選試驗(yàn)28</p><p>　　3.3.2測(cè)定灰分29</p><p>　　3.4試驗(yàn)結(jié)果處理與分析29</p><p>　　3.4.1自來水浮選數(shù)據(jù)處理與分析

13、29</p><p>　　3.4.2焦化廢水浮選數(shù)據(jù)處理與分析32</p><p>　　3.4.3自來水與焦化廢水試驗(yàn)結(jié)果比較35</p><p>　　第四章 結(jié)論與建議40</p><p><b>　　4.1結(jié)論40</b></p><p>　　4．2對(duì)今后工作的建議40</p

14、><p><b>　　參考文獻(xiàn)42</b></p><p><b>　　致謝43</b></p><p><b>　　緒 論</b></p><p>　　隨著中國鋼鐵工業(yè)的飛速發(fā)展,中國的焦化工業(yè)呈現(xiàn)高速增長趨勢(shì),2003年焦炭總產(chǎn)量約占世界焦炭總產(chǎn)量的46%,出口焦炭約占世界

15、焦炭貿(mào)易總量的56%,中國已成為世界焦炭生產(chǎn)、消費(fèi)及貿(mào)易第一大國。焦化工業(yè)是中國最大焦炭生產(chǎn)基地山西省的支柱產(chǎn)生,山西省焦炭產(chǎn)量約占全國總產(chǎn)量的40%,占世界的20%;山西焦炭出口量占全國焦炭總出口量的80%。焦化行業(yè)在為山西創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),也造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞。焦化行業(yè)廢水排放量占到全省相應(yīng)排放總量的30%以上,焦化工業(yè)成為山西環(huán)境污染最嚴(yán)重的行業(yè)之一。對(duì)水體和水生物、人體還有農(nóng)業(yè)都有很大的危害，實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù),走清潔生

16、產(chǎn)道路是焦化工業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。但焦化廢水處理難度大，目前各企業(yè)對(duì)這類廢水的處理主要采取生化法，但在生化處理過程時(shí)廢水中酚及殘余焦油等含量偏高，活性污泥微生物難以馴養(yǎng)，導(dǎo)致生化處理工藝正常運(yùn)轉(zhuǎn)比較困難。總之,焦化廢水的成分復(fù)雜,污染物種類繁多,其中不少屬于有致癌致突作用的生物活性物質(zhì)。[1]</p><p>　　另一方面，我國是一個(gè)富煤、貧油、缺天然氣的國家。煤炭在我國一次能源中所占的比例高達(dá)75%左右

17、，預(yù)計(jì)到2020年煤炭仍將占一次能源的60%以上。雖然煤在一次能源中所占的比重逐漸下降，但由于能源消費(fèi)總量的增加，煤的需求量仍將以平均每年3.6%的速度增長，到2050年煤炭需求將達(dá)到30-40億噸。因此我國以煤為主的能源結(jié)構(gòu)在今后相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)不會(huì)發(fā)生大的變化[2]。而選煤工藝中需要耗用大量的水資源，在水資源日益缺乏的現(xiàn)今時(shí)代，能節(jié)約用水既是保護(hù)環(huán)境之舉又有明顯經(jīng)濟(jì)效益。因此深入研究焦化廢水在選煤中的應(yīng)用對(duì)實(shí)現(xiàn)焦化廢水的處理和選煤用水

18、都有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。影響煤礦浮選的因素很多，其中捕收劑、起泡劑和浮選時(shí)間等的影響相當(dāng)顯著。深入研究浮選過程中各因素對(duì)選煤結(jié)果的影響，對(duì)提高精煤產(chǎn)率降低灰分含量有重要的指導(dǎo)意義。對(duì)有效利用煤炭資源以保障國家建設(shè)和減少焦化廢水的排放危害、使經(jīng)濟(jì)、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展都具有重要意義。</p><p>　　焦化廢水在選煤廠的應(yīng)用研究</p><p>　　第一章 文獻(xiàn)綜述及選題背景</p>

19、;<p>　　1.1 焦化廢水的主要來源</p><p>　　焦化廢水主要來自煉焦，煤氣凈化過程及化工產(chǎn)品的精制過程，其中以蒸氨過程中產(chǎn)生的剩余氨水為主要來源,。焦焦化生產(chǎn)工藝中要用大量的洗滌水和冷卻水,也就產(chǎn)生了大量的廢水。</p><p>　　1.2 焦化廢水的主要成分</p><p>　　焦化廢水含有多種污染物，包括酚類、多環(huán)芳香族化合物及含氮、

20、氧、硫的雜環(huán)化合物等，是一種典型的含有難降解有機(jī)化合物的工業(yè)廢水，其含有的有機(jī)污染物有苯類、酚類、吡啶類、萘類、雜環(huán)化合物類及多環(huán)芳烴類，其中酚類化合物約占有機(jī)污染物總量的70%；焦化廢水中含有的無機(jī)污染物有硫氰化物、氰化物、氨、銨鹽、硫化物等，其中硫化物和氨含量較高。焦化廢水處理難度大，目前各企業(yè)對(duì)這類廢水的處理主要采取生化法，但在生化處理過程時(shí)廢水中酚及殘余焦油等含量偏高，活性污泥微生物難以馴養(yǎng)，導(dǎo)致生化處理工藝正常運(yùn)轉(zhuǎn)比較困難[3

21、]。</p><p>　　1.3 焦化工業(yè)廢水的危害</p><p>　　焦化廢水的危害涉及范圍廣危害嚴(yán)重，主要包括以下三個(gè)方面：</p><p>　　(1)對(duì)水體和水生物的危害。焦化污水主要含有機(jī)物,絕大多數(shù)有機(jī)物具有生物可降解性,能消耗水中溶解氧。當(dāng)水中氧濃度低于某一限值,水生動(dòng)物的生存會(huì)受到影響。當(dāng)水中氧消耗殆盡時(shí),水質(zhì)就嚴(yán)重惡化。污水中的其他物質(zhì)如油、懸浮

22、物、氰化物等對(duì)水體與魚類也都有危害,含氮化合物能導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化。</p><p>　　(2)對(duì)人體的毒害作用。污水中含有的酚類化合物是原型質(zhì)毒物,可通過皮膚、黏膜的接觸吸入和經(jīng)口服而侵入人體內(nèi)部,使人體細(xì)胞失去活力,另外,還可進(jìn)一步向深部滲透,引起深部組織損傷或壞死;低級(jí)酚還能引起皮膚過敏,長期飲用含酚污水會(huì)引起頭暈、貧血以及各種神經(jīng)系統(tǒng)病癥。</p><p>　　(3)對(duì)農(nóng)業(yè)的危害。用

23、未經(jīng)處理的焦化污水直接灌溉農(nóng)田,會(huì)使農(nóng)作物減產(chǎn)和枯死;污水中的油類物質(zhì)堵塞土壤孔隙,使土壤含鹽量高,土壤鹽堿化。[4] </p><p>　　1.4 焦化廢水的處理方法與發(fā)展</p><p>　　焦化廢水是煤在高溫干餾過程中以及煤氣凈化、化學(xué)產(chǎn)品精制過程中形成的廢水，水質(zhì)隨原煤組成和煉焦工藝而變化，是一種典型的難降解有機(jī)廢水。廢水中含有焦油、酚、氰、氨及大量有機(jī)物，其成分復(fù)雜，毒性大，

24、它的超標(biāo)排放對(duì)人類、水產(chǎn)、農(nóng)作物都可構(gòu)成很大的危害。</p><p>　　1.4.1 焦化廢水處理工藝的發(fā)展歷程</p><p>　　20世紀(jì)80年代一般采用的工藝為：廢水→回收→調(diào)節(jié)→隔油→生物處理→排放。</p><p>　　20世紀(jì)90年代一般采用的工藝為：廢水→回收→調(diào)節(jié)→隔油→生物處理→深度處理→回用（熄焦，污染物轉(zhuǎn)移排放）或排放。其中深度處理多采用混凝或

25、活性炭吸附工藝。</p><p>　　21世紀(jì)開始采用的工藝為：廢水→回收→調(diào)節(jié)→隔油→生物膜法→膜分離→回用（作為冷卻水、消防用水、綠化水，實(shí)現(xiàn)零排放）。</p><p>　　從整個(gè)生化處理的過程中，我們可以清楚地看出關(guān)鍵的處理工序是生物處理部分，而整個(gè)生化工藝的發(fā)展也主要是針對(duì)這個(gè)部分進(jìn)行深入的研究。</p><p>　　1.4.2 活性污泥法</p>

26、;<p>　　1.4.2.1傳統(tǒng)活性污泥法</p><p>　　待處理的污水與來自二沉池回流污泥同時(shí)從曝氣池池首進(jìn)入池內(nèi)，泥水混合液以推流形式流動(dòng)到曝氣池末端，然后進(jìn)入二沉池進(jìn)行泥水分離。曝氣池內(nèi)泥水流動(dòng)的同時(shí)，對(duì)池中進(jìn)行不斷 供氧。</p><p>　　傳統(tǒng)活性污泥法的特點(diǎn)：一是工藝成熟，運(yùn)行穩(wěn)定；二是有機(jī)物去除效率高，BOD5的去除率通常為90％～95％；三是曝氣池耐沖擊

27、負(fù)荷能力較低；四是需氧與供氧矛盾較大，池首段供氧不足，池末端供氧大于需氧，造成浪費(fèi)；五是曝氣池容積大、占地面積大、基建費(fèi)用高、電耗大；六是脫氮除磷效率低，只有10％～30％。</p><p>　　1.4.2.2階段曝氣活性污泥法</p><p>　　階段曝氣活性污泥法是傳統(tǒng)活性污泥的一種改進(jìn)形式，由曝氣池首的一點(diǎn)進(jìn)水，改為沿曝氣池池長的多點(diǎn)進(jìn)水。階段曝氣活性污泥法的特點(diǎn)：一是有機(jī)污染物在池

28、內(nèi)分配的均勻性，縮小供氧和需氧的矛盾；二是供氣的利用率高，節(jié)約能源；三是耐沖擊的能力高于傳統(tǒng)活性污泥法；四是曝氣池混合液中污泥濃度沿池長逐步降低，流入二沉池的混合液中的污泥量較低，可提高二沉池固液分離效果。</p><p>　　1.4.2.3吸附再生活性污泥法</p><p>　　吸附再生活性污泥法是將活性污泥對(duì)有機(jī)物的“吸附”和“代謝穩(wěn)定”的兩個(gè)階段分在兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的構(gòu)筑物中完成。吸附再

29、生活性污泥法的特點(diǎn)：一是對(duì)沖擊的適應(yīng)性較強(qiáng)；二是可設(shè)置活性污泥“吸附”和“代謝”有機(jī)物的最佳工作狀態(tài)，構(gòu)筑物體積小于傳統(tǒng)活性污泥法；三是出水水質(zhì)較傳統(tǒng)活性污泥法較差；四是當(dāng)有機(jī)物是以溶解性BOD為主時(shí)，不宜采用吸附再生活性污泥法。</p><p>　　1.4.2.4完全混合式活性污泥法</p><p>　　有機(jī)污染物進(jìn)入完全混合式曝氣池后立即與混合液充分混合，池中F/M值相同，溶解氧濃度一

30、致。它的運(yùn)行工況點(diǎn)位于活性污泥的增長曲線的某一點(diǎn)上。</p><p>　　完全混合式活性污泥法的特點(diǎn)：一是系統(tǒng)混合稀釋作用強(qiáng)，對(duì)沖擊負(fù)荷抵御能力較強(qiáng)；二是通過F/M值調(diào)整，易于實(shí)現(xiàn)最佳條件的控制；三是混合液需氧量均衡，動(dòng)力消耗低于傳統(tǒng)活性污泥法；四是易于產(chǎn)生污泥膨脹。</p><p>　　1.4.2.5生物吸附—降解活性污泥法（AB法）</p><p>　　AB法由

31、A段和B段組成，串聯(lián)運(yùn)行。A段為生物吸附段，B段為生物降解段。生物吸附—降解活性污泥法的特點(diǎn)：一是通常不設(shè)初沉池；二是A段、B段既獨(dú)立又聯(lián)系，可以根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)特點(diǎn)和要求，靈活地調(diào)整運(yùn)行參數(shù)；三是AB法污泥量大；四是脫氮除磷效果不好。</p><p>　　1.4.2.6序批式活性污泥法</p><p>　　將初沉池出水引入具有曝氣功能的SBR反應(yīng)池，按時(shí)間順序進(jìn)行進(jìn)水、曝氣反應(yīng)、沉淀、出水、

32、待機(jī)（排泥與閑置）等基本操作，從污水的流入開始到待機(jī)時(shí)間結(jié)束稱為一個(gè)操作周期。序批式活性污泥法的特點(diǎn)：一是工藝流程簡捷，在一個(gè)池內(nèi)可以完成幾個(gè)工藝流程，其工程造價(jià)與傳統(tǒng)的活性污泥法相比省22％，占地少30％；二是處理效果好；三是控制靈活，易于實(shí)現(xiàn)脫氮除磷；四是污泥的沉降性能好；五是可以防止污泥膨脹。</p><p>　　1.4.2.7氧化溝活性污泥法</p><p>　　氧化溝一般呈環(huán)狀溝

33、渠形，通過轉(zhuǎn)刷（或轉(zhuǎn)盤和其他機(jī)械曝氣設(shè)備），使污水和混合液在環(huán)狀的渠內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，依靠轉(zhuǎn)刷推動(dòng)污水和混合液流動(dòng)而進(jìn)行曝氣。</p><p>　　氧化溝活性污泥法的特點(diǎn)：一是氧化溝工藝結(jié)合了推流和完全混合兩種流態(tài)，提高了氧化溝系統(tǒng)的緩沖能力；二是具有明顯的溶解氧濃度梯度，有利于節(jié)約能源和減少化學(xué)藥劑的用量；三是整體體積功率密度較低，提高混合液中泥水混合程度，有利于充分切割絮凝的污泥，也利于污泥的再絮凝；四是氧化溝工藝

34、流程簡捷；五是處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)好。</p><p>　　1.4.3 生物膜法</p><p>　　生物膜法是通過附著在載體或介質(zhì)表面上的細(xì)菌等微生物生長繁殖，形成膜狀活性生物污泥———生物膜，利用生物膜降解污水中的有機(jī)物的生物處理方法。生物膜中的微生物以污水中的有機(jī)污染物為營養(yǎng)物質(zhì)，在新陳代謝過程中將有機(jī)物降解，同時(shí)微生物自身也得到增殖。</p><p>　　

35、1.4.3.1生物膜法的主要特點(diǎn)</p><p>　　生物膜法的主要特點(diǎn)為：微生物種群豐富，除細(xì)菌和原生動(dòng)物外，還出現(xiàn)活性污泥法中少見的真菌、藻類和原生動(dòng)物等，同時(shí)還存在厭氧菌；優(yōu)勢(shì)菌種分層生長，傳質(zhì)條件好，有利于有機(jī)物的降解；工藝過程穩(wěn)定，適應(yīng)性強(qiáng)，可以間歇運(yùn)行；動(dòng)力消耗少，運(yùn)行管理方便，不會(huì)發(fā)生污泥膨脹現(xiàn)象。</p><p>　　1.4.3.2生物膜法的主要類型和工藝</p>

36、;<p><b>　　(1)普通生物濾池</b></p><p>　　污水先進(jìn)入初沉池，去除可沉懸浮物，接著進(jìn)入生物濾池。在濾池內(nèi)設(shè)有固定生物膜的載體（濾料），污水由上而下過濾時(shí)，不斷與濾料相接觸，微生物就在濾料表面逐漸形成具有降解有機(jī)物功能的生物膜，經(jīng)過濾池處理的污水和濾池濾料上脫落的老化生物膜流入二沉池，經(jīng)過固液分離后，排出凈化水。</p><p>

37、　　(2)高負(fù)荷生物濾池</p><p>　　高負(fù)荷生物濾池是在普通生物濾池的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)而來的，是通過限制進(jìn)水BOD值和在運(yùn)行上進(jìn)行出水回流等技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的。</p><p><b>　　(3)塔式生物濾池</b></p><p>　　塔式生物濾池由塔體、濾料、布?xì)庀到y(tǒng)及通風(fēng)、排水系統(tǒng)組成。延長了污水、生物膜和空氣接觸的時(shí)間，處理能力相對(duì)較高

38、。</p><p>　　(4)生物接觸氧化法</p><p>　　凈化污水主要依靠載體上的生物膜作用，池內(nèi)存在一定濃度的懸浮活性污泥，因此兼有活性污泥法和生物膜法的優(yōu)點(diǎn)。</p><p><b>　　(5)生物轉(zhuǎn)盤</b></p><p>　　核心處理裝置是表面附有生物膜的盤片。盤片約有一半浸沒在污水水面下，盤片在水平軸

39、的帶動(dòng)下緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)。圓盤浸沒在污水中時(shí)，污水中的有機(jī)物被盤片上的生物膜吸附。當(dāng)盤片離開污水時(shí)，盤片表面形成的水膜從空氣中獲得氧氣，在微生物的作用下，被吸附的有機(jī)物發(fā)生降解和轉(zhuǎn)化。此外，盤片在污水液面以上時(shí)，氧氣進(jìn)入盤片表面的液膜中并使液膜中的氧氣含量飽和。當(dāng)盤片在轉(zhuǎn)入污水中時(shí)，由于有氧的存在，生物膜繼續(xù)進(jìn)行生化反應(yīng)和吸附。同時(shí)通過盤片的攪動(dòng)，也可把空氣中的氧帶入反應(yīng)槽中。在運(yùn)行過程中，生物膜的厚度不斷增加，盤片表面生長的生物膜厚度為1 m

40、m～4 mm。由于盤片轉(zhuǎn)動(dòng)可產(chǎn)生剪切力，而且由于生物膜老化附著力降低，在降解有機(jī)物的同時(shí)生物膜不斷進(jìn)行新老交替。</p><p><b>　　(6)曝氣生物濾池</b></p><p>　　曝氣生物濾池是由浸沒式接觸氧化與過濾相結(jié)合的生物處理工藝。它是一種新型高負(fù)荷淹沒式三相反應(yīng)器，兼有活性污泥法和生物膜法兩者的優(yōu)點(diǎn)，并將生化反應(yīng)與吸附過濾兩種處理過程合并在同一構(gòu)筑物

41、中完成。</p><p>　　(7)生物流化床生物流化床是借助流體（液體、氣體）使表面生長著微生物的固體顆粒（生物顆粒）呈流態(tài)化，實(shí)現(xiàn)去除有機(jī)物的一種生物膜法。</p><p><b>　　1.4.4膜分離</b></p><p>　　廢水經(jīng)生物處理過后，送往熄焦池以供熄焦，實(shí)現(xiàn)酚水的閉路循環(huán)，從而減少了排污，降低了運(yùn)行費(fèi)用。但是此時(shí)的污染物轉(zhuǎn)

42、移問題也值得考慮和進(jìn)一步研究，因此出現(xiàn)了膜分離法。將生物處理過的廢水進(jìn)一步處理，降低了污染物的濃度，可以使這部分水用于綠化灌溉、設(shè)備冷卻水等加以循環(huán)利用，減少了企業(yè)的生產(chǎn)用水量，杜絕了廢水因排放不達(dá)標(biāo)所造成的污染糾紛問題。利用膜的選擇透過性能將離子或分子或某些微粒從水中分離出來的過程稱為膜分離過程。</p><p>　　1.4.4.1膜分離過程的特點(diǎn)</p><p>　　可在室溫和無相變條

43、件下進(jìn)行，能耗低，具有廣泛的適用性；規(guī)?？纱罂尚?，易于自控；不需要外加物質(zhì)，節(jié)約原材料；利用膜孔大小分離物質(zhì)，不會(huì)破壞物質(zhì)結(jié)構(gòu)和屬性；分離和濃縮同時(shí)進(jìn)行，可回收資源。</p><p>　　1.4.4.2膜分離的分類</p><p><b>　　(1)電滲析</b></p><p>　　在外加直流電場(chǎng)作用下，水中的陰、陽離子作定向遷移，利用離子交

44、換膜的選擇透過性，從而使水中的離子與水分離的物理化學(xué)過程稱為電滲析。</p><p><b>　　(2)反滲透</b></p><p>　　水通過膜由稀溶液進(jìn)入濃溶液的過程稱為自然滲透。在濃溶液的一端施加壓力，使?jié)馊芤褐械乃ㄟ^膜進(jìn)入稀溶液的過程稱為反滲透。它需在高壓下運(yùn)行，需配備高壓泵和耐高壓的管路。反滲透膜裝置對(duì)進(jìn)水指標(biāo)有較高要求，易產(chǎn)生膜污染，為延長膜使用壽命和

45、提高分離效果，需定期對(duì)膜進(jìn)行清洗。</p><p><b>　　(3)超濾</b></p><p>　　它是膜表面機(jī)械篩分、膜孔阻滯和膜表面及膜孔吸附的綜合效應(yīng)，以篩濾為主。</p><p><b>　　(4)微濾</b></p><p>　　它是以壓力為推動(dòng)力，以膜的截留作用為機(jī)理的過濾技術(shù)?？梢?/p>

46、阻止水中的懸浮物、微粒和細(xì)菌等大于膜孔徑的雜質(zhì)。其特點(diǎn)：一是孔徑較均勻，過濾精度高。二是孔隙率高，過濾速度快?？紫堵士蛇_(dá)70％～80％，孔的數(shù)目約為1×107個(gè)/cm2。三是膜很薄，流道短，對(duì)流體的阻力小，因而過濾速度很快，吸附容量小。四是無介質(zhì)脫落，保證濾液潔凈。它是由高分子聚合物制成的均勻連續(xù)體，無碎屑、纖維等雜質(zhì)脫落。五是品種多，應(yīng)用面廣。六是過濾過程中無濃縮水排放。微孔濾膜類似于機(jī)械過濾，水中的微粒和細(xì)菌等雜質(zhì)幾乎全部

47、被截留，僅有少量雜質(zhì)滲入到膜孔，大量的雜質(zhì)堆積于膜表面。因此必須進(jìn)行預(yù)處理，以延長膜的使用壽命。[5]</p><p>　　1.5 煤的浮選工藝</p><p><b>　　1.5.1浮選法</b></p><p>　　是選金生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的一種選礦法。是利用礦物表面物理化學(xué)性質(zhì)的差異來選分礦石的一種方法。</p><p&

48、gt;　　1.5.1.1浮選法的發(fā)展沿革</p><p>　　中國古代曾利用礦物表面的天然疏水性來凈化朱砂、滑石等礦質(zhì)藥物，使礦物細(xì)粉飄浮于水面，而無用的廢石顆粒沉下去。在淘洗砂金時(shí)，用羽毛蘸油粘捕親油疏水的金、銀細(xì)粒，當(dāng)時(shí)稱為鵝毛刮金。明宋應(yīng)星《天工開物》記載，金銀作坊回收廢棄器皿上和塵土中的金、銀粉末時(shí)“滴清油數(shù)點(diǎn)，伴落聚底＂。這就是浮選法選金的最初應(yīng)用。</p><p>　　18世紀(jì)

49、人們已知道固體粒子粘附在氣泡上能升至水面的現(xiàn)象．隨著人們對(duì)金屬需求量的增加，急于找到一種方法回收礦石中細(xì)粒金屬。19世紀(jì)末，隨著人們對(duì)礦物表面性質(zhì)的認(rèn)識(shí)深化，出現(xiàn)了薄膜浮選法和全油浮選法。20世紀(jì)初，泡沫浮選法應(yīng)用選別有色金屬和黃金礦．</p><p>　　今天所應(yīng)用的泡沫浮選起源于幾乎一個(gè)世紀(jì)以前的澳大利亞。1911年在美國蒙大拿州的Basin建立了第一座浮選廠-Timber Butte選廠。到1980年,23

50、9座浮選廠共消耗了77·2萬t浮選藥劑和65·6億kWh的能量,處理了4·4億t礦石。1980年,消耗了38·3萬t浮選藥劑,從2·05億t的銅礦石中生42萬精礦。處理量第二大的礦石是磷酸鹽礦石———1·09億t,消耗了22·7萬t藥劑,生產(chǎn)出2660萬t磷精礦。鐵礦石的生產(chǎn)主要也采用浮選法,從3890萬t的礦石中生產(chǎn)出2150萬t的鐵精礦,消耗掉6·1萬t

51、浮選藥劑。由于世界范圍內(nèi)幾乎有20億t礦石是經(jīng)過浮選處理的,因此泡沫浮選顯然是表面化學(xué)在工藝中最重要的應(yīng)用之一,尤其是用于控制液-固界面。成功的浮選分離取決于在液體介質(zhì)中固體顆粒與氣泡間的相互反應(yīng)。通過添加適宜的浮選藥劑和pH調(diào)整劑來改進(jìn)水分子與礦物表面間的相互反應(yīng)的方法是實(shí)現(xiàn)從大量的復(fù)雜礦石(我們的礦物資源)中選擇性地分離有用礦物的關(guān)鍵。泡沫浮選法并不是起源于理論研究,而是本世紀(jì)的經(jīng)驗(yàn)積累的結(jié)果。若不是所有的理論研究,至少也是大多數(shù)理

52、論研究用來解釋現(xiàn)有工藝的良好性能。大多數(shù)選</p><p>　　浮選法的發(fā)生和發(fā)展也促進(jìn)了黃金選礦業(yè)的發(fā)展，特別是對(duì)脈金礦的利用和在有色金屬礦石中綜合回收黃金創(chuàng)造了條件．目前，浮選法已成為處理金礦石生產(chǎn)黃金的重要工藝。我國許多脈金礦山選礦廠是以浮選工藝為主或以單一浮選工藝裝備起來的。浮選廠的金回收率達(dá)到90%以上且可綜合回收以金為主的低品位多金屬。</p><p>　　小于10um細(xì)顆粒金

53、是很難用重選法回收的．浮選利用礦物表面物理化學(xué)性質(zhì)的差異可以選收細(xì)粒，甚至微細(xì)粒礦物。超細(xì)粒浮選或荷載體浮選和離子浮選可以回收微細(xì)粒金。</p><p>　　解放前中國有幾座黃金浮選廠和副產(chǎn)回收金銀的有色金屬浮選廠。目前，黃金浮選工藝已廣泛用于金選礦廠，即使是鄉(xiāng)鎮(zhèn)小礦和個(gè)體采金戶均能成功于運(yùn)用浮選法選收黃金。</p><p>　　1.5.1.2浮選基本原理</p><p

54、>　　礦物顆粒自身表面具有疏水性或經(jīng)浮選藥劑作用產(chǎn)生或增強(qiáng)疏水性。疏水就是親油和親氣體，可在液，氣或水—油的界面發(fā)生聚集。經(jīng)過一系列工藝處理后的金礦粒雖然密度大卻能與氣泡和浮選劑親合而被浮于浮選機(jī)的礦液表面，將作為泡沫產(chǎn)品回收。</p><p>　　這是目前常用于黃金浮選的一種方法。它適于選別0.5mm至10um的金礦粒。當(dāng)入選礦粒小于l0um時(shí)需要采用特殊的浮選法。常用的有用絮凝劑使細(xì)粒金或含金礦物絮凝成

55、較大顆粒，脫出脈石細(xì)泥后再浮去粗粒脈石，這是絮凝—浮選。荷載體浮選是用粒度適于浮選的礦粒作荷載體，使微細(xì)粒金粘附于荷載體表面并隨上浮而成金精礦。用油類使細(xì)礦粒團(tuán)聚進(jìn)行浮選的油團(tuán)聚浮選和乳化浮選。利用高溫化學(xué)反應(yīng)使礦石中金屬礦物轉(zhuǎn)化為金屬后再浮選的離析浮選對(duì)金礦石不常采用。關(guān)于使用泡沫浮選法回收金泥，我國將用于工業(yè)領(lǐng)域。</p><p>　　1.5.1.3浮選劑</p><p>　　浮選時(shí)使

56、用各種藥劑來調(diào)節(jié)入選礦物和浮選介質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)，從而擴(kuò)大金礦物或含金礦物與脈石間親琉水性的差異，使之更好地分選，達(dá)到提高金回收率的目的。常用的浮選劑分三大類：捕收劑，起泡劑，調(diào)整劑。</p><p><b>　　(1)捕收劑</b></p><p>　　自然界中除煤、石墨、硫磺、滑石和輝鉬礦等礦物顆粒表面疏水、具有天然的可浮性外，大多數(shù)礦物均是親水的，金礦物也是如此

57、。加一種藥劑能改變礦物顆粒的親水性而產(chǎn)生疏水性使之可浮，這種藥劑通常稱之為捕收劑。捕收劑通常是極性捕收劑和非極性捕收劑。極性捕收劑由能與礦物顆粒表面發(fā)生作用的極性基團(tuán)和起疏水作用的非極性基團(tuán)兩部分組成。當(dāng)這類捕收劑吸附于礦粒表面時(shí)，其分子或離子呈定向排列，極性基團(tuán)朝向礦物顆粒表面，非極性基團(tuán)朝外形成疏水膜，從而使礦位具有可浮性</p><p>　　與銅、鉛、鋅、鐵等硫化礦物伴生的金，在浮選時(shí)常用有機(jī)硫代化合物作浦

58、收劑．例如，烷基（乙、丙、丁、戊基等）二硫代碳酸鈉（鉀），又稱黃原酸鹽，俗稱黃藥。如NaS2C·OCH2·CH3，在含金多金屬礦石的浮選時(shí)，多采用乙基黃藥和丁基黃藥。烷基二硫代磷酸或其鹽類，如(RO)2PSSH，式中R為烷基，俗稱黑藥．</p><p>　　烷基二硫代氨基甲酸鹽和黃原酸鹽的酯類衍生物等也是硫化礦物常用的捕收劑。也是浮選含金多金屬硫化礦的常用描收劑，常與黃藥類同時(shí)使用．</

59、p><p>　　非離子型極性捕收劑的分子不解離，如含硫酯類，非極性捕收劑為烴油（中性油），如煤油、柴油等。</p><p><b>　　(2)起泡劑</b></p><p>　　具有親水基團(tuán)和疏水基團(tuán)的表面活性分子，定向吸附于水一空氣界面，降低水溶液的表面張力，使充入水中的空氣易于彌散成氣泡和穩(wěn)定氣泡。起泡劑和捕收劑聯(lián)合在一起吸附于礦物顆粒表面，使

60、礦粒上浮。常用的起泡劑有：松樹油，俗稱二號(hào)油、酚酸混合脂肪醇，異構(gòu)己醇或辛醉、醚醉類以及各種酯類等．</p><p><b>　　(3)調(diào)整劑</b></p><p>　　調(diào)整劑可分為五類：(1) pH值調(diào)整劑。用它來調(diào)節(jié)礦漿的酸堿度，用以控制礦物表面特性、礦漿化學(xué)組成以及其他各種藥劑的作用條件，從而改善浮選效果。在氰化過程中也同樣要調(diào)節(jié)礦漿pH值的。常用的有石灰、碳

61、酸鈉、氫氧化鈉和硫酸等。在選金時(shí)，最常用的調(diào)節(jié)劑是石灰和硫酸。(2)活化劑。能增強(qiáng)礦物同捕收劑的作用能力，使難浮礦物受到活化而浮起。使用硫化鈉活化含金的鉛銅氧化礦，然后用黃藥等捕收劑浮選。(3)抑制劑．提高礦物的親水性和阻止礦物同捕收劑作用，使其可浮性受到抑制。如在優(yōu)先浮選過程中使用石灰抑制黃鐵礦，用硫酸鋅和氰化物抑制閃鋅礦，用水玻璃抑制硅酸鹽脈石礦物等、利用淀粉、拷膠（單寧）等有機(jī)物作抑制劑達(dá)到多金屬分離浮選的目的。</p>

62、;<p><b>　　(4)絮凝劑。</b></p><p>　　使礦物細(xì)顆粒聚集成大顆粒，以加快其在水中的沉降速度；利用選擇性絮凝進(jìn)行絮凝一脫泥及絮凝一浮選。常用的絮凝劑有聚丙烯酰胺和淀粉等。</p><p><b>　　(5)分散劑。</b></p><p>　　阻止細(xì)礦粒聚集，處于單體狀態(tài)，其作用與絮凝

63、劑恰恰相反，常用的有水玻璃、磷酸鹽等。</p><p>　　浮選劑的種類和用量隨礦石性質(zhì)和浮選條件及流程特點(diǎn)而各異，可用試驗(yàn)單位提供藥方（或稱藥劑制度），在生產(chǎn)實(shí)踐過程中也可根據(jù)上述各種條件的變化而加以改變。[6]</p><p>　　1.5.1.4浮選設(shè)備</p><p>　　浮選設(shè)備主要是浮選機(jī)以及為實(shí)現(xiàn)浮選工藝的其他設(shè)備。礦漿經(jīng)過攪拌充氣，在各種浮選劑的作用下

64、礦粒與氣泡粘附，氣泡上升、形成礦化泡沫層，被刮板刮出或溢出，這一系列浮選過程均是在浮選機(jī)中完成的。浮選機(jī)多由多槽串聯(lián)而成。</p><p>　　按攪拌和充氣的方式不同浮選機(jī)可分為5種：(1)機(jī)械攪拌式．有離心葉輪，也有的是星形轉(zhuǎn)子和棒形轉(zhuǎn)子等類型．?dāng)嚢杵髟诟∵x槽內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，驅(qū)使礦漿流動(dòng)，在葉輪腔內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓而吸入空氣。(2)充氣機(jī)械攪拌式。除機(jī)械攪拌外，再補(bǔ)充向浮選糟內(nèi)充入低壓空氣。(3)充氣式．靠壓入空氣進(jìn)行攪拌

65、并產(chǎn)生氣泡，如浮選柱和泡沫分離裝置等。(4)氣體析出式。用降低壓力法或先加壓后降至常壓的萬法，使礦漿中溶解的空氣析出，形成微泡．（5)壓力溶氣式。利用高壓將充入的空氣預(yù)溶于水，然后在常壓下在浮選槽內(nèi)析出，形成大量微泡。[7]</p><p>　　目前，在我國金選礦廠最常用的浮選機(jī)是國產(chǎn)的機(jī)械攪拌式浮選機(jī)。</p><p>　　1.5.2浮選工藝流程 </p><p>

66、;　　浮選工藝是較為成熟的選礦方法，廣泛用于有色金屬的分離選礦，常用鉛鋅礦選礦設(shè)備，褐鐵礦浮選設(shè)備，銅礦浮選設(shè)備.</p><p><b>　　浮選工藝流程如下：</b></p><p>　　礦漿的調(diào)整與浮選藥劑的加入　　其目的是要造成礦物表面性質(zhì)的差別，即改變礦物表面的潤濕性，調(diào)節(jié)礦物表面的選擇性，使有的礦物粒子能附著于氣飽，而有的則不能附著于氣泡?！《?、攪伴并

67、造成大量氣泡　　借助于浮選機(jī)的充氣攪拌作用，導(dǎo)致礦漿中空氣彌散而形成大量氣泡，或促使溶于礦漿中的空氣形成微飽析出。</p><p>　　三、氣泡的礦化礦粒向氣泡選擇性地附著，這是浮選過程中最基本的行為。</p><p>　　四、礦化泡沫層的形成與刮出    礦化氣泡由浮選槽下部上升到礦漿面形成礦化飽沫層，有用礦物富集到泡沫中，將其刮出而成為精礦(中礦)產(chǎn)

68、品。而非目的礦物則留在浮選槽內(nèi)，從而達(dá)到分選的目的。通常浮選作業(yè)浮起的礦物是有用礦物，這樣的浮選過程稱之為正浮選，反之，浮起的礦物為脈石，則稱之為反浮選(或稱逆浮選)。    浮選工藝是一個(gè)較復(fù)雜的礦石處理過程，其影響因素可分為不可調(diào)節(jié)因素(原礦性質(zhì)和生產(chǎn)用水的水質(zhì))和可調(diào)節(jié)因素(浮選流程、磨礦細(xì)度、礦漿濃度、礦漿酸堿度、浮選藥劑制度)。[8]</p><p>　　1.5.3煤的可

69、浮性 </p><p>　　煤是多環(huán)芳香族化合物，個(gè)基本單元和周圍側(cè)鏈及官能團(tuán)隨變質(zhì)過程不同有很大變化，因此，煤具有如下性質(zhì)：</p><p>　　組成不同，個(gè)組分實(shí)際無法分離，浮選好壞與個(gè)組分含量和性質(zhì)有很大關(guān)系；</p><p>　　煤的主體是多苯芳香族，芳香核的化學(xué)性質(zhì)不活潑，具有疏水性。因此，煤的主要表面是疏水的；</p><p>　

70、　在芳香核的碳網(wǎng)上，有數(shù)量不等的側(cè)鏈，在氧化過程中很容易生成含氧官能團(tuán)，是煤的某些部分具有親水性；</p><p>　　煤的結(jié)構(gòu)中還含有一定數(shù)量的礦物質(zhì)，多少礦物質(zhì)具有一定極性，因而使煤部分表面具有親水性；</p><p>　　煤表面的含氧官能團(tuán)和無機(jī)物質(zhì)使煤具有了一定的親水性，，但這些部位也有較高的化學(xué)活性，捕收劑中的某些雜極性分子可以吸附在這些活性部位，從而提高整個(gè)煤粒的疏水性；<

71、;/p><p>　　煤的變質(zhì)過程對(duì)煤的可浮性影響很大。通常，中等變質(zhì)程度的煤具有做好的可浮性。變質(zhì)過程高和變質(zhì)過程低的煤，其可浮性均有下降。變質(zhì)程度低時(shí)，含氧官能團(tuán)數(shù)量大，孔隙度達(dá)10%以上；變質(zhì)程度高時(shí)，親水的官能團(tuán)數(shù)量雖有所下降，但側(cè)鏈含量也減少，而且側(cè)鏈變短，使疏水程度降低，孔隙度也比中等變質(zhì)程度時(shí)也有所增加，因此，在這兩種情況下，可浮性均較差；</p><p>　　煤表面易氧化。煤氧化

72、后可浮性變差。煤表面是否存在官能團(tuán)是決定煤能否氧化的主要因素。煤在水中時(shí)氧化比在空氣中劇烈的多，所以煤的浸泡時(shí)間對(duì)煤的可浮性有很大影響。[9]</p><p>　　1.6選題背景及研究目的</p><p>　　1.6.1 選題背景</p><p>　　隨著中國鋼鐵工業(yè)的飛速發(fā)展,中國的焦化工業(yè)呈現(xiàn)高速增長趨勢(shì),2003年焦總產(chǎn)量約占世界焦炭總產(chǎn)量的46%,出口焦炭約

73、占世界貿(mào)易總量的56%,中國已成為世界焦炭生產(chǎn)、消費(fèi)及貿(mào)易第一大國。我國是一個(gè)富煤、貧油、缺天然氣的國家。煤炭在我國一次能源中所占的比例高達(dá)75%左右，預(yù)計(jì)到2020年煤炭仍將占一次能源的60%以上。雖然煤在一次能源中所占的比重逐漸下降，但由于能源消費(fèi)總量的增加，煤的需求量仍將以平均每年3.6%的速度增長，到2050年煤炭需求將達(dá)到30-40億噸。因此我國以煤為主的能源結(jié)構(gòu)在今后相當(dāng)長的時(shí)間不會(huì)發(fā)生大的變化。焦化工業(yè)是中國最大焦炭生產(chǎn)基

74、地山西省的支柱產(chǎn)生,山西省焦炭，產(chǎn)量約占全國總產(chǎn)量的40%,占世界的20%;山西焦炭出口量占全國焦炭總出口量的80%。焦化行業(yè)在為山西創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),也造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞。焦化行業(yè)廢水和廢氣排放量占到全省相應(yīng)排放總量的30%和40%以上,焦化工業(yè)成為山西環(huán)境污染最嚴(yán)重的行業(yè)之一。廢水在選煤中的應(yīng)用這一課題，既可以解決廢水的排放問題，又可以解決北方干旱地區(qū)缺水的問題，這一應(yīng)用具有非常重要的意義。實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù),走清潔生產(chǎn)道路,

75、是焦</p><p><b>　　1.6.2研究內(nèi)容</b></p><p>　　本試驗(yàn)的主要研究內(nèi)容如下:</p><p>　　(1)研究所采煤樣的性質(zhì)，如煤的工業(yè)分析，為浮選提供基礎(chǔ)依據(jù)。</p><p>　　(2) 焦化廢水處理方法的研究，對(duì)焦化廢水進(jìn)行檢測(cè)，以得到所用焦化廢水所含成分。</p>&l

76、t;p>　　(3)研究自來水選煤時(shí)煤的可浮性、浮選的最佳工藝條件的工藝效果?？疾熳詠硭x煤時(shí)不同劑量的捕收劑和起泡劑對(duì)煤浮選效果的影響，并探索出其用于浮選時(shí)的最佳藥劑制度，從而來提高選煤的效果。</p><p>　　(4) 研究焦化廢水選煤時(shí)煤的可浮性、浮選的最佳工藝條件的工藝效果?？疾旖够瘡U水選煤時(shí)不同劑量的捕收劑和起泡劑對(duì)煤浮選效果的影響，并探索出其用于浮選時(shí)的最佳藥劑制度，從而來提高選煤的效果。<

77、;/p><p>　　(5)在浮選機(jī)中，研究分別使用自來水和焦化廢水的選煤效果。為判斷是否可以將焦化廢水應(yīng)用到選煤中提供依據(jù)。</p><p><b>　　第二章 試驗(yàn)與分析</b></p><p><b>　　2.1 試驗(yàn)流程</b></p><p>　　本實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容包括：1、煤樣的準(zhǔn)備與計(jì)算，同時(shí)分析

78、煤樣性質(zhì)。2、入料浮選時(shí)，考察不同劑量捕收劑、不同劑量起泡劑等對(duì)浮選效果的影響。3、浮選的精煤與尾煤的分析，計(jì)算各自產(chǎn)率，化驗(yàn)灰分。</p><p>　　本試驗(yàn)的操作流程如下圖所示：</p><p>　　→ → </p><p>　　→ →→ → </p>

79、<p><b>　　→稱重、測(cè)灰</b></p><p><b>　　→ { </b></p><p><b>　　→稱重、測(cè)灰</b></p><p>　　圖2.1 試驗(yàn)流程</p><p>　　2.2 試驗(yàn)所用儀器設(shè)備</p><p

80、>　　本試驗(yàn)所用到的儀器設(shè)備情況由表2.1列出：</p><p>　　表2.1 試驗(yàn)所用儀器設(shè)備</p><p>　　另外，用到的儀器還有：秒表、注射器器（容量5 ml，分度值0.2 ml）、臺(tái)秤、燒杯（500ml)、不銹鋼盆若干、塑料桶、洗瓶、洗耳球等。</p><p>　　2.3試驗(yàn)所用浮選藥劑</p><p>　　浮選藥劑是實(shí)現(xiàn)

81、和調(diào)節(jié)煤浮選過程的重要因素。根據(jù)浮選藥劑的基本作用 ，浮選藥劑可分為捕收劑、起泡劑。捕收劑作用于礦物-水界面，主要是降低煤粒表面的水化作用，從而改善煤粒向氣泡的附著能力。起泡劑富集在水-氣界面，促使空氣在礦漿中彌散成小氣泡，防止氣泡兼并，并提高氣泡在礦化和上浮過程中的穩(wěn)定性，保證礦化氣泡上浮后形成泡沫層刮出。</p><p>　　本浮選試驗(yàn)所選用的捕收劑為柴油起泡劑為仲辛醇，藥劑用量的確定以現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的用量為依據(jù)，

82、具體介紹如表2.2所示：</p><p>　　表2.2 試驗(yàn)所用化學(xué)試劑 </p><p>　　對(duì)選煤來說，非極性烴類捕收劑是最重要的捕收劑，特別是煤油、柴油、改性柴油等，占藥劑用量的80%-90%。本浮選試驗(yàn)所用浮選捕收劑柴油是目前最廣泛使用的非極性烴類捕收劑，柴油的用量通常為1-3kg/（t煤泥），個(gè)別可達(dá)4kg/（t煤泥）以上，并與煤泥浮選活性劑和起泡劑用量有關(guān)。其組成波動(dòng)比煤油大

83、，尤其芳烴含量，故其成分不如沒有穩(wěn)定。此外因芳烴含量高，所以浮選活性較煤油高，但選擇性不如煤油。</p><p>　　起泡劑仲辛醇是在我國選煤廠廣泛應(yīng)用的起泡劑，起泡性較雜醇強(qiáng)，其用量一般為100g/（t煤泥）。[10]</p><p><b>　　2.4浮選試驗(yàn)方法</b></p><p>　　1、調(diào)試浮選機(jī)，使轉(zhuǎn)速、充氣量達(dá)到規(guī)定值。<

84、;/p><p>　　2、稱量計(jì)算好的煤樣，試驗(yàn)煤樣量按式（2.1）計(jì)算：</p><p><b>　　(2.1)</b></p><p>　　式中：W1——試驗(yàn)煤樣量，g；</p><p>　　W2——煤樣濃度，%；</p><p>　　d ——水的密度，g/ml；</p><p&

85、gt;　　V ——浮選機(jī)體積，ml。</p><p>　　3、用取樣器抽取藥劑，加入藥劑的體積按式(2.2)計(jì)算：</p><p><b>　　(2.2)</b></p><p>　　式中：V——加入藥劑的體積數(shù)，ml；</p><p>　　W1——試驗(yàn)煤樣量，g；</p><p>　　m——藥劑

86、單位消耗量，g/t；</p><p>　　d1——藥劑密度，仲辛醇為0.822g/cm3。</p><p>　　4、向浮選機(jī)內(nèi)先加入約1000ml容積的水,關(guān)閉進(jìn)氣閥門，開動(dòng)浮選機(jī)，徐徐加入稱好的干煤樣，攪拌至煤全部潤濕后，再加入清水，使礦漿液面達(dá)到規(guī)定標(biāo)線，礦漿凈體積約為1.0L，開動(dòng)計(jì)時(shí)器。</p><p>　　5、預(yù)攪拌五分鐘后，向礦漿液面下加入預(yù)先量好體積的

87、捕收劑。調(diào)漿攪拌5分鐘后，再向礦漿液面下加入預(yù)先量好體積的起泡劑。</p><p>　　6、2分鐘后，打開進(jìn)氣閥門，同時(shí)以30次/分的速度，沿浮選槽整個(gè)泡沫生成面，按一定的刮泡深度刮泡5分鐘，泡沫產(chǎn)品集中于一個(gè)器皿中。浮選過程中控制補(bǔ)水速度，使整個(gè)刮泡期間礦漿液面保持恒定。刮泡階段后期，用洗瓶將粘在浮選槽壁上的顆粒清洗至礦漿中。</p><p>　　7、3分鐘后停止補(bǔ)水，關(guān)閉浮選機(jī)及進(jìn)氣閥

88、門，把尾煤排放至專門容器內(nèi)，粘在浮選槽壁上的顆粒要清洗至尾煤容器中，粘在刮板及浮選槽唇邊的顆粒應(yīng)清洗至精煤產(chǎn)品中。向浮選槽加入清水，并開動(dòng)浮選機(jī)攪拌清洗直至浮選槽干凈為止。</p><p>　　8、各道浮選工序操作時(shí)間要嚴(yán)格按照上述規(guī)定執(zhí)行，誤差不超過兩秒。</p><p>　　2.5浮選試驗(yàn)選擇藥劑制度的試驗(yàn)條件</p><p>　　浮選試驗(yàn)所用主要儀器為XFD型

89、單槽浮選機(jī)、馬弗爐、天平、烘箱等，pH值為6.85，溫度為室溫20℃。</p><p>　　以起泡劑為用量標(biāo)準(zhǔn)，分別按320 kg/（t煤泥）、200kg/（t煤泥）、80kg/（t煤泥）進(jìn)行三組試驗(yàn)，并每組試驗(yàn)以油比10、8、6進(jìn)行變量研究，由式2.2進(jìn)行計(jì)算得起泡劑分別為0.04ml 、0.25ml、0.01ml。</p><p>　　水為自來水，浮選試驗(yàn)分別在以下幾組藥劑條件下進(jìn)行：

90、</p><p>　　(1) 起泡劑為 0.04ml時(shí)，在捕收劑分別為0.4ml、0.32ml、0.24ml的條件下進(jìn)行試驗(yàn)；</p><p>　　(2) 起泡劑為 0.25ml時(shí)，在捕收劑分別為0.25ml、0.20ml、0.15ml的條件下進(jìn)行試驗(yàn)；</p><p>　　(3) 起泡劑為 0.01ml時(shí)，在捕收劑分別為0.1ml、0.08ml、0.06ml的條件

91、下進(jìn)行試驗(yàn)；</p><p>　　水為焦化廢水，浮選試驗(yàn)分別在以下幾組藥劑條件下進(jìn)行：</p><p>　　(1) 起泡劑為 0.04ml時(shí)，在捕收劑分別為0.4ml、0.32ml、0.24ml的條件下進(jìn)行試驗(yàn)；</p><p>　　(2) 起泡劑為 0.25ml時(shí)，在捕收劑分別為0.25ml、0.20ml、0.15ml的條件下進(jìn)行試驗(yàn)；</p>&l

92、t;p>　　(3) 起泡劑為 0.01ml時(shí)，在捕收劑分別為0.1ml、0.08ml、0.06ml的條件下進(jìn)行試驗(yàn)。[11]</p><p>　　第三章 自來水、焦化廢水選煤效果的的考察</p><p><b>　　3.1煤樣分析</b></p><p>　　試驗(yàn)用煤樣為內(nèi)蒙古盤子棋選煤廠的浮選入料，粒度范圍為0.5 mm -0mm，煤樣

93、的工業(yè)分析果如下：</p><p>　　煤的工業(yè)分析也叫技術(shù)分析或?qū)嵱梅治?包括煤中水分、灰分和揮發(fā)分的測(cè)定及固定碳的計(jì)算。煤的工業(yè)分析是了解煤質(zhì)特性的主要指標(biāo)，也是評(píng)價(jià)煤質(zhì)的基本依據(jù)，根據(jù)工業(yè)分析的各項(xiàng)測(cè)定結(jié)果可初步判斷煤的性質(zhì)、種類和各種煤的加工利用效果及其工業(yè)用途。對(duì)本試驗(yàn)中所用的煤樣的工業(yè)分析如表3.1：</p><p>　　表3.1 煤樣工業(yè)分析結(jié)果表</p>

94、<p>　　3.2焦化廢水性質(zhì)分析</p><p><b>　　3.2.1水樣處理</b></p><p>　　焦化廢水的水樣采自于焦化廠供排水車間生化出水，分析化驗(yàn)結(jié)果見表3.2。</p><p>　　表3.2 廢水水質(zhì)監(jiān)測(cè)報(bào)告表 </p><p>　　采用液-液萃取的方法對(duì)所采水樣進(jìn)行處理，萃取劑為石油醚

95、和CH2Cl2。在液-液萃取過程中產(chǎn)生乳化現(xiàn)象，這是由于焦化廢水中含有大量表面活性物質(zhì)，我們加入少量食鹽（NaCl），最后用無水硫酸鈉干燥，使水油進(jìn)一步分離，保存樣品供測(cè)定。處理流程見圖3.1。[11]</p><p>　　圖3.1 水樣液-液萃取程序圖</p><p>　　3.2.2 焦化廢水的色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析</p><p><b>　?。?）分析

96、過程</b></p><p><b>　　a試驗(yàn)儀器和條件</b></p><p>　　試驗(yàn)儀器：美國惠普公司Hp5972GC-MS</p><p>　　色譜柱：30m×0.2mm×0.3μm</p><p><b>　　固定液：SE-54</b></p>

97、<p>　　柱溫程序：70℃恒溫1min，以5℃/ min升溫到210℃，然后再以10℃/ min升溫到280℃</p><p>　　汽化室溫度：300℃</p><p>　　檢測(cè)室溫度：280℃</p><p>　　電子轟擊源：70ev，溫度為140℃</p><p>　　質(zhì)量掃描范圍：10-450質(zhì)量單位</p>

98、<p><b>　　b試劑</b></p><p>　　石油醚、CH2Cl2、無水硫酸鈉、NaCl、蒸餾水、硫酸。</p><p><b>　　(2) 分析結(jié)果</b></p><p>　　樣品中有機(jī)物的定性是按譜庫檢索報(bào)告并參照質(zhì)譜解析和有關(guān)文獻(xiàn)綜合加以判斷。</p><p>　　a

99、 石油醚萃取焦化廢水分析結(jié)果</p><p>　　石油醚萃取物中共檢測(cè)出64種有機(jī)污染物，把它們進(jìn)行分類，結(jié)果見表3.3，譜圖見圖3.2、圖3.3、圖3.4。</p><p>　　表3.3 石油醚萃取焦化廢水結(jié)果表</p><p>　　說明：共萃取出64種有機(jī)物歸納為以上八類，詳見譜圖</p><p>　　圖3.2 石油醚萃取廢水譜圖<

100、;/p><p>　　圖3.3 石油醚萃取廢水譜圖</p><p>　　圖3.4 石油醚萃取廢水譜圖</p><p>　　b CH2Cl2萃取焦化廢水分析結(jié)果</p><p>　　CH2Cl2萃取物中共檢測(cè)出35種有機(jī)污染物,結(jié)果見表3.4，譜圖見圖3.5、圖3.6。</p><p>　　圖3.5 CH2Cl2萃取廢水譜圖

101、</p><p>　　表3.4 CH2Cl2萃取焦化廢水結(jié)果表</p><p>　　說明：共萃取出35種有機(jī)物歸納為以上十類，詳見譜圖</p><p>　　圖3.6 CH2Cl2萃取廢水譜圖</p><p><b>　　3.3試驗(yàn)過程</b></p><p><b>　　3.3.1浮選

102、試驗(yàn)</b></p><p>　　1、調(diào)試浮選機(jī)，使轉(zhuǎn)速、充氣量達(dá)到規(guī)定值。</p><p>　　2、向浮選機(jī)內(nèi)先加入約1000ml容積的水,關(guān)閉進(jìn)氣閥門，開動(dòng)浮選機(jī)，徐徐加入稱好的干煤樣100g，攪拌至煤全部潤濕后，再加入自來水或焦化廢水，使礦漿液面達(dá)到規(guī)定標(biāo)線，礦漿凈體積約為1.0L，開動(dòng)計(jì)時(shí)器。</p><p>　　5、預(yù)攪拌5分鐘后，向礦漿液面下

103、加入預(yù)先量好體積的捕收劑。調(diào)漿攪拌5分鐘后，再向礦漿液面下加入預(yù)先量好體積的起泡劑。</p><p>　　6、2分鐘后，打開進(jìn)氣閥門，同時(shí)以30次/分的速度，沿浮選槽整個(gè)泡沫生成面，按一定的刮泡深度刮泡5分鐘，泡沫產(chǎn)品集中于一個(gè)器皿中。浮選過程中控制補(bǔ)水速度，使整個(gè)刮泡期間礦漿液面保持恒定。刮泡階段后期，用洗瓶將粘在浮選槽壁上的顆粒清洗至礦漿中。</p><p>　　7、3分鐘后停止補(bǔ)水，

104、關(guān)閉浮選機(jī)及進(jìn)氣閥門，把尾煤排放至專門容器內(nèi)，粘在浮選槽壁上的顆粒要清洗至尾煤容器中，粘在刮板及浮選槽唇邊的顆粒應(yīng)清洗至精煤產(chǎn)品中。向浮選槽加入清水，并開動(dòng)浮選機(jī)攪拌清洗直至浮選槽干凈為止。</p><p>　　8、各道浮選工序操作時(shí)間要嚴(yán)格按照上述規(guī)定執(zhí)行，誤差不超過兩秒。</p><p>　　9、精煤和尾煤分別脫水，置于不超過50℃的恒溫干燥箱中進(jìn)行干燥，冷卻至空氣干燥狀態(tài)后稱重。&l

105、t;/p><p><b>　　3.3.2測(cè)定灰分</b></p><p>　　灰分是指在規(guī)定條件下，灼燒后剩下的不燃燒物質(zhì)。煤灰是燃煤鍋爐燃燒后形成的粉末，主要成分Si02、Al2O3、Fe3O4、FeO、還有少量的CaO、MgO等，煤灰成分是動(dòng)力用煤的重要特性指標(biāo)。</p><p>　　本試驗(yàn)按下列步驟測(cè)定灰分：</p><p

106、>　　1．在天平上稱重，標(biāo)記下坩堝重量，并稱1g煤樣于灰皿中鋪平；</p><p>　　2．將灰皿入馬弗爐內(nèi)，然后關(guān)上爐門，留門縫約15mm；</p><p>　　3．將馬弗爐升溫至500０Ｃ（不少于30min），并保持30min；</p><p>　　3．升溫至815０Ｃ，此溫度下持續(xù)燒煤1小時(shí)；</p><p>　　4．取出灰皿放在

107、干燥器中，冷卻5min；</p><p>　　5．用天平稱重，并計(jì)算灰分：</p><p>　　灰分% = （烘烤后的重量-坩堝重量）÷1.0000g×100% 。</p><p>　　3.4試驗(yàn)結(jié)果處理與分析</p><p>　　3.4.1自來水浮選數(shù)據(jù)處理與分析</p><p>　　用自來水對(duì)煤

108、進(jìn)行浮選,以上述過程進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)浮選的精煤尾煤分別進(jìn)行產(chǎn)率計(jì)算和測(cè)灰，結(jié)果記錄如表3.5所示。</p><p>　　表3.5 自來水浮選試驗(yàn)結(jié)果</p><p>　　把以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用折線圖進(jìn)行整理可利于我們分析用自來水選煤時(shí)精煤產(chǎn)率和分隨藥劑變化關(guān)系，精煤產(chǎn)率、精煤灰分、尾煤灰分隨藥劑用量變化的關(guān)系圖分別如圖3.7、圖3.8和圖3.9所示。</p><p>　　圖3

109、.7精煤產(chǎn)率隨藥劑量變化的關(guān)系圖</p><p>　　圖3.8精煤灰分隨藥劑量變化的關(guān)系圖</p><p>　　圖3.9尾煤灰分隨藥劑量變化的關(guān)系圖</p><p>　　由圖3.7的三條曲線相比可得，總體上起泡劑為0.01ml精煤產(chǎn)率最高，起泡劑為0.025ml時(shí)選煤效果其次，起泡劑為0.04ml時(shí)選煤效果最差。由圖3.9可以看出自來水選煤時(shí)起泡劑為0.01ml時(shí)尾

110、煤灰分最高，0.025ml時(shí)其次，0.01ml時(shí)尾煤灰分最低。所以可知，起泡劑用量為0.01ml對(duì)浮選最有促進(jìn)作用，這是因?yàn)檫x煤起泡劑用量過大會(huì)降低起泡能力，所以自來水選煤起泡劑用量不宜過大。</p><p>　　由圖3.7分析可知用自來水進(jìn)行選煤，當(dāng)起泡劑為0.01ml時(shí)精煤產(chǎn)率隨油比的增大先上升后下降，在油比為8時(shí)精煤產(chǎn)率最高。由圖3.9分析可知用自來水進(jìn)行選煤，當(dāng)起泡劑為0.01ml時(shí)精煤尾煤灰分隨油比的增

111、大先上升后下降，在油比為8時(shí)尾煤灰分最高。實(shí)踐表明油比為8時(shí)選煤效果最好，這是應(yīng)該因?yàn)椴裼陀昧窟^大時(shí)有顯著的消泡作用。</p><p>　　使用自來水的選煤試驗(yàn)，其最佳藥劑制度為100g/L礦漿濃度條件下1L礦漿起泡劑0.01ml捕收劑為0.08ml。焦化廢水選煤試驗(yàn)中，其最佳藥劑制度為100g/L礦漿濃度條件下1L礦漿0.04ml的起泡劑和0.40ml的捕收劑</p><p>　　3.4

112、.2焦化廢水浮選數(shù)據(jù)處理與分析</p><p>　　用焦化廢水水對(duì)煤進(jìn)行浮選,以上述過程進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)浮選的精煤尾煤分別進(jìn)行產(chǎn)率計(jì)算和測(cè)灰，結(jié)果記錄如表3.6所示。</p><p>　　表3.6 焦化廢水浮選試驗(yàn)結(jié)果</p><p>　　把以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用折線圖進(jìn)行整理可利于我們分析用焦化廢水選煤時(shí)精煤產(chǎn)率和尾煤灰分隨藥劑變化關(guān)系，精煤產(chǎn)率、尾煤灰分隨藥劑用量變化的關(guān)