【正文】 使用自來(lái)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 捕收劑為 。 試驗(yàn)結(jié)果 處理 與分析 自來(lái)水浮選數(shù)據(jù) 處理 與分析 用自來(lái)水對(duì) 煤進(jìn)行浮選 ,以上述過(guò)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 所示。 3 分鐘后停止補(bǔ)水，關(guān)閉浮選機(jī)及進(jìn)氣 閥門(mén)，把尾煤排放至專門(mén)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。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)論文 24 表 石油醚萃取焦化廢水結(jié)果表 序號(hào) 物質(zhì)類別 質(zhì)量百分比 ,% 濃度 ,mg/L 1 羧酸及衍生物（脂類）類 2 砒啶類 3 含氮化合物（胺類）類 4 苯及衍生物類 5 環(huán)烴類 6 喹啉類 7 含硫化合物（磺酸）類 8 酮類 合 計(jì) 說(shuō)明：共萃取出 64 種有機(jī)物歸納為以上八類，詳見(jiàn)譜圖 圖 石油醚萃取廢水譜圖 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)論文 25 圖 石油醚萃取廢水譜圖 圖 石油醚萃取 廢水譜圖 b CH2Cl2 萃取焦化廢水分析結(jié)果 CH2Cl2 萃取物中共檢測(cè)出 35 種有機(jī)污染物 ,結(jié)果見(jiàn)表 ，譜圖見(jiàn)圖 、圖 。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。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。 [10] 浮選試驗(yàn)方法 調(diào)試浮選機(jī)，使轉(zhuǎn)速、充氣量達(dá)到規(guī)定值。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。考察 焦化內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)論文 14 廢水選煤時(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(lái) 提高 選煤的 效果。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。 [9] 選題背景及研究目的 選題背景 隨著中國(guó)鋼鐵工業(yè)的飛速發(fā)展 ,中國(guó)的焦化工業(yè)呈現(xiàn)高速增 長(zhǎng) 趨勢(shì) ,2022 年焦總產(chǎn)量約占世界焦炭總產(chǎn)量的 46%,出口焦炭約占世 界 貿(mào)易總量的 56%,中國(guó)已成為世界焦炭生產(chǎn)、消費(fèi)及貿(mào)易第一大國(guó)。 [8] 煤的可浮性 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(guò)程不同有很大變化，因此，煤具有如下性質(zhì)： 組成不同，個(gè)組分實(shí)際無(wú)法分離，浮選好壞與個(gè)組分含量和性質(zhì)有很大關(guān)系； 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。 [7] 目前，在我國(guó)金選礦廠最常用的浮選機(jī)是國(guó)產(chǎn)的機(jī)械攪拌式浮選機(jī)。浮選機(jī)多由多槽串聯(lián)而成。 (4)絮凝劑。在氰化過(guò)程中也同樣要調(diào)節(jié)礦漿 pH 值的。 OCH2 浮選劑 浮選時(shí)使用各種藥劑來(lái)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。 這是目前常用于黃金浮選的一種方法。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。由于世界范圍內(nèi)幾乎有 20 億 t 礦石是經(jīng)過(guò)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。 1980 年 ,消耗了38 18 世紀(jì)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。微孔濾膜類似 于機(jī)械過(guò)濾，水中的微粒和細(xì)菌等雜質(zhì)幾乎全部被截留，僅有少量雜質(zhì)滲入到膜孔，大量的雜質(zhì)堆積于膜表面。其特點(diǎn)：一是孔徑較均勻，過(guò)濾精度高。 膜分離的分類 (1)電滲析 在外加直流電場(chǎng)作用下，水中的陰、陽(yáng)離子作定向遷移，利用離子交換膜的選擇透過(guò)性，從而使水中的離子與水分離的物理化學(xué)過(guò)程稱為電滲析。 (6)曝氣生物濾池 曝氣生物濾池是由浸沒(méi)式接觸氧化與過(guò)濾相結(jié)合的生物處理工藝。盤(pán)片約有一半浸沒(méi)在 污水水面下，盤(pán)片在水平軸的帶動(dòng)下緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)。 生物膜法的主要特點(diǎn) 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(jiàn)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(zhǎng)，傳質(zhì)條件好，有利于有機(jī)物的降解；工藝過(guò)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。 A 段為生物吸附段， B 段為生物降解段。 階段曝氣活性污泥法 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(zhǎng)的多點(diǎn)進(jìn)水。 焦化廢水處理工藝的發(fā)展歷程 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。 (2)對(duì)人體的毒害作用。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。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%的速度增長(zhǎng)，到 2050 年煤炭需求將達(dá)到 3040 億噸。山西焦炭出口量占全國(guó)焦炭總出口量的 80%。 試驗(yàn)結(jié)果表明與自來(lái)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，可將焦化廢水用于選煤生產(chǎn)。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，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。s total output of coke, export coke about 56% of the total of world39。 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)。深入研究 浮選 過(guò)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。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。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。 活性污泥法 傳統(tǒng)活性污泥法 待處理的污水與來(lái)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。它的運(yùn)行工況點(diǎn)位于活性污泥的增長(zhǎng)曲線的某一點(diǎn)上。 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；四是氧化溝工藝流程簡(jiǎn)捷；五是處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)好。延長(zhǎng)了污水、生物膜和空氣接觸的時(shí)間，處理能力相對(duì)較高。同時(shí)通過(guò)盤(pán)片的攪動(dòng)，也可把空氣中的氧帶入反應(yīng)槽中。將生物處理過(guò)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，杜絕了廢水因內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)論文 7 排放不達(dá)標(biāo)所造成的污染糾紛問(wèn)題。 (3)超濾 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。它是由高分子聚合物制成的均勻連續(xù)體，無(wú)碎屑、纖維等雜質(zhì)脫落。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。 2 萬(wàn) t 浮選藥劑和 65 7 萬(wàn) t 藥 劑 ,生產(chǎn)出 2660 萬(wàn) t 磷精礦。大多數(shù)選礦和冶金基礎(chǔ)研究帶有事后檢查研究性質(zhì) ,或者如弗萊明和凱徹內(nèi)爾精辟的描述 ,它是一門(mén)“追蹤科學(xué)”。 浮選基本原理 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。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。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。起泡劑和捕收劑聯(lián)合在一起吸附于礦物顆粒表面，使礦粒上浮。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。 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(guò)程中也可根據(jù)上述各種條件的變化而加以改變。 (4)氣體析出式。而非目的礦物則留在浮選槽內(nèi)，從而達(dá)到分選的目的。煤氧化后可浮性變差。 焦化工業(yè)是中國(guó)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(guó)總產(chǎn)量的 40%,占世界的 20%。 (3)研究自來(lái)水選煤時(shí)煤 的可浮性、浮選的最佳工藝條件的工藝效果。 浮選的精煤 與尾煤的分析，計(jì)算各自產(chǎn)率，化驗(yàn)灰分。其組成波動(dòng)比煤油大，尤其芳烴含量，故其成分不如沒(méi)有穩(wěn)定。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。 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 6 進(jìn)行變量研究，由式 進(jìn)行計(jì)算得起泡劑內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)論文 19 分別為 、 、 。 [11] 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)論文 22 圖 水樣液 液萃取程序圖 400ml 水樣 32g NaCl 濃縮 萃?。ㄊ兔?、 CH2Cl2） 水相 有機(jī)相 PH＜ 2（ 3M H2SO4） 干燥（無(wú)水 Na2SO4） GC/MS 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)論文 23 焦化廢水的色譜 質(zhì)譜聯(lián)用分析 （ 1）分析過(guò)程 a 試驗(yàn)儀器和條件 試驗(yàn)儀器：美國(guó)惠普公司 Hp5972GCMS 色譜柱： 30m 固定液： SE54 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℃ 汽化室溫度： 300℃ 檢測(cè)室溫度： 280℃ 電子轟擊源： 70ev，溫度為 140℃ 質(zhì)量掃描范圍 ： 10450 質(zhì)量單位 b 試劑 石油醚、 CH2Cl無(wú)水硫酸鈉、 NaCl、蒸餾水、硫酸。 2 分鐘后，打開(kāi)進(jìn)氣閥門(mén)，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。煤灰是燃煤鍋爐燃燒后形成的粉末，主要成分 Si0 Al2O Fe3O 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)。 由圖 分析可知用自來(lái)水進(jìn)行選煤，當(dāng)起泡劑為 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。 020406080100油比：6 油比：8 油比：1 0精煤產(chǎn)率（%）起泡劑：0 . 0 1 0 m l起泡劑：0 . 0 2 5 m l起泡劑：0 . 0 4 0 m l 圖 精煤產(chǎn)率隨藥劑量變化的關(guān)系圖 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)論文 33 0510152025油比：6 油比：8 油比：1 0精煤灰分(%)起泡劑：0 . 0 1 0 m l起泡劑：0 . 0 2 5 m l起泡劑：0 . 0 4 0 m l 圖 精煤灰分 隨藥劑量變化的關(guān)系圖 010203040506070油比：6 油比：8 油比：1 0尾煤灰分(%)起泡劑：0 . 0 1 0 m l起泡劑：0 . 0 2 5 m l起泡劑：0 . 0 4 0 m l 圖 尾煤灰分隨藥劑量變化的關(guān)系圖 由圖 三條曲線相比可得， 焦化廢水選煤時(shí) 總體上起泡劑為 精煤產(chǎn)率最高， 圖 中起泡劑為 時(shí)的尾煤灰分也最高， 所 以 應(yīng)用焦化廢水選煤時(shí) 起泡劑用量 較 大 時(shí) ， 會(huì)產(chǎn)生更好的 起泡能力 和浮選效果 。由圖 可以看出自來(lái)內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)論文 31 水選煤時(shí)起泡劑為 時(shí)尾煤灰分最高， 時(shí)其次， 時(shí)尾煤灰分最低。 精煤和尾煤分別脫水，置于不超過(guò) 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。 預(yù)攪拌 5 分鐘后，向礦漿液面下加入預(yù)先量好體積的捕收劑。在液 液萃取過(guò)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(wú)水硫酸鈉干燥，使水油進(jìn)一步分離，保存樣品供測(cè)定。 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(guò)兩秒。 向浮選機(jī)內(nèi)先加入約 1000ml 容積的水 ,關(guān)閉進(jìn)氣閥門(mén)，開(kāi)動(dòng)浮選機(jī)，徐徐加入稱好的干煤樣，攪拌至煤全部潤(rùn)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 ，開(kāi)動(dòng)計(jì)時(shí)器。 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)，具體介紹 如表 所示： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)論文 17 表 試驗(yàn)所用化學(xué)試劑 名稱 柴油 仲辛醇 用途 浮選捕收劑 浮選起泡劑 種類 非極性烴類油捕收劑 工業(yè)副產(chǎn)品起泡劑 采集 地 內(nèi)蒙古包頭市 內(nèi)蒙古包頭市 備注 密度為： ： 對(duì)選煤來(lái)說(shuō)，非極性烴