【正文】 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%。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)論文 15 第二章 試驗(yàn)與分析 試驗(yàn)流程 本實(shí)驗(yàn)的 內(nèi)容包括： 煤樣的 準(zhǔn)備與計(jì)算 ，同時(shí)分析煤樣性質(zhì)。 研究?jī)?nèi)容 本試驗(yàn)的 主要研究?jī)?nèi)容如下 : (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)。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。變質(zhì)過(guò)程高和變質(zhì)過(guò)程低的煤，其可浮性均有下降。 三、氣泡的礦化 礦粒向氣泡選擇性地附著，這是浮選過(guò)程中最基本的行為。除機(jī)械攪拌外，再補(bǔ)充向浮選糟內(nèi)充入低壓空氣。 (5)分散劑。 (2)活化劑。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． 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。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。常用的有用絮凝劑使細(xì)粒金或含金礦物絮凝成較大顆粒，脫出脈石細(xì)泥后再浮去粗粒脈石，這是絮凝 — 浮選。 解放前中國(guó)有幾座黃金浮選廠和副產(chǎn)回收金銀的有色金屬浮選廠。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。處理量第二大的礦石是磷酸鹽礦石 ——— 1 1911 年在美國(guó)蒙大拿州的 Basin 建立了第一座浮選廠 Timber Butte 選廠。是利用礦物表面物理化學(xué)性質(zhì)的差異來(lái)選分礦石的一種方法。三是膜很薄，流道短，對(duì)流體的阻力小，因而過(guò)濾速度很快，吸附容量小。它需在高壓下運(yùn)行，需配備高壓泵和耐高壓的管路。 膜分離 廢水經(jīng)生物處理過(guò)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。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。 (2)高負(fù)荷生物濾池 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(lái)的，是通過(guò)限制進(jìn)水 BOD內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)論文 6 值和在運(yùn)行上進(jìn)行出水回流等技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。序批式活性污泥法的特點(diǎn)： 一是工藝流程簡(jiǎn)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％；二是處理效內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)論文 5 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。吸附再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。 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）。 (3)對(duì)農(nóng)業(yè)的危害。 焦化工業(yè)廢水的危害 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： (1)對(duì)水體和水生物的危害。 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都 有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。 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。s steel industry, China39。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)論文 I 摘 要 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(guó)已成為世界焦炭生產(chǎn)、消費(fèi)及貿(mào)易第一大國(guó)。 關(guān)鍵詞 ： 焦化廢水， 選煤廠， 浮選，浮選藥劑 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)論文 II ABSTRACT With the rapid development of China39。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。 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。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(guò)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]。低級(jí)酚還能引起皮膚過(guò)敏 ,長(zhǎng)期飲用含酚污水會(huì)引起頭內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)論文 3 暈、貧血以及各種神經(jīng)系統(tǒng)病癥。其中深度處理多采用混凝或活性炭吸附工藝。 吸附再生活性污泥法 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。 序批式活性污泥法 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、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。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(guò)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(guò)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(guò)固液分離后，排出凈化水。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。 (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(zhǎng)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。在濃溶液的一端施加壓力，使?jié)馊芤褐械乃ㄟ^(guò)膜進(jìn)入稀溶液的過(guò)程稱為反滲透?？紫堵士蛇_(dá) 70％～ 80％，孔的數(shù)目約為 1 107 個(gè) /cm2。 [5] 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)論文 8 煤的浮選工藝 浮選法 是選金生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的一種選礦法。 20 世紀(jì)初，泡沫浮選法應(yīng)用選別有色金屬和黃 金礦 ． 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。 05 億 t 的銅礦石中生 42 萬(wàn)精礦。通過(guò)添加適宜的浮選藥劑和 pH 調(diào)整劑來(lái)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。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。當(dāng)入選礦粒小于 l0um 時(shí)需要采用特殊的浮選法。 (1)捕收劑 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。烷基二硫代磷酸或其鹽類，如 (RO)2PSSH，式中 R 為烷基，俗稱黑藥． 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。在選金時(shí)，最常用的調(diào)節(jié)劑是石灰和硫酸。常用的絮凝劑有聚丙烯酰胺和淀粉等。 (2)充氣機(jī)械攪拌式。 二、攪伴并造成大量氣泡 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。通常，中等變質(zhì)程度的煤具有做好的可浮性。煤炭在我國(guó)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。 實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù) ,走清潔生產(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 。 為判斷是否可以將焦化廢水應(yīng)用到選煤中提供依據(jù)。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(guò)程中的穩(wěn)定性，保證礦化氣泡上浮后形成泡沫層刮出。 用取樣器抽取藥劑，加入藥劑的體積按式 ()計(jì)算： mdWV ?? 16110 () 式中： V—— 加入藥劑的體積數(shù)， ml； W1—— 試驗(yàn)煤樣量， g； m—— 藥劑單位消耗量， g/t； d1—— 藥劑密度，仲辛醇為 。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。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)論文 21 表 廢水水質(zhì)監(jiān)測(cè)報(bào)告表 采樣地點(diǎn) 及時(shí)間 分 析 項(xiàng) 目 酚 mg/L pH mg/L COD mg/L 氰化物 mg/L 硫化物 mg/L NH3N mg/L 循環(huán)水 循環(huán)水 采用液 液萃取的方法對(duì)所采水樣進(jìn)行處理，萃取劑為石油醚和 CH2Cl2。 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(rùn)濕后，再加入自來(lái) 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 ，開動(dòng)計(jì)時(shí)器。 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。 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 278 100 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)論文 30 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 01020304050607080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 的 三條曲線相比 可得 ，總體上起 泡劑為 精煤產(chǎn)率最高，起泡劑為 時(shí) 選煤效果 其次，起泡劑為 時(shí) 選煤 效果最差。 表 焦化廢水浮選試驗(yàn)結(jié)果 捕收劑 用量 ml 起泡劑 用量 ml 精煤 尾煤 入料 產(chǎn)率 ％ 灰分 % 產(chǎn)率％ 灰分 % 產(chǎn)率％ 灰分 % 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)論文 32 66 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)系圖分別如圖 、圖 和圖 所示。由 圖 分析可知用自來(lái)水進(jìn)行選煤，當(dāng)起泡劑為 時(shí)精煤尾煤灰分隨油比的增大先上升后下降，在油比為 8 時(shí)尾煤灰分最高。 本試驗(yàn)按下列步驟測(cè)定灰分： 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； 2． 將灰皿入馬弗爐內(nèi)，然后關(guān)上爐門，留門縫約 15mm； 3． 將馬弗爐升溫至 500０ Ｃ（不少于 30min），并保持 30min； 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)論文 28 3． 升溫至 815０ Ｃ，此溫度下持續(xù)燒煤 1 小時(shí)； 4． 取出 灰皿 放在干燥器中 ， 冷卻 5min； 5． 用天平 稱重， 并 計(jì)算 灰分 ： 灰分 % = （烘烤后的重量 坩堝重量）247。浮選過(guò)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。 (2) 分析結(jié)果 樣品中有機(jī)物的定性是按譜庫(kù)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。 水為自來(lái)水，浮選試驗(yàn)分別在以下幾組藥劑條件下進(jìn)行： (1) 起泡劑為 時(shí) ，在捕收劑分別為 、 、 的條件下進(jìn)行試驗(yàn)； (2) 起泡劑為 時(shí)，在捕收劑分別為 、 、 的條件下進(jìn)行試驗(yàn)； (3) 起泡劑為 時(shí)，在捕收劑分別為 、 、 的條件下進(jìn)行試驗(yàn)； 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： (1) 起泡劑為 時(shí)，在捕收劑分別為 、 、 的條件下進(jìn)行試驗(yàn)； (2) 起泡劑為 時(shí)，在捕收劑分別為 、 、 的條件下進(jìn)行試驗(yàn)； (3) 起泡劑為 時(shí)，在捕收劑分別為 、 、 的條件下進(jìn)行試驗(yàn)。 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。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。 本試驗(yàn)的操作流程如下圖所示：