1 矿井水的来源和分类
矿井水通常是指煤炭开采过程中所有渗入井下采掘空间的水。据不完全统计,在采煤过程中,全国煤矿年排矿井水约22亿m3,平均吨煤涌水量约为4m3。
矿井水本身的成分主要受地质年代、地质构造、煤系伴生矿物成分、环境条件等因素的影响。受开拓及采煤影响。
根据矿井水的特点,大致可分为以五种类型: 1) 洁净矿井水
即未被污染的干净地下水。基本符合生活饮用水标准,有的含多种微量元素,可开发为矿泉水。
2) 含悬浮物矿井水
其水量约占我国北方部分重点国有煤矿矿井涌水量的60%。水质呈中性,含有煤粉、岩粒、等大量的悬浮物。长期外排,会破坏景观、淤塞河道,影响水生生物及农作物的生长。
3) 高矿化度矿井水、
水中含有SO42-、Cl-、Ca2+、K+、Na+、HCO3-等离子,水质多数呈中性和偏碱性,带苦涩味,俗称苦咸水。又可分为微咸水、盐水。不能直接作工农业用水和生活用水。
4) 酸性矿井水
水质pH值小于55,当开采含硫高的煤层时,硫化物受到氧化与升华作用产生硫酸,而使水呈酸性。目前酸性水一般处理后达标排放或会用于一些对水质要求较低的工业用水。
5) 含特殊污染物矿井水
这类矿井水主要指含氟矿井水、含微量有毒有害元素矿井水、含放射性元素矿井水或油类矿井水。排放量不大,但不处理外排会污染水系。
2 矿井水所造成的污染及危害
归纳起来,来自煤矿矿井水和选煤废水的主要污染物有:
1) 有毒污染物包括:汞、铅、铬等重金属;氟化物、氰化物等无机毒物及一些有机毒物,很容易被生物吸收和积累。
2) 放射性污染物包括:天然铀、镭、氡的a系列核素。 3) 无机污染物包括:无机酸、盐类和无机悬浮物。
原煤洗选加工是指由地下采出的含有矸石和其它杂质的毛煤,经过手选,筛选和洗选,清除杂质和矸石,使煤中的灰分、磷和硫等成分降低到国家规定的允许含量。 手选是利用人工把煤里的大块矸石和杂物拣出,要求块煤含矸率降低到1%-2%,拣出的矸石中的含煤率一般应不超过1%。 干燥和筛选:干燥的目的是去掉水份,一般都采用自然干燥法。煤的筛选是采用一组不同孔径的筛子,通过振动的作用,把不同粒度级的煤分开。筛选不能直接选出矸石,但能间接地提高煤的质量。如通过筛选可以使硬度较高的黄铁矿颗粒大部分集中在大块煤中,便于用手选的方法把它拣出。 洗选,使用机械加工的方法,把原煤中的杂质排除,降低煤的灰分、磷和硫的含量。常用的洗选加工方法按其工作原理可分为重力选煤法和浮游选煤法两种。 1重力选煤法。依据煤和矸石的不同比重进行分选的方法、将原煤送入重力选煤机中,能得出精煤、中煤、煤泥、矸石等产物。重力选煤可细分为跳汰选、流槽选、重介质选等。 (1)跳汰选煤,使混有矸石的毛煤在时上时下的变速脉动水流中,按比重进行分选。其加工过程,毛煤进入煤仓后,经原煤分机筛分级,筛下物经缓冲煤仓进入跳汰机,跳汰中的煤、矸石经脱水后装仓外运, (2)流糟选煤,把毛煤和水一起送入倾斜的流洗槽(即洗煤槽)中,重的矸石逐渐沉到槽底,缓缓移动最后通过槽底上的排料口漏出,轻的煤块则被流速较快的上层水流带走。在水流冲力的作用下,煤与矸石在洗煤槽中按比重分离。 (3)重介质选煤,是采用磨细的高比重磁铁矿粉作为加重剂(也可使用高炉渣、黄铁矿渣、重晶石、砂子等)与水混合成具有一定比重的悬浮液,在重力或离心力场中,低于该比重的精煤上浮,大于该比重的中煤或矸石就下沉,使入选原煤按比重不同精确地分离。改变悬浮液的比重,就可得到不同质量的选后产品。 2浮游选煤法。主要是根据煤和矸石的物理化学性质不同的原理,依据煤粒和矸石颗粒表面润湿性的差别,实现细粒(05毫米以下)物料分选的方法。其浮选流程是,在强化浮选过程中,加进一些剂(如松节油、煤油、轻柴油等),旋转机叶轮形成负压,则矿浆从机体下部被吸入,同时从叶轮轴的空心套筒吸入空气由于叶轮的搅拌吸入的空气被分散成微小的气泡,在剂的作用下,精煤很快附着在气泡上飘浮液面,被刮板不断刮出,亲水的矸石颗粒不能与气泡粘附,仍留在矿浆中,这样就完成了浮选的分离过程。 浮游选煤是精选煤泥或煤粉的方法,但因成本较高,一般只适用于炼焦煤选煤厂。 洗煤设备主要有卸煤机、给煤机、跳汰机、重介质选煤机、磁选机、破碎机、搅拌机、分级筛、脱水机等。 原煤洗选加工不仅为各行业用煤提供了较为优质的煤炭,同时也减少了煤的运输量。
用密度大于水,并介于煤和矸石之间的重液或重悬浮液作介质实现分选的一种重力选煤方法。依所用介质不同,可分为重液选煤和重悬浮液选煤两大类。
重液是指某些无机盐类的水溶液和高密度的有机溶液。重悬浮液是由加重质(高密度固体微粒)与水配制成具有一定密度呈悬浮状态的两相流体。当原煤给入充满这种悬浮液的分选机后,小于悬浮液密度的煤上浮,大于悬浮液密度的矸石(或中煤)下沉,实现按密度分选。
扩展资料
重介质选煤的基本原理是阿基米德原理,即浸没在液体中的颗粒所受到的浮力等于颗粒所排开的同体积的液体的重量。因此,如果颗粒的密度大于悬浮液密度(ρ),则颗粒将下沉;小于ρ时,颗粒上浮;等于ρ时,颗粒处于悬浮状态。
当颗粒在悬浮液中运动时,除受到重力和浮力外,还将受到悬浮液体的阻力作用。对最初相对悬浮液作加速度运动的颗粒,最终将以其末速度相对悬浮运动。颗粒越大,相对速度越大,分选速度越快、分选效率越高。
-重介质选煤
煤矸石主要成分是Al2O3、SiO2,另外还含有数量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3和微量稀有元素。
煤伴生废石是矿业固体废物的一种,是在掘进、开采和洗煤过程中排出的固体废物。是矿业固体废物的一种,包括洗煤厂的洗矸、煤炭生产中的手选矸、半煤巷和岩巷掘进中排出的煤和岩石以及和煤矸石一起堆放的煤系之外的白矸等的混合物。
中国历年已积存煤矸石约1000Mt,并且每年仍继续排放约100Mt,不仅堆积占地,而且还能自燃污染空气或引起火灾。是碳质、泥质和砂质页岩的混合物,具有低发热值。含碳20%~30%,有些含腐殖酸。
煤矸石的用途:
煤矸石弃置不用,占用大片土地。煤矸石中的硫化物逸出或浸出会污染大气、农田和水体。矸石山还会自燃发生火灾,或在雨季崩塌,淤塞河流造成灾害。中国积存煤矸石达10亿吨以上,每年还将排出煤矸石1亿吨。为了消除污染,自60年代起,很多国家开始重视煤矸石的处理和利用。
煤矸石代替燃料:化铁;烧锅炉;烧石灰;回收煤炭。生产水泥:生产普通硅酸盐水泥;生产特种水泥;生产无熟料水泥。生产建筑材料:煤矸石烧结砖,质量较好,颜色均匀。
—煤矸石
精煤用于生产优质治金。中煤、煤泥生产等用于炼铁,富余中煤用于水泥厂 。这你应该知道中煤是什么意思了,就是比精煤差点的煤。
物理选煤是根据煤炭和杂质物理性质(如粒度、密度、硬度、磁性及电性等)上的差异进行分选,主要的物理分选方法有:
①重力选煤,包括跳汰选煤、重介质选煤、斜槽选煤、摇床选煤、风力选煤等。
②电磁选,利用煤和杂质的电磁性能差异进行分选,这种方法在选煤实际生产中没有应用。物理化学选煤―浮游选煤(简称浮选),是依据矿物表面物理化学性质的差别进行分选,目前使用的浮选设备很多,主要包括机械搅拌式浮选和无无机械搅拌式浮选两种。化学选煤是借助化学反应使煤中有用成分富集,除去杂质和有害成分的工艺过程。
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