司马矿井及选煤厂由煤炭工业太原设计研究院设计,于2005年10月建成投产,是一座设计能力为2.0Mt/a的大型矿井选煤厂,在生产过程中,由于煤泥水系统中煤泥含量高,同时煤泥水有一定的泥化现象,难以通过自然沉淀来达到固液分离的目的,造成煤泥在工艺系统中不断循环集聚,影响正常生产及洗水闭路循环。为实现社会环境效益、企业经济效益双赢,从技术上解决司马矿高浓度煤泥水处理这一实际问题,探讨研究高浓度煤泥水处理的技术参数及工艺流程的选择就显的十分必要。本文针对司马矿选煤厂煤泥水浓度高的特点,以上清液浊度小于100NTU为处理目标,重点研究了:煤泥水处理最佳絮凝药剂的选择和理想水力条件;煤泥水处理的主要影响因素和药剂的投加量的确定。试验分别选用三氯化铁、硫酸镁、硫酸铝、聚合铝等无机药剂和不同分子量的聚丙烯酰胺作处理药剂,结果表明针对煤泥水浓度高的特点选用聚丙烯酰胺NPAM-7080作为处理药剂,不仅经济而且浑液面沉速快、出水浊度低,能实现良好的处理效果,完全能实现洗煤废水的闭路循环。同时研究得出用NPAM-7080作为处理药剂,对司马矿入料煤泥水来说,最佳工况条件是:投药量为80~100g/t﹒煤,最佳G值为200~300S-1,最佳T值为10~15S,最佳GT值为2000~3000。采用分部投加方式时,最佳分部投加比例为6:4(即第一次投加60%,第二次投加40%),比一次性投加可节省药剂10%左右。若采用无机混凝剂与有机絮凝剂配合投加,可减少有机混凝剂的投药量,此时,无机混凝剂为0.6kg/t﹒煤左右,有机絮凝剂为40~60g/t﹒煤。通过处理成本计算,单独投加聚丙烯酰胺的处理成本为0.09~0.11元/m3;使用聚丙烯酰胺与PAC配合投加,处理成本为0.11~0.13元/m3。单独投加时浑液面沉速较配合投加大,建议使用单独投加聚丙烯酰胺。在试验的基础上,根据煤泥水样在最佳的水力条件下,满足出水浊度和浑液面沉速的情况下,浓度与投药量的关系建立数学模型: Y=0.0723X-1.825 R2=0.9081