煤泥水处理复习

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：固体重量百分数（百分浓度）、液固比R p（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、固体煤泥质量计算
T——煤泥水中固体煤泥质量，ｇ；
W——煤泥水中水的质量，ｇ；
Q——煤泥水总质量，ｇ，Q＝T+W
（2）用煤泥的密度和煤泥水的密度计算
δ——煤泥的密度，实验室预先测出，g/cm3 ；
δn——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。

Δ=1时
Δ——煤泥水中液体密度。

3）. 固液比R B（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。

Δ=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）. 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ｇ。

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Δ，用下式计算：
Δ——1 L煤泥水的质量,ｇ；
δ——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。

①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。

②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。

③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，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）
①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。

②一次沉降试验求算法：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H—t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）
①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。

②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。

③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）。

④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，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。

第四章煤泥水的絮凝和凝聚
1、了解胶体微细颗粒稳定性理论（DLVO理论）（P97，胶体稳定性受各种力的作用）
2、高分子絮凝剂（P102）
分类：无机高分子絮凝剂和有机高分子絮凝剂；有机高分子絮凝剂分天然型、合成型。

复习重点：聚丙烯酰胺
3、絮凝剂的使用（P113，如何将絮凝剂（聚丙烯酰胺）使用好？可能是最后讨论题）
1）絮凝剂用量的影响因素即选择
2）影响絮凝剂使用效果的因素
①煤泥水硬度的影响；②煤泥水pH值得影响；③煤泥固体成分对絮凝效果的影响；④煤泥水温度对絮凝效果的影响
3）无机电解质凝聚剂和高分子絮凝剂联合使用
4）絮凝剂的配置、贮存和使用
第五章煤泥脱水及回收设备
1、选煤厂对煤或煤泥脱水的目的（P126）：
①降低煤炭产品的水分，满足用户和运输对产品水分的要求；
②脱除的水复用可节约用水；
③煤泥回收，洗水闭路，避免污染环境。

2、水在煤中的赋存状态（P126）：
①化合水分（结晶水）：指水分和煤中物质按一定的数量（重量）比值直接化合，成为新物质的一个组成部分；
②结合水分（吸附水分）：是固体物料和液体水接触时，二相界面由于其物理化学性质与固体内部结构不同，位于液体或固体表面的具有表面自由能的分子吸引邻相中的分子，使水分子或气体分子在固体表面吸附，吸附了水分子后即在固体表面形成水化膜，厚度为一个或几个水分子；③毛细管水分：松散物料的颗粒与颗粒之间有许多孔隙，当孔隙很小时将引起毛细管现象，水分保留在这些孔隙里；
④自由水（重力水）：自由存在于各种大孔隙中，其运动受重力场控制，是最易被脱除的水。

3、物料性质和脱水效果的关系（P128）
①物料的粒度决定了物料的孔隙度、毛细管和比表面积，因而影响含水量的多少和脱水的难易；
②物粒本身的表面特性如表面孔隙度和表面润湿性决定了物料含水量大小和水分脱除的难易程度；
③密度越大的物料在相同重量时比表面积越小，因此水分含量也越低；
④细泥物质亲水，其充填于物料孔隙间或吸附于颗粒表面，增加了毛细管作用力、比表面积和吸水强度，使物料脱水困难；
⑤脱水方法不同，颗粒表面剩余水分也不同。

4、水分脱除方法（P128）
①重力脱水②机械脱水③干燥脱水④其他方法：如电化学方法
5、选煤厂常用脱水设备（P129，有哪几大类，每类有哪些及工作过程）
⑴脱水筛：固定筛、摇动筛，直线振动筛，共振筛
⑵离心脱水设备：按脱水原理：过滤式、沉降式、沉降过滤式离心脱水机
⑶真空过滤机：圆盘、折带、水平带式过滤机
⑷加压过滤设备：箱式压滤机、带式挤压机、连续加压过滤机
⑸重力浓缩脱水设备：煤泥沉淀池、深锥浓缩机、耙式浓缩机、沉淀塔、角锥池和斗子捞坑
6、压力脱水及其设备（P160，为什么压滤设备作为选煤厂细粒级脱水的把关设备？工作过程）
7、带式挤压脱水和连续加压过滤脱水设备（P166，“了解”）
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。

2、系统流程图只考水利分级部分（P174~175，图6-2、6-
3、6-4）
3、煤泥水处理的原则流程有哪些？
⑴预浓缩煤泥水流程（P182）；⑵用浓缩机溢作浮选稀释用水的煤泥水流程（P183）；⑶部分浓缩、部分直接浮选的煤泥水流程（P184）；⑷直流式煤泥水流程（P184）；⑸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，也有作为煤泥水处理方法之一而讨论的。