专利名称：一种用焦化水进行浮游选煤的方法
技术领域：
本发明涉及一种用焦化水进行浮游选煤的方法，属废水处理、浮游选煤、洗煤
的技术领域。
背景技术：
煤是一种混合物，含有碳、氢、氧、氮、硫、磷等化学物质，在工业应用中， 常常要对原煤进行洗选，最常用的方法就是以水为介质进行洗选，煤的洗选是洗水的闭 路循环，水的清洁是选煤的关键环节，选煤用水的首选是洁净水，即自来水。
由于煤的洗选是一个庞大的工业工程，是以万吨计算的，故选煤消耗的洁净水 量是巨大的，选煤用水既消耗了大量的洁净水，又造成了巨大的水资源浪费，使工业用 煤的成本大幅上升，还污染了环境。 煤炭炼焦，是煤的精炼升华过程，在炼焦过程中也将消耗大量的洁净水，从而 产生焦化废水，焦化废水成分复杂，含有多种难以降解的有毒、有害物质，例如酚、磷 化物、氰化物、硫化物等，这些废水如果外排，不仅会导致周围水体污染，还会造成水 资源严重浪费。 如何把焦化废水进行处理，然后用于选煤，形成洁净水的循环复用，是一举两 得的，是一个十分重要的科研课题。
发明内容
发明目的 本发明的目的就是针对背景技术的不足，对煤炭炼焦产生的焦化废水进行生化 处理，生成生化水，即洁净焦化水，用洁净焦化水进行浮游选煤，使焦化水得到充分利 用，以节约洁净水资源，减少污染，降低选煤成本。
技术方案 本发明使用的化学物质材料为原煤、焦化水、聚合硫酸铁、磷酸钠、纯碱、 亚硝酸细菌、硝酸细菌、反硝化细菌、煤油、仲辛醇、活性碳、次氯酸钠，其组合用量 如下以克、千克、毫升、升为计量单位
原煤C 100kg
焦化水H20 2000L聚合硫酸铁[Fe2(OH)(S04)2.5;U 0.5kg
磷酸钠NaH2P04 0.6kg
纯碱Na2C03 1kg 亚硝酸细菌60g 硝酸细菌60g 反硝化细菌70g 煤油CH3(CH2)10CH3 0.12kg
仲辛醇CH3COH(CH2)5CH3 0.01kg 活性碳C 2kg 次氯酸钠NaCIO 0.1kg 用焦化水进行浮游选煤方法如下 (1)处理焦化水 1)预处理焦化水 ①将焦化水2000L通过管路依次进入焦化水槽、隔油池、浮油池、调节池、调 温池、生化爆气池； ②在调节池内加入混凝剂聚合硫酸铁0.5kg ; ③调温池温度控制在25-35 °C ; ④生化爆气池温度为25-35°C : 2)生化处理焦化水 ①生化处理在爆气池中进行； ②在生化爆气池中依次加入亚硝酸细菌60g、硝酸细菌60g、反硝化细菌 70g; ③用搅拌器间歇搅拌，间歇、搅拌时间均为10min ; ④向爆气池内输入蒸气，输入速度100cm3/min，输入时间20min ; ⑤向爆气池内用风机间歇吹入空气，吹入速度100cmVmin，间歇、吹风时间均
为10min ; ⑥向爆气池内加入纯碱lkg，调整池内酸碱度pH值为8，偏碱性； ⑦向爆气池内加入细菌营养物质磷酸钠0.6kg，以补充焦化水中磷元素不足，磷
酸钠投入量为0.6kg，均匀投放； ⑧静置、生化处理1440min; 3)后续处理焦化水 ①加入除色剂活性碳2kg，均匀搅拌，进行除色处理； ②加入除氰剂次氯酸钠0.1kg，均匀搅拌，进行除氰处理； ③除色、除氰处理后，爆气池内上部为焦化水，下部为污泥； ④将焦化水抽至储水箱内，供选煤洗煤使用，污泥倒掉，此时焦化水为生化 洁净焦化水； (2)用生化洁净焦化水浮游选煤 1)将原煤100kg置于浮选槽内； 2)加入生化洁净焦化水1000L ; 3)配制煤油+仲辛醇混合液并加入 取捕收剂煤油0.12kg; 取起泡剂仲辛醇0.0lkg ; 混合搅拌后加入浮选槽内； 4)开启搅拌机，搅拌机做正反方向匀速转动，搅拌机转数为1800r/min ; 5)开启空气压縮机，向浮选槽内输入空气，输入速度200cm3/min ; 6)用刮泡器刮除上面的浮游气泡；
7)在搅拌机搅拌下，在2(TC常温下，在压縮空气输入状态下，在捕收剂煤油、 起泡剂仲辛醇作用下，原煤精选，时间20min，成煤浆； 8)浮选后，由抽液泵将煤浆抽至抽滤斗内，进行抽滤，抽滤斗内的滤网上留存 精煤，即选煤产物，抽滤箱中留存抽滤废水，即选煤废水；
(3)干燥箱干燥精煤 将选出的精煤置于不锈钢容器中，然后置于干燥箱中进行干燥，干燥温度
75°C，干燥时间200min ; 干燥后即为最终产物精煤 (4)检测、化验、分析、表征、对比 对用生化洁净焦化水浮选后的精煤，进行形貌、色泽、化学成分检测、化验、 分析、表征、对比； 用工业分析仪进行化学成分分析；
(5)精煤储存 对用生化洁净焦化水浮选的精煤储存于阴凉、干燥环境，要防水、防潮、防氧 化、防酸碱盐侵蚀，储存温度20。C 士3。C，相对湿度^20%。 所述的焦化水的生化处理是在爆气池中进行的，先将焦化水置于焦化水池1 中，经进水阀9、进水管47输入隔油池2中静置，然后进入浮油池3静置，然后进入调 节池4静置，然后进入调温池5调温，温度调至25-35t:，然后输入爆气池6进行生化处 理；爆气池6呈方槽形，上部池盖53上设有加料斗8、搅拌机48、风机54、蒸气机7、 蒸气管20，并深入爆气池6内，加液漏斗8向爆气池6内加入亚硝酸细菌16、反硝化细 菌17、硝酸细菌18、纯碱46、磷酸钠19，爆气池6内由蒸气15充填、流动，并进行生 化反应，生化反应后的生化水由出水管10输入除色池11进行活性碳除色处理，除色后输 入除氰池12，进行次氯酸钠除氰处理，除氰后的焦化水进入生化洁净焦化水池13，并由 出水阀14控制，水池13内为生化洁净焦化水。 所述的生化洁净焦化水浮游选煤，是在浮选槽中进行的，生化洁净焦化水箱21 内的水由进水阀23、进水管24输入浮选槽22内，浮选槽22内底部加入原煤37，浮选槽 22上部槽盖40上设有双向搅拌机25、加料箱26，加料箱26上设有煤油箱49、仲辛醇箱 50、搅拌器51，煤油+仲辛醇混合液52搅拌后由输液管39输入浮选槽22内；浮选槽22 左下部设有空气压縮机27、进气阀28、进气管29，加料箱26加入捕收剂煤油、起泡剂仲 辛醇后，空气压縮机27输入压縮空气42，浮选槽22内上部为气泡41;浮选槽22右下部 设有抽液泵32、出液阀30、出液管31，并联通输液管33，输液管33对准抽滤斗34，抽 滤斗34内设有滤网44，滤网44上部为精煤38，抽滤斗34联通抽滤箱36，抽滤箱36联 通抽液管45、抽液阀53、抽滤泵35，抽滤箱36内为废水43。
有益效果 本发明与背景技术相比具有明显的先进性，它是用炼焦后的焦化废水，先进行 预处理、生化细菌处理、后续除色、除氰处理，制成生化洁净焦化水，利用生化洁净焦 化水进行浮游选煤，使用捕收剂煤油、起泡剂仲辛醇，经搅拌、吹入压縮空气，然后进 行抽滤，经干燥后得到用生化洁净焦化水选出的产物精煤，用生化洁净焦化水选出的 煤，虽然化学成分有微量变化，但不影响工业化应用，用焦化废水选煤，即节约了洁净自来水，减少了浪费，又减少了环境污染，降低了选煤成本，使洁净自来水形成炼焦一 选煤复用循环，是十分理想的水资源的再利用技术。
图1为焦化水生化处理状态图 图2为生化洁净焦化水浮游选煤状态图 图3为洁净水选煤、生化洁净焦化水选煤产物化学成分对比表
图中所示，附图标记清单如下 1、焦化水池，2、隔油池，3、浮油池，4、调节池，5、调温池，6、爆气池， 7、蒸气机，8、加料斗，9、进水阀，10、出水阀，11、除色池，12、除氰池，13、生化 洁净焦化水池，14、出水阀，15、蒸气，16、亚硝酸细菌，17、反硝化细菌，18、硝酸 细菌，19、磷酸钠，20、蒸气管，21、生化洁净焦化水箱，22、浮选槽，23、进水阀， 24、进水管，25、搅拌机，26、加料箱，27、空气压縮机，28、进气阀，29、进气管， 30、出液阀，31、出液管，32、抽液泵，33、输液管，34、抽滤斗，35、抽滤泵，36、 抽滤箱，37、原煤，38、精煤，39、输液管，40、槽盖，41、气泡，42、压縮空气， 43、废水，44、滤网，45、抽液管，46、纯碱，47、进水管，48、搅拌机，49、煤油 箱，50、仲辛醇箱，51、搅拌器，52、煤油+仲辛醇混合液，53、抽液阀，54、风机。
具体实施例方式以下结合附图对本发明做进一步说明 图1所示，为焦化水生化处理状态图，各池、槽相互位置、联接关系要正确， 安装牢固。 焦化水生化细菌处理前先进行预处理，调节控制浮油温度等，生化处理后进行 除色、除氰化物处理，然后制备成生化水，即生化洁净焦化水。
硝酸细菌、亚硝酸细菌、反硝化细菌、活菌率为96%，以磷酸钠为食物。
生化细菌处理焦化水原理 在煤气池中，含有大量活性很强的细菌及微生物群落，它们与污水中的悬浮物 和胶体组成悬浮物-微生物共存体，其絮凝性和黏附力大大增强；当这样的污水与回流的 污泥混合后，相互间发生絮凝和吸附，此时，难降解的悬浮物一胶体得到絮凝、吸附、 黏结，经沉降后与水分离；在预处理时，活性污泥对一部分可溶性有机物具有生物降解 作用，这样对一些有害物质的去除率大大高于初沉池；也正是由于预处理，使整个工艺 中非生物降解率提高，使生化处理的水水质稳定，且负荷较低。
图2所示，为生化洁净焦化水浮游选煤状态图，各部位置、联接关系要正确， 安装牢固。 浮选槽为方形或矩形槽体，要用不锈钢板制作，捕收剂煤油、起泡剂仲辛醇要 配量混合使用。 压縮空气要充足，搅拌机要匀速正反转动搅拌。
生化洁净焦化水浮游选煤原理 浮游选煤是依据颗粒表面润湿性的不同分选煤泥的；当矿浆中加入烃类油捕收剂时，煤粒和油分子间的表面张力小于煤粒与水分子间的表面张力，因此烃类油可以在 煤粒表面展开，形成疏水的油膜，提高煤粒表面的疏水性；而矸石有很强的亲水性，易 被水分子覆盖，烃类不能在矸石表面吸附；因此捕收剂的加入扩大了煤粒和矸石表面的 润湿性差别，促使分选顺利进行；起泡剂可以在气液界面浓集，并在界面上形成定向排 列，以极性端指向水，非极性端指向气；由于极性端的极性和水分子发生作用，在气泡 表面形成一层水化膜，阻碍了气泡的兼并，促使空气分散，从而形成小的气泡，并可增 加抵御外力作用时变形而破裂的能力；煤粒表面润湿性差，碰撞时粘附到气泡上，被气 泡带至水面，形成矿化泡沫；矸石表面润湿性好，碰撞时不与气泡附着，仍留在矿浆 中；将泡沫和矿浆分别排出，即可得到精煤和尾煤。 焦化水的生化处理、生化洁净焦化水的浮游选煤使用的化学物质材料、生化细 菌等的量值，是按预先设置的最佳范围确定的。 图3所示，为洁净水选煤与生化洁净焦化水选煤产物化学成分对比表，表中可 见，生化洁净水选出的煤化学成分有微量变化，在工业化应用时，可针对元素的不同进 行处理。
权利要求
一种用焦化水进行浮游选煤的方法，其特征在于使用的化学物质材料为原煤、焦化水、聚合硫酸铁、磷酸钠、纯碱、亚硝酸细菌、硝酸细菌、反硝化细菌、煤油、仲辛醇、活性碳、次氯酸钠，其组合用量如下以克、千克、毫升、升为计量单位原煤C 100kg焦化水H2O 2000L聚合硫酸铁[Fe2(OH)(SO4)2.5]100 0.5kg磷酸钠NaH2PO4 0.6kg纯碱Na2CO3 1kg亚硝酸细菌60g硝酸细菌60g反硝化细菌70g煤油CH3(CH2)10CH3 0.12kg仲辛醇CH3COH(CH2)5CH3 0.01kg活性碳C 2kg次氯酸钠NaClO 0.1kg用焦化水进行浮游选煤方法如下(1)处理焦化水1)预处理焦化水①将焦化水2000L通过管路依次进入焦化水槽、隔油池、浮油池、调节池、调温池、生化爆气池；②在调节池内加入混凝剂聚合硫酸铁0.5kg；③调温池温度控制在25-35℃；④生化爆气池温度为25-35℃2)生化处理焦化水①生化处理在爆气池中进行；②在生化爆气池中依次加入亚硝酸细菌60g、硝酸细菌60g、反硝化细菌70g；③用搅拌器间歇搅拌，间歇、搅拌时间均为10min；④向爆气池内输入蒸气，输入速度100cm3/min，输入时间20min；⑤向爆气池内用风机间歇吹入空气，吹入速度100cm3/min，间歇、吹风时间均为10min；⑥向爆气池内加入纯碱1kg，调整池内酸碱度pH值为8，偏碱性；⑦向爆气池内加入细菌营养物质磷酸钠0.6kg，以补充焦化水中磷元素不足，磷酸钠投入量为0.6kg，均匀投放；⑧静置、生化处理1440min；3)后续处理焦化水①加入除色剂活性碳2kg，均匀搅拌，进行除色处理；②加入除氰剂次氯酸钠0.1kg，均匀搅拌，进行除氰处理；③除色、除氰处理后，爆气池内上部为焦化水，下部为污泥；④将焦化水抽至储水箱内，供选煤洗煤使用，污泥倒掉，此时焦化水为生化洁净焦化水；(2)用生化洁净焦化水浮游选煤1)将原煤100kg置于浮选槽内；2)加入生化洁净焦化水1000L；3)配制煤油+仲辛醇混合液并加入取捕收剂煤油0.12kg；取起泡剂仲辛醇0.01kg；混合搅拌后加入浮选槽内；4)开启搅拌机，搅拌机做正反方向匀速转动，搅拌机转数为1800r/min；5)开启空气压缩机，向浮选槽内输入空气，输入速度200cm3/min；6)用刮泡器刮除上面的浮游气泡；7)在搅拌机搅拌下，在20℃常温下，在压缩空气输入状态下，在捕收剂煤油、起泡剂仲辛醇作用下，原煤精选，时间20min，成煤浆；8)浮选后，由抽液泵将煤浆抽至抽滤斗内，进行抽滤，抽滤斗内的滤网上留存精煤，即选煤产物，抽滤箱中留存抽滤废水，即选煤废水；(3)干燥箱干燥精煤将选出的精煤置于不锈钢容器中，然后置于干燥箱中进行干燥，干燥温度75℃，干燥时间200min；干燥后即为最终产物精煤(4)检测、化验、分析、表征、对比对用生化洁净焦化水浮选后的精煤，进行形貌、色泽、化学成分检测、化验、分析、表征、对比；用工业分析仪进行化学成分分析；(5)精煤储存对用生化洁净焦化水浮选的精煤储存于阴凉、干燥环境，要防水、防潮、防氧化、防酸碱盐侵蚀，储存温度20℃+3℃，相对湿度≤20％。
2. 根据权利要求1所述的一种用焦化水进行浮游选煤的方法，其特征在于所述的焦化水的生化处理是在爆气池中进行的，先将焦化水置于焦化水池(l)中，经进水阀(9)、进水管(47)输入隔油池(2)中静置，然后进入浮油池(3)静置，然后进入调节池(4)静置，然后进入调温池(5)调温，温度调至25-35t:，然后输入爆气池(6)进行生化处理；爆气池(6)呈方槽形，上部池盖(53)上设有加料斗(8)、搅拌机(48)、风机(54)、蒸气机(7)、蒸气管(20)，并深入爆气池(6)内，加液漏斗(8)向爆气池(6)内加入亚硝酸细菌(16)、反硝化细菌(17)、硝酸细菌(18)、纯碱(46)、磷酸钠(19)，爆气池(6)内由蒸气(15)充填、流动，并进行生化反应，生化反应后的生化水由出水管(10)输入除色池(11)进行活性碳除色处理，除色后输入除氰池(12)，进行次氯酸钠除氰处理，除氰后的焦化水进入生化洁净焦化水池(13)，并由出水阀(14)控制，水池(13)内为生化洁净焦化水。
3. 根据权利要求1所述的一种用焦化水进行浮游选煤的方法，其特征在于所述的生化洁净焦化水浮游选煤，是在浮选槽中进行的，生化洁净焦化水箱(21)内的水由进水阀(23)、进水管(24)输入浮选槽(22)内，浮选槽(22)内底部加入原煤(37)，浮选槽(22)上部槽盖(40)上设有双向搅拌机(25)、加料箱(26)，加料箱(26)上设有煤油箱(49)、仲辛醇箱(50)、搅拌器(51)，煤油+仲辛醇混合液(52)搅拌后由输液管(39)输入浮选槽(22)内；浮选槽(22)左下部设有空气压縮机(27)、进气阀(28)、进气管(29)，加料箱(26)加入捕收剂煤油、起泡剂仲辛醇后，空气压縮机(27)输入压縮空气(42)，浮选槽(22)内上部为气泡(41);浮选槽(22)右下部设有抽液泵(32)、出液阀(30)、出液管(31)，并联通输液管(33)，输液管(33)对准抽滤斗(34)，抽滤斗(34)内设有滤网(44)，滤网(44)上部为精煤(38)，抽滤斗(34)联通抽滤箱(36)，抽滤箱(36)联通抽液管(45)、抽液阀(53)、抽滤泵(35)，抽滤箱(36)内为废水(43)。
全文摘要
本发明涉及一种用焦化水进行浮游选煤的方法，它是用炼焦后的焦化废水，先进行预处理、生化细菌处理、除色、除氰处理，制成生化洁净焦化水，利用生化洁净焦化水进行浮游选煤，使用捕收剂煤油、起泡剂仲辛醇，经搅拌、吹泡、抽滤、干燥，得到用生化洁净焦化水选出的产物精煤，用生化洁净焦化水选出的煤，虽然化学成分有微量变化，但不影响工业化应用，用焦化水选煤，即节约了洁净自来水，又减少了环境污染，降低了选煤成本，使洁净自来水形成炼焦-选煤复用循环，是十分理想的用焦化水进行浮游选煤的方法，也是很好的水资源再利用技术。
文档编号B03D1/001GK101690914SQ20091007572
公开日2010年4月7日 申请日期2009年10月14日 优先权日2009年10月14日
发明者孙冬, 孙玲, 宋旗跃, 牛东方, 王大力, 董宪姝, 郭雁芸 申请人:太原煤炭气化(集团)有限责任公司