煤泥煤泥的利用

由于煤泥具有高水分、高粘性、高持水性和低熱值等諸多不利條件，很難實現(xiàn)工業(yè)應用，長期被電力用戶拒之門外，以民用地銷為主要出路。改革開放以來，國民經濟有了迅猛的發(fā)展，煤炭產量已躍居世界首位，市場形勢也發(fā)生了很大變化。煤炭加工的深度和廣度都在快速發(fā)展，煤泥的產量明顯上升，煤泥的綜合利用已成為迫切需要解決的問題。

1、粒度細、微粒含量多，尤其是小于200目的微粒約占70%～90%.

2、持水性強，水分含量高。經圓盤真空過濾機脫水的煤泥含水一般在30%以上；折帶式過濾機脫水的煤泥含水在26%～29%;壓濾機脫水的煤泥含水在20%～24%.

3、灰分含量高，發(fā)熱量較低。按灰分及熱值的高低可以把煤泥分成三類：低灰煤泥灰分為20%～32%，熱值為12.5～20MJ/kg;中灰煤泥灰分為30%～55%，熱值為8.4～12.5MJ/kg;高灰煤泥灰分>55%,熱值為3.5～6.3MJ/kg.

4、黏性較大。由于煤泥中一般含有較多的黏土類礦物，加之水分含量較高，粒度組成細，所以大多數(shù)煤泥黏性大，有的還具有一定的流動性。由于這些特性，導致了煤泥的堆放、貯存和運輸都比較困難。尤其在堆存時，其形態(tài)極不穩(wěn)定，遇水即流失，風干即飛揚。結果不但浪費了寶貴的煤炭資源，而且造成了嚴重的環(huán)境污染，有時甚至制約了洗煤廠的正常生產，成為選煤廠一個較為棘手的問題。

80年代以前，煤泥是普通百姓的主要生活燃料。為了便于儲存和使用，一般用煤泥摻加少量的黃土制成煤磚和蜂窩煤。

大致有如下幾種類型：

煉焦煤選煤廠的浮選尾煤

這類煤泥在國外,一般是一種廢棄物,其性質與洗選矸石或中煤類似。因煤質不同,浮選煤泥的品質有較大差別,如淮南的氣煤,浮選工藝的抽出率只有30% ～40%,這種煤泥灰分比較低,煤質與洗中煤比較接近;平頂山的煤是肥煤或1/3焦,浮選精煤的抽出率可達70%～80%,浮選尾煤的灰分就較高,煤質與洗選矸石接近。 根據(jù)煤泥回收工藝的不同,煤泥的物理性質差別較大。如用壓濾機回收的煤泥,其顆粒分布比較均勻,它的粘性、持水性都比較弱,利于降低水分。例如平頂山選煤廠的壓濾煤泥,在旱季堆放接近半年以后,抓斗抓起時出現(xiàn)揚塵,總含水率已接近10%;另一種是煤泥沉淀池或尾礦場,根據(jù)固體顆粒在水中自然沉淀的原理,實現(xiàn)固液分離而產出的煤泥。這種工藝有粒度分級的功能,粗顆粒易沉淀,大都集中在煤泥水入口附近,細顆粒在中間位置,極細顆粒在末端。末端煤泥具有高粘性和高持水性,類似江米團,又細又軟,晾曬幾個月,表面似已干燥,內部含水率幾乎不降,這種煤泥是最難處理的。

煤水混合物產出的煤泥

如動力煤洗煤廠的洗選煤泥、煤炭水力輸送后產出的煤泥,這種煤泥有的比原煤質量都好,數(shù)量少時常常摻到成品煤中。數(shù)量多了,摻掉的只是少數(shù),可能有大量的優(yōu)質煤泥產出,除要妥善處理外,還會對煤礦的經濟效益產生不良影響。

礦井排水夾帶的煤泥、矸石山澆水沖刷下來的煤泥

這些煤泥收集起來都屬于煤礦的臟雜煤泥,其特點是數(shù)量不多,質量不穩(wěn)定,但一般都比浮選尾煤質量好。

隨著我國工業(yè)科技的不斷發(fā)展，剩余的煤泥得到的很好的二次利用。煤泥烘干機采取了將煤泥先破碎分散然后再熱力干燥的新技術，使煤泥的處理實現(xiàn)了連續(xù)化、工業(yè)化，和自動化。經煤泥烘干工藝處理后煤泥的水分可從25%～28%降到12%左右。由于在煤泥烘干工藝中引入了預破碎、分散、打散、防粘壁工序，煤泥的干燥效率得到了大大的提高，也為煤泥烘干行業(yè)帶了新活力。經干燥處理后的煤泥主要可用于以下幾個方面： 1、作為原料加工煤泥型煤，供工業(yè)鍋爐或居民生活使用； 2、作為電廠鑄造行業(yè)的燃料，提高燃料利用率，降低生產成本提高經濟收益；3、作為磚廠添加劑，提高磚的硬度和抗壓強度；4、作為水泥廠添加料，改善水泥性能；5、含有某些特定成份的煤泥可用作化工原料。

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煤泥水是懸浮狀態(tài)在重力作用下，其固體顆粒開始下沉，即為煤泥沉淀(圖2)。煤泥開始沉淀后，粒度較大的首先沉于容器底部逐漸堆積成壓縮區(qū) (圖2D區(qū))，容器上部出現(xiàn)澄清液，稱為澄清區(qū)(圖2A)。A區(qū)下部為澄降區(qū)(圖2B)，B區(qū)與D區(qū)之間為過渡區(qū) (圖2C)。沉降過程終結時B區(qū)和C區(qū)消失，只剩下D區(qū)和A區(qū)。

煤泥沉淀池（slurry pond；settling pond）是指通過重力沉淀作用從煤泥水中回收固體并獲得澄清水的設施。

中文名稱

煤泥沉淀池

英文名稱

slurry pond;settling pond

定　　義

通過重力沉淀作用從煤泥水中回收固體并獲得澄清水的設施。

應用學科

煤炭科技（一級學科），煤炭加工利用（二級學科），選煤（三級學科）

煤泥在水介質中由于重力作用而沉降，根據(jù)沉降末速的差別，使煤泥按一定粒度分級。沉降末速指在自由沉降中的顆粒，當重力或離心力與介質運動阻力相等時，與介質之間的相對運動速度。

單體顆粒在無限空間介質中的沉降稱自由沉降?？梢约俣ㄔ诔两颠^程中煤泥顆粒之間在不接觸、互不影響時，決定沉降過程的只是介質阻力，其沉降速度可按斯托克斯公式計算：

煤泥的實際沉降條件是干擾沉降，即顆粒在有限空間介質中成群體地，并具有一定凝結性地沉降，運動的顆粒除受介質阻力影響外，也受其他運動顆粒的影響。干擾沉降速度按下式計算：

式中V₀為煤粒在水中的自由沉降速度，cm/s; V_ST為煤粒在懸浮介質中的干擾沉降速度，cm/s;δ為煤粒密度，g/cm;d為煤粒的粒度，mm;X為顆粒的形狀系數(shù)，一般取X=0.7;△為水的密度，△=1g/cm;n為實驗指數(shù)，一般取n=5～6;λ為給料煤泥水中的固體容積濃度(以小數(shù)表示)，其值按λ=1/Rδ 1計算;R為給料煤泥水的液固比。

因煤泥是由不同粒度的顆粒所組成，每種粒度都有不同的沉降速度V。在一定體積的煤泥水中，由于煤泥顆粒的沉降，殘留在煤泥水中的顆粒數(shù)將隨時間的推移而減少。

沉降過程可用顆粒沉降速度V與煤泥水中顆粒減少數(shù)n的對應關系表示 (圖1)。

曲線0A與橫坐標所限定的面積表示在t₀時全部顆粒總數(shù)，用n0表示。