申请日2012.04.05
公开(公告)日2012.08.01
IPC分类号C02F1/56; C02F1/52
摘要
本发明公开了一种煤矿废水净化剂及净化工艺。所述煤矿废水包括洗煤水、煤泥水与矿井污水;所述煤矿废水净化剂的主体成分为冶金废渣，另外净化剂中还含有少量的聚乙烯酰胺;冶金废渣指的是硅热法炼镁工艺所产生的还原渣、铝热法炼钙工艺所生产的还原渣以及棕刚玉生产中所收集的除尘灰中的任何一种，或其中任意几种、按任意比率的组合;所述煤矿废水的净化工艺流程包括配制净化剂料浆、净化剂料浆与煤矿废水的混合与沉降等步骤。本发明所提供煤矿废水处理方法，不仅工艺简单，净化效果良好，净化成本低廉，不会产生二次污染;更为重要的是，本发明方法充分利用了冶金废渣，真正实现了“废物利用”。本方法适于工业化应用。
权利要求书
1.一种煤矿废水净化剂，其特征在于：所述煤矿废水包括洗煤水、煤泥 水与矿井污水中的一种或几种，所述净化剂由冶金废渣配制的料浆和聚乙烯酰 胺溶液组成;所述的冶金废渣指的是硅热法炼镁工艺所产生的还原渣、铝热法 炼钙工艺所生产的还原渣以及棕刚玉生产中所收集的除尘灰三种冶金废渣中的 任何一种或几种。
2.根据权利要求1所述的煤矿废水净化剂，其特征在于：所述的冶金废渣 配制成质量浓度为10～50%的废渣料浆，将聚乙烯酰胺配制成质量浓度为 0.5～1.2‰的溶液。
3.根据权利要求2所述的煤矿废水净化剂，其特征在于：所述的聚乙烯酰 胺溶液与冶金废渣料浆的体积比为1∶1～1∶10。
4.根据权利要求1所述的煤矿废水净化剂，其特征在于：配制冶金废渣料 浆与聚乙烯酰胺溶液时所用溶剂为水，或本发明所述的净化剂处理煤矿废水后 所得上清液，或沉降部分的过滤水。
5.根据权利要求1所述的煤矿废水净化剂，其特征在于：所述的冶金废渣 其粒度<3mm。
6.应用权利要求1-5任意一项所述的煤矿废水净化剂处理煤矿废水的工艺， 其特征在于，将冶金废渣料浆与煤矿废水充分混合，并在混合的同时加入聚乙 烯酰胺溶液;混合溶液静置沉降。
7.根据权利要求6所述的煤矿废水净化剂处理煤矿废水的工艺，其特征在 于，
所述的冶金废渣料浆与煤矿废水的体积比为1∶100～1∶1000，聚乙烯酰胺溶液 与冶金废渣料浆的体积比为1∶1～1∶10。
8.根据权利要求6所述的煤矿废水净化剂处理煤矿废水的工艺，其特征在 于，所述的静置沉降时间为5～60min。
9.根据权利要求6所述的煤矿废水净化剂处理煤矿废水的工艺，其特征在 于，
静置沉降分层后的上清液和沉淀部分经压滤的过滤水中的一种或两种返 回洗煤流程使用或去配制冶金废渣料浆与聚乙烯酰胺溶液。
10.根据权利要求6所述的煤矿废水净化剂处理煤矿废水的工艺，其特征 在于，静置沉降的沉淀部分经压滤脱水或自然风干制型煤。
说明书
一种煤矿废水净化剂及净化工艺
技术领域
本发明属于环保技术领域，特别涉及煤矿废水净化用的冶金废渣为主要组 成的净化剂与净化技术。
背景技术
在洗煤、选煤与挖煤过程中会大量出现洗煤水、煤泥水与矿井污水等煤矿 废水。煤矿废水具有悬浮物含量较高、难于自然沉降等特点。煤矿废水如果直 接排放，不仅会污染水体、淤塞河道，而且还会妨害水栖生物的生长，因而，煤 矿废水成为了煤炭工业的主要污染源和煤炭损失源之一。
为了保护环境与回收资源，人们对煤矿废水的净化进行了大量研究。如专 利(申请号：201110002284.4)采用由氯化镁、氯化钙、硫酸钠与聚乙烯酰胺构 成的处理剂对洗煤水进行了处理，尽管该专利认为净化效果良好，但氯离子等 可能对环境造成二次污染。专利(申请号：93115714.5)采用先对洗煤水调pH值， 然后依次经过含粉煤灰、河沙与卵石的过滤池对洗煤水进行处理，处理后废水 可达排放标准，但吸附了煤粒的粉煤灰、河沙与卵石可能造成二次污染。专利 (申请号：200710011127.3)与专利(申请号：200710010530.4)公开了由聚乙烯 酰胺与氯化镁、氧化钙、硫酸镁、氯化钠中至少一种组合成的组合物作为洗煤 水净化剂，同样存在阴离子可能会对环境造成二次污染的问题。专利(申请 号：201110075035.8)采用阳离子淀粉与氯化钙的混合物作为洗煤水处理剂，专 利(申请号：201110064508.4)所公布的洗煤水净化剂包括阿拉伯胶类絮凝剂、 活性炭类吸附剂与烷醇酰胺类助悬剂等组份，尽管处理效果良好，但二次污染 以及较高处理成本成了这两个专利的主要缺陷。文献(矿业工程，2011年31卷 第4期P55-P58+P62)采用聚乙烯酰胺、石膏、明矾与聚铝铁组成的净化剂对煤 泥水进行了处理，取得了不错的净化效果，但二次污染与高处理成本的缺陷依 然难避开。文献(河北煤矿，2011年第2期P72-P72)采用了超滤技术来处理矿 井废水，但该技术的废水处理成本依然不低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以冶金废渣为主要组成的煤矿废水净化剂及相 应的净化工艺。
本发明所述煤矿废水净化技术通过下面方式实现：
一种煤矿废水净化剂，所述煤矿废水包括洗煤水、煤泥水与矿井污水中的 一种或几种，所述净化剂由冶金废渣配制的料浆和聚乙烯酰胺溶液组成;所述 的冶金废渣指的是硅热法炼镁工艺所产生的还原渣、铝热法炼钙工艺所生产的 还原渣以及棕刚玉生产中所收集的除尘灰三种冶金废渣中的任何一种或几种。
所述的冶金废渣配制成质量浓度为10～50%的废渣料浆，将聚乙烯酰胺配制 成质量浓度为0.5～1.2‰的溶液。
所述的聚乙烯酰胺溶液与冶金废渣料浆的体积比为1∶1～1∶10。
配制冶金废渣料浆与聚乙烯酰胺溶液时所用溶剂为水，或本发明所述的净 化剂处理煤矿废水后所得上清液，或沉降部分的过滤水。
所述的冶金废渣其粒度<3mm。
上述的煤矿废水净化剂处理煤矿废水的工艺：将冶金废渣料浆与煤矿废水 充分混合，并在混合的同时加入聚乙烯酰胺溶液;混合溶液静置沉降。
所述的冶金废渣料浆与煤矿废水的体积比为1∶100～1∶1000，聚乙烯酰胺溶液 与冶金废渣料浆的体积比为1∶1～1∶10。
所述的静置沉降时间为5～60min。
静置沉降分层后的上清液和沉淀部分经压滤的过滤水中的一种或两种返 回洗煤流程使用或去配制冶金废渣料浆与聚乙烯酰胺溶液。
静置沉降的沉淀部分经压滤脱水或自然风干制型煤。
本发明的优点及积极效果：
(1)本发明所述煤矿废水净化剂的主体成分为相关冶金行业需要丢弃的冶 金废渣，从而使得该净化剂价格低廉;另外，冶金废渣在洗煤行业的使用，为 冶金废渣的有价利用提供了一条新的途径，真正实现了“废物利用”;
(2)本发明技术的净化效果好，煤矿废水中悬浮物快速沉降，沉降后的上清 液清澈透明，沉淀部分过滤性能良好;沉降后上清液与沉淀部分的过滤液中的 COD小于100mg/l，达到国家水质排放标准;沉淀部分过滤渣含碳量高，可直 接去做型煤。
(3)本发明技术不会产生二次污染。
(4)本发明技术可用来处理洗煤水、煤泥水与矿井污水等煤矿废水。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不受此限制。
实施例1：
由硅热法炼镁工艺产生的还原渣(简称镁还原渣)与聚乙烯酰胺所构成净 化剂的洗煤水处理工艺与净化效果
本实施例用洗煤水的悬浮物浓度为5483mg/L，COD含量为1037mg/L，pH 为7.5。本实施例的实施过程如下：
第一步，用水配制质量浓度为10%的镁还原渣料浆，所选用镁还原渣粒度 小于3mm;同时配制质量浓度为1.2‰的聚乙烯酰胺溶液。
第二步，取洗煤水1L，量取7ml镁还原渣料浆，同时量取3ml聚乙烯酰胺 溶液。在搅拌的情况下，将所量取的镁还原渣料浆与聚乙烯酰胺溶液同时加入 洗煤水中。
第三步，静置20min。
结果发现，上清液与下部沉淀部分分层分明，上清液清澈透明。分析发现， 上清液中与下部沉淀部分过滤后所得滤液中悬浮物均为0;上清液中的COD为 72mg/L，滤液中COD为89mg/L;上清液与滤液pH接近8.5。
本实施例的结果表明，本发明所公布镁还原渣为主体成分的净化剂对洗煤 水有良好净化效果。
实施例2：
由镁还原渣与聚乙烯酰胺所构成净化剂的洗煤水处理工艺与净化效果
本实施例用洗煤水的悬浮物浓度为5483mg/L，COD含量为1037mg/L，pH 为7.5。
本实施例的实施过程同实施例1，所不同的方面如下：
①镁还原渣料浆浓度为50%，聚乙烯酰胺浓度为0.5‰;
②取洗煤水10L，净化剂由5ml镁还原渣料浆与5ml聚乙烯酰胺构成;
③静置时间60min。
本实施例的结果表明，上清液与下部沉淀部分分层分明，上清液清澈透明。 分析发现，上清液中与下部沉淀部分过滤后所得滤液中悬浮物均为0;上清液中 的COD为77mg/L，滤液中COD为92mg/L;上清液与滤液pH接近8.9。
本实施例的结果表明，本发明所公布镁还原渣为主体成分的净化剂对洗煤 水有良好净化效果。
实施例3：
由铝热法炼钙工艺所生产还原渣(简称钙还原渣)与聚乙烯酰胺所构成净 化剂的煤泥水处理工艺与净化效果
本实施例用煤泥水浓度为70.4g/L，COD含量为951mg/L，pH为7.45。本 实施例的实施过程如下：
本实施例的实施过程与实施例1相同，所不同的是将实施例1中的镁还原 渣换成了铝热法炼钙工艺所产生还原渣。
结果发现，上清液与下部沉淀部分分层分明，上清液清澈透明。分析发现， 上清液中与下部沉淀部分过滤后所得滤液中悬浮物均为0;上清液中的COD为 65mg/L，滤液中COD为71mg/L;上清液与滤液pH接近9。
本实施例的结果表明，本发明所公布铝热法炼钙工艺所产生还原渣为主体 成分的净化剂对煤泥水有良好净化效果。
实施例4：
由钙还原渣与聚乙烯酰胺所构成净化剂的煤泥水处理工艺与净化效果
本实施例用煤泥水浓度为70.4g/L，COD含量为951mg/L，pH为7.45。
本实施例的实施过程与实施例3相同，所不同的方面如下：
①钙还原渣料浆浓度为10%，聚乙烯酰胺浓度为1.2‰;
②取煤泥水1.1L，净化剂由10ml还原渣料浆与1ml聚乙烯酰胺构成;
③静置时间5min。
结果发现，上清液与下部沉淀部分分层分明，上清液清澈透明。分析发现， 上清液中与下部沉淀部分过滤后所得滤液中悬浮物均为0;上清液中的COD为 75mg/L，滤液中COD为82mg/L;上清液与滤液pH接近9。
本实施例的结果表明，本发明所公布铝热法炼钙工艺所产生还原渣为主体 成分的净化剂对煤泥水有良好净化效果。
实施例5：
由棕刚玉生产中所收集除尘粉与聚乙烯酰胺所构成净化剂的煤泥水处理工 艺与净化效果
本实施例用煤泥水与实施例3相同。
本实施例的实施过程与实施例1相同，所不同的是将实施例1中的镁还原 渣换成了棕刚玉生产中所收集除尘粉。
结果发现，上清液与下部沉淀部分分层分明，上清液清澈透明。分析发现， 上清液中与下部沉淀部分过滤后所得滤液中悬浮物均为0;上清液中的COD为 70mg/L，滤液中COD为82mg/L;上清液与滤液pH接近8.0。
本实施例的结果表明，本发明所公布以棕刚玉生产中所收集除尘粉主体成 分的净化剂对煤泥水有良好净化效果。
实施例6：
由硅热法炼镁工艺产生的还原渣与聚乙烯酰胺所构成净化剂净化处理煤泥 水的工业试验
本发明申请人采用实施例1的方法，于2011年11月10日-12月10日进行 了为期30天的工业性试验。工业试验结果显示，由镁还原渣与聚乙烯酰胺所构 成净化剂可非常有效处理煤泥水，工业试验结果与实施例1所得结果一致。
实施例7：
由硅热法炼镁工艺产生的还原渣与聚乙烯酰胺所构成净化剂净化处理矿井 污水的净化效果
本发明申请人采用实施例1的方法，对申请人所在煤矿的矿井污水进行了 处理。处理前矿井污水中的悬浮物222mg/L，pH8.0;而处理后所得处理水中的 悬浮物为0，pH为8.5.处理后矿井水可资源化利用。