專利名稱：一種煤礦廢水凈化劑及凈化工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于環(huán)保技術領域，特別涉及煤礦廢水浄化用的冶金廢渣為主要組成的凈化劑與凈化技木。
背景技術：
在洗煤、選煤與挖煤過程中會大量出現(xiàn)洗煤水、煤泥水與礦井污水等煤礦廢水。煤礦廢水具有懸浮物含量較高、難于自然沉降等特點。煤礦廢水如果直接排放，不僅會污染水體、淤塞河道，而且還會妨害水棲生物的生長，因而，煤礦廢水成為了煤炭エ業(yè)的主要污染源和煤炭損失源之一。為了保護環(huán)境與回收資源，人們對煤礦廢水的凈化進行了大量研究。如專利(申請?zhí)?01110002284. 4)采用由氯化鎂、氯化鈣、硫酸鈉與聚こ烯酰胺構(gòu)成的處理劑對洗煤水進行了處理，盡管該專利認為凈化效果良好，但氯離子等可能對環(huán)境造成二次污染。專利(申請?zhí)?3115714. 5)采用先對洗煤水調(diào)pH值，然后依次經(jīng)過含粉煤灰、河沙與卵石的過濾池對洗煤水進行處理，處理后廢水可達排放標準，但吸附了煤粒的粉煤灰、河沙與卵石可能造成二次污染。專利(申請?zhí)?00710011127.3)與專利(申請?zhí)?00710010530.4)公開了由聚こ烯酰胺與氯化鎂、氧化鈣、硫酸鎂、氯化鈉中至少ー種組合成的組合物作為洗煤水浄化劑，同樣存在陰離子可能會對環(huán)境造成二次污染的問題。專利(申請?zhí)?01110075035. 8)采用陽離子淀粉與氯化鈣的混合物作為洗煤水處理劑，專利(申請?zhí)?01110064508. 4)所公布的洗煤水凈化劑包括阿拉伯膠類絮凝劑、活性炭類吸附劑與烷醇酰胺類助懸劑等組份，盡管處理效果良好，但二次污染以及較高處理成本成了這兩個專利的主要缺陷。文獻(礦業(yè)工程，2011年31卷第4期P55-P58+P62)采用聚こ烯酰胺、石膏、明礬與聚鋁鐵組成的浄化劑對煤泥水進行了處理，取得了不錯的浄化效果，但二次污染與高處理成本的缺陷依然難避開。文獻(河北煤礦，2011年第2期？72472)采用了超濾技術來處理礦井廢水，但該技術的廢水處理成本依然不低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種以冶金廢渣為主要組成的煤礦廢水凈化劑及相應的凈化工藝。本發(fā)明所述煤礦廢水凈化技術通過下面方式實現(xiàn)ー種煤礦廢水凈化劑，所述煤礦廢水包括洗煤水、煤泥水與礦井污水中的ー種或幾種，所述凈化劑由冶金廢渣配制的料漿和聚こ烯酰胺溶液組成；所述的冶金廢渣指的是硅熱法煉鎂エ藝所產(chǎn)生的還原渣、鋁熱法煉鈣エ藝所生產(chǎn)的還原渣以及棕剛玉生產(chǎn)中所收集的除塵灰三種冶金廢渣中的任何ー種或幾種。所述的冶金廢渣配制成質(zhì)量濃度為10 50%的廢渣料漿，將聚こ烯酰胺配制成質(zhì)量濃度為0. 5 I. 2%。的溶液。所述的聚こ烯酰胺溶液與冶金廢渣料漿的體積比為I : I I : 10。
配制冶金廢渣料漿與聚こ烯酰胺溶液時所用溶劑為水，或本發(fā)明所述的凈化劑處理煤礦廢水后所得上清液，或沉降部分的過濾水。所述的冶金廢渣其粒度く 3mm。 上述的煤礦廢水凈化劑處理煤礦廢水的エ藝將冶金廢渣料漿與煤礦廢水充分混合，并在混合的同時加入聚こ烯酰胺溶液；混合溶液靜置沉降。所述的冶金廢渣料漿與煤礦廢水的體積比為I : 100 I : 1000，聚こ烯酰胺溶液與冶金廢渣料漿的體積比為I : I I : 10。所述的靜置沉降時間為5 60min。靜置沉降分層后的上清液和沉淀部分經(jīng)壓濾的過濾水中的一種或兩種返回洗煤流程使用或去配制冶金廢渣料漿與聚こ烯酰胺溶液。靜置沉降的沉淀部分經(jīng)壓濾脫水或自然風干制型煤。本發(fā)明的優(yōu)點及積極效果(I)本發(fā)明所述煤礦廢水凈化劑的主體成分為相關冶金行業(yè)需要丟棄的冶金廢渣，從而使得該凈化劑價格低廉；另外，冶金廢渣在洗煤行業(yè)的使用，為冶金廢渣的有價利用提供了一條新的途徑，真正實現(xiàn)了 “廢物利用”；(2)本發(fā)明技術的凈化效果好，煤礦廢水中懸浮物快速沉降，沉降后的上清液清澈透明，沉淀部分過濾性能良好；沉降后上清液與沉淀部分的過濾液中的COD小于100mg/l，達到國家水質(zhì)排放標準；沉淀部分過濾渣含碳量高，可直接去做型煤。(3)本發(fā)明技術不會產(chǎn)生二次污染。(4)本發(fā)明技術可用來處理洗煤水、煤泥水與礦井污水等煤礦廢水。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進ー步說明，但本發(fā)明并不受此限制。實施例I :由硅熱法煉鎂エ藝產(chǎn)生的還原渣(簡稱鎂還原渣)與聚こ烯酰胺所構(gòu)成凈化劑的洗煤水處理工藝與凈化效果本實施例用洗煤水的懸浮物濃度為5483mg/L，C0D含量為1037mg/L，pH為7. 5。本實施例的實施過程如下第一歩，用水配制質(zhì)量濃度為10%的鎂還原渣料漿，所選用鎂還原渣粒度小于3_ ;同時配制質(zhì)量濃度為I. 2%。的聚こ烯酰胺溶液。第二步，取洗煤水1L，量取7ml鎂還原渣料漿，同時量取3ml聚こ烯酰胺溶液。在攪拌的情況下，將所量取的鎂還原渣料漿與聚こ烯酰胺溶液同時加入洗煤水中。第三步，靜置20min。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，上清液與下部沉淀部分分層分明，上清液清澈透明。分析發(fā)現(xiàn)，上清液中與下部沉淀部分過濾后所得濾液中懸浮物均為0 ;上清液中的COD為72mg/L，濾液中COD為89mg/L ;上清液與濾液pH接近8. 5。
本實施例的結(jié)果表明，本發(fā)明所公布鎂還原渣為主體成分的浄化劑對洗煤水有良好浄化效果。實施例2
由鎂還原渣與聚こ烯酰胺所構(gòu)成凈化劑的洗煤水處理工藝與凈化效果本實施例用洗煤水的懸浮物濃度為5483mg/L，COD含量為1037mg/L，pH為7. 5。本實施例的實施過程同實施例1，所不同的方面如下①鎂還原渣料漿濃度為50 %，聚こ烯酰胺濃度為0. 5%o ；②取洗煤水10L，凈化劑由5ml鎂還原渣料漿與5ml聚こ烯酰胺構(gòu)成；③靜置時間60min。
本實施例的結(jié)果表明，上清液與下部沉淀部分分層分明，上清液清澈透明。分析發(fā)現(xiàn)，上清液中與下部沉淀部分過濾后所得濾液中懸浮物均為0 ;上清液中的COD為77mg/L，濾液中COD為92mg/L ;上清液與濾液pH接近8. 9。本實施例的結(jié)果表明，本發(fā)明所公布鎂還原渣為主體成分的浄化劑對洗煤水有良好浄化效果。實施例3 由鋁熱法煉鈣エ藝所生產(chǎn)還原渣(簡稱鈣還原渣)與聚こ烯酰胺所構(gòu)成凈化劑的煤泥水處理工藝與凈化效果本實施例用煤泥水濃度為70.4§/し0)0含量為9511^/1，？11為7.45。本實施例的實施過程如下本實施例的實施過程與實施例I相同，所不同的是將實施例I中的鎂還原渣換成了鋁熱法煉鈣エ藝所產(chǎn)生還原渣。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，上清液與下部沉淀部分分層分明，上清液清澈透明。分析發(fā)現(xiàn)，上清液中與下部沉淀部分過濾后所得濾液中懸浮物均為0 ;上清液中的COD為65mg/L，濾液中COD為71mg/L ;上清液與濾液pH接近9。本實施例的結(jié)果表明，本發(fā)明所公布鋁熱法煉鈣エ藝所產(chǎn)生還原渣為主體成分的凈化劑對煤泥水有良好凈化效果。實施例4 由鈣還原渣與聚こ烯酰胺所構(gòu)成凈化劑的煤泥水處理工藝與凈化效果本實施例用煤泥水濃度為70. 4g/L，COD含量為951mg/L，pH為7. 45。本實施例的實施過程與實施例3相同，所不同的方面如下①鈣還原渣料漿濃度為10%,聚こ烯酰胺濃度為I. 2% ；②取煤泥水I. 1L，凈化劑由IOml還原渣料漿與Iml聚こ烯酰胺構(gòu)成；③靜置時間5min。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，上清液與下部沉淀部分分層分明，上清液清澈透明。分析發(fā)現(xiàn)，上清液中與下部沉淀部分過濾后所得濾液中懸浮物均為0 ;上清液中的COD為75mg/L，濾液中COD為82mg/L ;上清液與濾液pH接近9。本實施例的結(jié)果表明，本發(fā)明所公布鋁熱法煉鈣エ藝所產(chǎn)生還原渣為主體成分的凈化劑對煤泥水有良好凈化效果。實施例5 由棕剛玉生產(chǎn)中所收集除塵粉與聚こ烯酰胺所構(gòu)成凈化劑的煤泥水處理工藝與浄化效果本實施例用煤泥水與實施例3相同。
本實施例的實施過程與實施例I相同，所不同的是將實施例I中的鎂還原渣換成了棕剛玉生產(chǎn)中所收集除塵粉。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，上清液與下部沉淀部分分層分明，上清液清澈透明。分析發(fā)現(xiàn)，上清液中與下部沉淀部分過濾后所得濾液中懸浮物均為0 ;上清液中的COD為70mg/L，濾液中COD為82mg/L ;上清液與濾液pH接近8. O。本實施例的結(jié)果表明，本發(fā)明所公布以棕剛玉生產(chǎn)中所收集除塵粉主體成分的凈化劑對煤泥水有良好凈化效果。實施例6 由硅熱法煉鎂エ藝產(chǎn)生的還原渣與聚こ烯酰胺所構(gòu)成凈化劑凈化處理煤泥水的エ業(yè)試驗本發(fā)明申請人采用實施例I的方法，于2011年11月10日-12月10日進行了為期30天的エ業(yè)性試驗。エ業(yè)試驗結(jié)果顯示，由鎂還原渣與聚こ烯酰胺所構(gòu)成凈化劑可非常有效處理煤泥水，エ業(yè)試驗結(jié)果與實施例I所得結(jié)果一致。實施例I 由硅熱法煉鎂エ藝產(chǎn)生的還原渣與聚こ烯酰胺所構(gòu)成凈化劑凈化處理礦井污水的浄化效果本發(fā)明申請人采用實施例I的方法，對申請人所在煤礦的礦井污水進行了處理。 處理前礦井污水中的懸浮物222mg/L，pH8. 0 ;而處理后所得處理水中的懸浮物為0，pH為8.5.處理后礦井水可資源化利用。
權(quán)利要求
1.ー種煤礦廢水凈化劑，其特征在于所述煤礦廢水包括洗煤水、煤泥水與礦井污水中的ー種或幾種，所述凈化劑由冶金廢渣配制的料漿和聚こ烯酰胺溶液組成；所述的冶金廢渣指的是硅熱法煉鎂エ藝所產(chǎn)生的還原渣、鋁熱法煉鈣エ藝所生產(chǎn)的還原渣以及棕剛玉生產(chǎn)中所收集的除塵灰三種冶金廢渣中的任何ー種或幾種。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的煤礦廢水凈化劑，其特征在于所述的冶金廢渣配制成質(zhì)量濃度為10 50%的廢渣料漿，將聚こ烯酰胺配制成質(zhì)量濃度為0. 5 I. 2%。的溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤礦廢水凈化劑，其特征在于所述的聚こ烯酰胺溶液與冶金廢渣料漿的體積比為I : I I : 10。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的煤礦廢水凈化劑，其特征在于配制冶金廢渣料漿與聚こ烯酰胺溶液時所用溶劑為水，或本發(fā)明所述的凈化劑處理煤礦廢水后所得上清液，或沉降部分的過濾水。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的煤礦廢水浄化劑，其特征在于所述的冶金廢渣其粒度< ^mm0
6.應用權(quán)利要求1-5任意一項所述的煤礦廢水凈化劑處理煤礦廢水的エ藝，其特征在于，將冶金廢渣料漿與煤礦廢水充分混合，并在混合的同時加入聚こ烯酰胺溶液；混合溶液靜置沉降。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的煤礦廢水凈化劑處理煤礦廢水的エ藝，其特征在干， 所述的冶金廢渣料漿與煤礦廢水的體積比為I : 100 I : 1000，聚こ烯酰胺溶液與冶金廢渣料漿的體積比為I : I I : 10。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的煤礦廢水浄化劑處理煤礦廢水的エ藝，其特征在于，所述的靜置沉降時間為5 60min。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的煤礦廢水浄化劑處理煤礦廢水的エ藝，其特征在干， 靜置沉降分層后的上清液和沉淀部分經(jīng)壓濾的過濾水中的一種或兩種返回洗煤流程使用或去配制冶金廢渣料漿與聚こ烯酰胺溶液。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的煤礦廢水浄化劑處理煤礦廢水的エ藝，其特征在干，靜置沉降的沉淀部分經(jīng)壓濾脫水或自然風干制型煤。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煤礦廢水凈化劑及凈化工藝。所述煤礦廢水包括洗煤水、煤泥水與礦井污水；所述煤礦廢水凈化劑的主體成分為冶金廢渣，另外凈化劑中還含有少量的聚乙烯酰胺；冶金廢渣指的是硅熱法煉鎂工藝所產(chǎn)生的還原渣、鋁熱法煉鈣工藝所生產(chǎn)的還原渣以及棕剛玉生產(chǎn)中所收集的除塵灰中的任何一種，或其中任意幾種、按任意比率的組合；所述煤礦廢水的凈化工藝流程包括配制凈化劑料漿、凈化劑料漿與煤礦廢水的混合與沉降等步驟。本發(fā)明所提供煤礦廢水處理方法，不僅工藝簡單，凈化效果良好，凈化成本低廉，不會產(chǎn)生二次污染；更為重要的是，本發(fā)明方法充分利用了冶金廢渣，真正實現(xiàn)了“廢物利用”。本方法適于工業(yè)化應用。
文檔編號C02F1/52GK102616906SQ201210098708
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月5日
發(fā)明者伍上元, 劉宏專, 周向陽, 孫宏原, 楊娟, 王輝, 董文奎, 邵建榮 申請人:中南大學, 北京市和信源投資有限公司