煤泥哪些化學元素

A. 沒浮懸的煤泥指標是多少

洗煤技術 大型、高效、耐用的選煤設備，已成為現代化煤礦產資源不可缺少的一部分。西方國家對煤焦精煤的灰分要求是5％～8％。美國規定電站不準使用硫粉超過1％的動力煤。因此，無論是煉焦煤還是動力煤，都必須進行洗選或篩分。洗煤技術主要有4類：篩分洗煤、物理洗煤、化學洗煤、細菌脫硫，可根據不同的煤質成分選擇不同的洗煤方法。篩分洗煤是把煤分成不同粒度進行洗選。物理洗煤方法有跳汰、重介質和浮選3種，跳汰洗煤是在上下波動的變速脈動水流中，使相對密度不同的煤和矸石分開；重介質洗煤是利用磁鐵礦粉等配製的重介質懸浮液（其相對密度介於煤和矸石之間）將煤與矸石等雜質分開；浮選是利用煤和矸石表面濕潤性的差異，洗選粒度小於0.5毫米的煤泥。物理選煤可除去60％以上的灰份和 50％的黃鐵礦硫。化學法和微生物脫硫可以脫除煤中99％的礦物硫及90％的全硫（包括有機硫）。化學法脫硫多數針對脫煤中有機硫，主要利用不同的化學反應，包括生物化學反應將煤中的硫轉變為不同形態而使之分離，化學法脫硫有10幾種不同方法，即有鹼水液法、PETC空氣氧化法、NO2選擇氧化法、氯解法、微波法、超臨界醇抽提法、熔融鹼法、全氯乙烷重力浮沉與抽提法、高能輻射法、快速熱解法、生物氧化還原反應法、重力法與鹼熔相結合的鹼液浮沉浸溶法等。相對而言，化學選煤法脫硫效率最高，而且還能去除有機硫，但其致命的弱點，一是多數化學法是在高溫高壓下進行，有的使用不同的氧化劑，操作費用和設備投資費用高昂，二是反應條件較為強烈，可能使煤質發生變化，使煤的發熱量、結焦性和膨脹性遭到破壞，使凈化後的產品用途受到限制。細菌脫硫技術的難度在於生物化學過程往往反應太慢，微生物要求溫度又過於敏感，加上煤不溶於水，迫使煤粒直徑要求非常細，增加能耗，否則界面反應很困難。 管理措施 如何使洗煤生產更有效發展，成為節能降耗的有效手段，我們應當從以下方面進行解決： （一）、實現洗煤廢水零排放 選煤企業遇到的最大難題就是煤泥水處理問題。近年來，由於礦井採煤機械化程度的提高，煤質發生變化，煤的泥化程度加重，細煤粒在洗水中不沉澱，高濃度的洗水致使洗煤工藝指標下降，操作困難，洗水平衡常常到了無法保證邊緣。由於受煤質變化和工藝流程環節不夠暢通影響，洗水濃度高居不下，一般都在200g/L，最高達300-500g/L，洗水不能閉路循環。因此，往往排放煤泥水入河而嚴重河流污染，同時將相當量的精煤流散出去。為了解決煤泥水處理難題，建議在項目可研和環境影響評價文件中要加入對煤泥進行了岩相組成、灰分分析和水質分析的內容，提出多個煤泥水處理方案，通過採取這一系列強有力的技術措施，徹底解決選煤廠洗水閉路難的問題，最終確保了洗水零排放。 （二）、開展綜合治理 洗煤企業不僅僅污水一項需要進行有效治理，其他如生活污水、鍋爐、雜訊等的治理也是洗煤企業優化升級的重要內容。對於生活污水，要盡可能地減少生活污水排放，要修建生活污水處理池，利用厭氧——耗氧無動力生化或其他處理工藝對生活污水進行處理，污水處理設施要確保運轉正常，實現生活污水達標排放；職工洗澡和食堂蒸飯之用鍋爐是洗煤企業廢氣排放的主要源項，企業要積極推行清潔燃料，改用清潔能源-瓦斯或太陽能，採取切實有效的措施方便職工，在節約了費用，而且改善了空氣環境質量；雜訊污染也是影響周邊環境、影響員工身體健康的重要方面。一般地廠房內對環境產生最大雜訊污染的是跳汰機和原煤分級篩，生產企業要依據環境影響評價文件提出的解決雜訊污染問題的措施，切實使其環境夜間雜訊降為國家標准之內。 （三）、實施清潔生產 清潔生產就是選煤廠生產過程中要做好煤泥水處理，實現煤泥廠內回收、洗水閉路循環。要實行廠區、生產崗位的文明生產，美化、綠化環境。要做好選煤副產品、煤矸石、煤泥的綜合利用，建設與選煤廠相匹配的煤矸石電廠、煤泥電廠或建設煤矸石制建材的煤矸石磚廠、煤矸石水泥廠，也可利用煤矸石築路、復墾、回填，搞好礦區的生態環境。減少污染物排放的另一方面就是節能降耗。企業要實施清潔生產，嚴格控制跑冒滴漏等無組織排放，嚴格按清潔生產的要求，堅決淘汰落後工藝和設備，積極推廣應用新工藝新技術。 （四）、提高節能減排意識要提高員工家屬的節能減排意識和文明素養，利用各種宣傳方式如宣傳資料、張貼環保節能宣傳畫報、節能知識競賽等多種形式進行廣泛的環保節能知識宣傳，提高員工在日常生活和工作中節約能源的意識。 （五）、推廣應用先進的選煤技術 我國的選煤科學技術應按照面向選煤生產建設的產業化技術、重點開發研究的關鍵技術和處於基礎研究階段的前瞻技術3個層次進一步發展。一方面，具有分選精度高、對原煤適應性強、易於實現自動控制等優點的重介質選煤技術的產業化應成為我國選煤技術近期優先發展領域，使重介質選煤的比例得到大幅度提高；另一方面，以高效深度脫硫降灰為主要內容的選煤工藝與設備、動力煤分選、大型選煤設備提高可靠性與機電一體化將成為重點開發研究的關鍵技術，解決選煤生產中急需解決的重大關鍵問題；此外，在重介質旋流器選煤機理、選煤設備磨損機理、非線性科學在選煤科學中的應用、油團選、微生物選、電化學選等方面加強應用基礎研究，開發一系列前瞻技術，為選煤技術的進一步發展奠定基礎。 （六）、提高原煤入選率 我國動力煤消耗量佔80％以上，現在入選率只佔10％，大部分是用原煤。動力煤質量差是造成燃煤污染嚴重的重要原因。根據《大氣污染防治法》，國家鼓勵和推行煤炭洗選加工。今後要提高原煤的入選比例，主要靠增加動力煤洗選。在選用技術上，要發展干法、節水型、投資省、加工成本低的選煤技術，結合科學配煤，生產適銷對路、質量好、品種多樣化的動力煤。3．2 選煤廠向優質、高效、潔凈生產的方向發展 （七）、要做好規模經營。 在選煤廠設計上，廠型要向大型化方向發展，採用先進、大型、高效和機電一體化設備，以減少設備數量，簡化工藝流程，有利於提高自動化程度，節省基建投資和加工成本，提高選煤廠效率、全員效率和經濟效益。新建的選煤廠和老廠的技術改造都要採用先進高效的技術和裝備，以獲得高效率和高效益。 （八）、加快選煤技術人材的培訓 我國已經在高等、中等學校中建立起培養選煤高級和中級技術人員的機構和師資力量，要發揮好他們的作用為我國培養合格、適應科研和選煤生產的技術人才。「人是生產力中最具有決定性的力量，人才是科技進步和經濟社會發展最重要的資源」，是發展我國選煤行業健康發展的根本保證。我國已經培養了大批選煤人才，用好這批人才，防止人才的流失，同時對他們進行再教育，擴大知識面，以適應當今選煤技術的發展是提高我國選煤技術水平的希望。 （九）、搞好科學研究 近20年來，特別是近十年來，我國投入大量的人力、物力和資金進行了選煤技術和裝備的研究，並取得了一些豐碩成果。今後，仍要靠科研來促進選煤技術的進步，特別是解決難選煤的先進選煤方法，提高精煤質量和產率；細粒煤泥的處理和脫水，解決洗水閉路循環和煤泥的利用；提高選煤設備的大型化和可靠性；提高選煤廠的自動化程度，以達到減人提效的目的。

B. 煤泥是怎樣形成的

煤泥泛指煤粉含水形成的半固體物,是煤炭生產過程中的一種產品,根據品種的不同和形成機理的不同,其性質差別非常大,可利用性也有較大差別,大致有如下幾種類型：
1）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,利於降低水分。
2）煤水混合物產出的煤泥 如動力煤洗煤廠的洗選煤泥、煤炭水力輸送後產出的煤泥,這種煤泥有的比原煤質量都好,數量少時常常摻到成品煤中。數量多了,摻掉的只是少數,可能有大量的優質煤泥產出,除要妥善處理外,還會對煤礦的經濟效益產生不良影響；
3）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於煤礦的臟雜煤泥,其特點是數量不多,質量不穩定,但一般都比浮選尾煤質量好。

煤泥的利用：由於煤泥具有高水分、高粘性、高持水性和低熱值等諸多不利條件，很難實現工業應用，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展，煤炭產量已躍居世界首位，市場形勢也發生了很大變化。煤炭加工的深度和廣度都在快速發展，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。

C. 煤中稀土元素的洗選遷移規律

煤中稀土元素主要來源於陸源碎屑，與稀土元素共生組合的多為陸源富集型元素。因此，研究煤中稀土元素的洗選遷移規律，可以反映出陸源富集型元素的洗選特性，也可以了解物理分選作用對洗選產物中稀土元素的分布產生的影響。根據太西、安太堡洗選實驗及公烏素原煤、煤泥與各粒級精煤3套煤樣中稀土元素的測試、計算結果以及球粒隕石、北美頁岩標准化模式分析（圖6-14，圖6-15），發現如下規律：

圖6-15 太西原煤及各洗選產物中稀土元素的配比模式

TX1—原煤；TX2—精末；TX3—精小粒；TX4—精大粒；TX5—煤泥

第二，安太堡、公烏素原煤及洗選產物中稀土元素分布模式為Eu負異常，在標准化模式分布圖中呈現明顯的「V」型，這是各時代煤的普遍特徵。煤中稀土元素配比模式更多地繼承了物源區的岩性特徵，反映出其在成煤沼澤環境中再分配的傾向。在受海水影響的泥炭沼澤中，稀土元素受到均化作用更強，有機質也參與吸附承載稀土元素。所以，受過海水影響的公烏素，安太堡煤，稀土元素脫除率不高。由於重稀土元素比輕稀土元素更易在海水作用下溶解而遷移，所以重稀土元素含量低於輕稀土元素。

第三，就太西煤來說，由於受熱液作用的改造，煤中稀土元素所指示的物源原始信息已丟失，稀土元素的球粒隕石及北美頁岩標准化曲線表現異常，原煤及精煤都沒有出現Eu負異常。吳海鷗等（1994）研究受熱液影響的高變質無煙煤的稀土元素分布模式時，也發現Eu無負異常。從圖6-15看出，從原煤（TX1）、精末（TX2）、精小粒（TX3）到精大粒（TX4），稀土元素含量逐漸降低，而煤泥（TX5）中稀土元素含量最高，但在精大粒中出現Eu正異常，在煤泥中出現Eu負異常。這種情況說明，盡管稀土元素的化學行為十分相似，但它們的氧化還原性能、吸附能力等物理化學性質有一定的差別，也說明形成太西煤的植物吸收了一定量的Eu，常規的物理洗選已不能再降低煤中Eu的含量。煤泥出現Eu負異常的原因，就是因為精大粒中其他稀土元素有所脫除，而Eu的含量沒有被降低而造成的。

第四，總體來看，太西煤泥（TX5）、安太堡煤泥（ATBY9）中稀土元素最為富集，反映了煤中稀土元素主要以無機相賦存。安太堡、公烏素各煤樣中稀土元素分布曲線較密集，而太西各煤樣稀土元素的分布曲線間距較大，反映出不同煤中稀土元素脫除率的變化。受海水影響的煤層（安太堡、公烏素煤），各粒級精煤中稀土元素含量依然較高，表現出較低的脫除率。受熱液影響的太西無煙煤，各精煤中稀土元素的含量較低，表現出較高的脫除率。由此推知，與稀土元素關系密切的陸源型元素（Hf，Th，Cr等），在無煙煤的洗選中也應有較高的脫除率。

D. 煤中有害元素向洗選水的遷移規律

在洗選過程中，煤中微量元素在水介質作用下，一部分進入洗選水。如果洗選水不經處置而任意排放，必然對水環境及生態環境造成有害元素污染。為此，通過洗選實驗前後的水質變化，了解有害元素向洗選水中遷移的規律。洗選實驗使用的為飲用自來水，收集了兩個洗選實驗過程中全部用水，測定了洗選前後水中部分微量元素的含量（表6-7），發現如下規律：

圖6-18 安太堡、公烏素煤洗後水中有害組分的溶出率

第二，兩個模擬洗選樣品中Be的溶出率都為0。出現這種情況有兩種可能原因：一種是煤沒有向水中釋放該元素，一定程度上反映其有機結合；另一種是煤中礦物向洗選水中釋放了該元素的離子，而洗選水中該離子有可能進入煤中其他礦物和被煤吸附，如果兩·130·者達到平衡，則溶出率為0。考察安太堡、公烏素的各粒級精煤中Be的脫除率，都接近0，這也充分反映了Be較強的有機親和性。

第三，在同樣的水介質中，就同種元素而言，安太堡與公烏素煤樣中含量相當的元素溶出率差別非常大（如 Cr，Co），部分含量較低的元素卻有較高的溶出率（如 V，Th等），說明元素賦存狀態及自身地球化學行為比含量更能影響其遷移行為。

第四，元素Mo，特別是Ba與Zn在兩種洗選水中溶出率都小於0，反映出這幾種元素在洗選水的濃度較洗前水低、說明它們在煤洗選過程中被精煤、中煤、煤泥的一種或幾種所吸附。就Mo及Ba而言，精煤中這3種元素的脫除率都一般大於0，在中煤、特別是煤泥中富集率較高，說明洗選水中這3種元素以離子形式進入了某些礦物中。Zn在兩個洗選實驗的精煤、中煤、煤泥中以及粒度＞3 mm的精煤中都明顯富集（比原煤含量高很多），這正是洗選水中元素Zn的濃度減少的原因。也是上面討論有害元素粒度分布時，Zn出現異常的原因所在。

E. 煤中有害元素洗選遷移的環境效應

煤中有害元素通過洗選釋放到大氣圈、水圈和岩石圈，會污染地表水、地下水、大氣，也會降低土壤質量，進而危及生態環境平衡及人體健康。有害元素在水-土壤-生態環境系統中遷移富集的能力以及對表生環境的污染程度，受元素本身地球化學特性及表生環境介質性質等因素的控制。由本章前面的分析可知，煤中有害元素在洗選過程中主要向中煤、煤泥（尾煤）、煤矸石及洗後水中遷移富集，因而對這些洗選產物的處置及深加工應該引起高度重視。

1.煤和煤泥中有害元素富集的環境效應

測試數據顯示，煤中有害元素通過洗選明顯向中煤和煤泥富集，如煤泥中Se，Zn，S_t，d，Hg，Ba，As的平均富集率超過100%，其他絕大部分有害元素的富集率都超過50%（表6-6）。如果用煤泥作為民用或熱電廠燃料，產生的環境危害將遠比直接燃燒要大得多。下面，以As為例，簡要闡述其對環境的影響。

As是煤中揮發性較強的有毒元素，煤燃燒時大部分砷形成劇毒的砒霜（As₂O₃）和As₂O₅化合物侵入大氣環境，一部分殘留在灰渣和飛灰中。在雨水淋濾過程中，灰渣和飛灰中殘留的As部分向水、土壤環境遷移轉化。在我國新疆、內蒙古、貴州等地，發生過由於環境中砷含量過高導致「地方性砷中毒」的實例（蔣玲等，1996）。早在1965年到1966年，貴州省織金縣就出現過砷中毒75例，安冬等（1992）又一次證實織金縣As中毒事件屬於煤煙污染型砷和氟聯合中毒。在四川省巫山縣，也發現煤煙型氟砷聯合中毒事件，8～12歲兒童60份頭發樣和尿樣中砷都偏高，超過對照樣一倍多（朱嵐等，1999）。

研究表明，上述中毒事件燃煤煙塵在室內聚集造成的，當地煤中As的含量並不高，只有（6.20±1.41）×10^-6，可室內飄塵的砷含量竟高達2.299mg/m³。因而，對煤泥的處置，應加強管理，杜絕用煤泥作燃料。

2.煤中有害元素向洗後水中遷移的環境效應

前已述及，安太堡煤中Cr，Sr，Pb，V，Mn的洗選溶出率大於50%，可見煤中這些有害元素易釋放到水中去。安太堡煤樣洗後水中Pb的濃度為0.0513mg/L，超過生活飲用水衛生標准0.05mg/L（GB5749—85）；Mo的濃度為0.0239mg/L，超過美國灌溉水推薦濃度0.01 mg/L。

安太堡、公烏素煤樣洗後水中V的濃度分別為0.1573mg/L和0.1175mg/L，均超過地面水有害物質最高允許濃度0.1 mg/L（TJ36—79）。由此表明，煤炭洗選會對水質造成較大的污染，對洗後水如不經處理隨意排放，其中的高濃度有害元素必然會對環境和人體健康造成危害。

3.煤矸石中有害元素遷移的環境效應

煤矸石既可隨採煤過程排出地面，也可通過洗選被進一步聚集。煤矸石產量占原煤產量的10%～30%，產量極其巨大。我國每年排放矸石約1.5億～2億噸，截至1995年底已在地表堆積30億噸以上，佔地約22 萬公頃。在已堆積的1500 余座矸石山中，近300座發生過自燃或正在發生自燃。如此之多的煤矸石，不僅佔用了大量土地，而且由於淋濾作用和自燃作用產生的有毒物質，使土壤、大氣、水體遭受嚴重污染。

例如，烏達礦區某礦煤矸石山自燃，排出 SO₂和 H₂S 的最高日平均濃度達10.69mg/m³，使該地區呼吸道疾病發病率明顯高於周邊地區。再如，銅川礦務局13個礦中有6個礦的矸石堆發生自燃，導致矸石山周圍地區SO₂和TSP等嚴重超標，在自燃矸石山周圍工作5年以上的職工都患有不同程度的肺氣腫病。自燃矸石山附近寸草不生，稍遠處樹木、作物也受酸害。所以，煤矸石是礦區主要的污染源之一，治理煤矸石山的污染也是煤礦區環境治理的重要任務之一。

煤矸石中有害元素可以通過燃燒向環境中的遷移。一般認為：常溫下（25℃）煤矸石中黃鐵礦可以發生氧化反應（4FeS₂+11O₂→2Fe₂O₃+8SO₂+3412kJ）；如果供氧不足，則釋放出硫磺（4FeS₂+3O₂→2Fe₂O₃+8S +917kJ）；如果有水參與，還會產生硫酸（2SO₂+O₂→SO₃+189.2kJ，SO₃+H₂O→H₂SO₄+79.5kJ），從而加劇氧化。這些放熱反應形成的熱量在矸石山內部不易擴散，熱量積聚超過煤的燃點時就產生自燃，一座矸石山自燃可長達十餘年至幾十年。自燃後，矸石山中部溫度800～1000℃，矸石融結，同時向大氣中釋放出含有害微量元素，SO₂，CO₂，CO，H₂S等的氣體和可以致癌的稠環芳香化合物，造成大氣污染。據陽泉礦務局監測，矸石自燃後大氣中 CO 濃度為125.9mg/m³，SO₂為19mg/m³，大大超過大氣最低標准要求。葛銀堂（1996）對通過燃燒模擬實驗，得出煤矸石中幾種有害元素的自燃揮發率，並認為就山西各主要礦區煤矸石自燃物排放濃度而言，除部分樣品Cd不超過規定外，其餘元素均超過工業污染源評價標准，構成工業污染源。

煤矸石中有害元素對水環境的污染，主要通過直接污染和間接污染兩種方式。直接污染是指煤矸石中有害元素直接進入水環境中，如Hg，As等進入水環境中，沒有改變自身的價位和性質，仍保持原有的化學毒性。間接污染是指從煤矸石中釋放到水環境中的微量元素濃度並不高，或在煤矸石中沒有毒性，但在淋濾作用過程中發生物理化學、化學或生物變化，其價位發生升高或降低，或改變了水環境的性質，這種方式又稱二次污染。余運波等（2001）認為，山東部分煤矸石堆放區附近水體中微量元素有害成分，如Be，U，Mn，Sr，Mo，Ni，F等存在超標或濃度過高的現象。葛銀堂（1996）對山西部分礦區煤矸石進行淋濾實驗後發現：與地面水Ⅴ類標准相比，淋濾水中超標的元素有Se，Zn，Mn，F，Fe等；以生活飲用水標准評價，Se，Zn，Cr，Mn，F，Fe等元素超標。White等（1984）認為，As，Cd，Se，Pb等元素的淋出濃度常常超過水質標准，而Hg 的淋濾較低，不會造成危害。

崔龍鵬等（1998）通過研究認為，煤矸石中淋溶出的有害元素 Cd，Pb，Hg，Cr，As，Cu，Zn等，會對接納水體構成一定的污染。這些元素的毒性很大，能在環境和動植物體內蓄積，引起急慢性中毒，造成肝、腎、肺、骨等組織的損害，會侵害人體呼吸、血液循環、神經和心血管系統，甚至能夠致畸、致癌、致死，對人體健康產生長遠的不良影響。對淮南某礦煤矸石淋溶水的研究結果表明，除Hg外，上述其他元素含量均大大超過國家第一類污染物最高允許排放濃度，這些有害元素的排放與轉移，必然會對塌陷區積水及周圍水系造成嚴重污染。

煤矸石中有害元素可以通過風化、淋濾及其他作用向土壤環境中的遷移。Longmiro曾對多種元素進行土柱實驗，發現Pb，Zn，Cd，Hg，Cr，Cu，Ni等的陽離子在土壤中發生沉澱和交換作用，遷移能力相對較低。劉桂建等（1999）認為，Cu在土壤中的遷移能力弱於Zn和Pb。李林濤等（1991）對山東某煤礦矸石堆與周圍土壤中的Hg進行了對比分析，發現Hg在周圍土壤中的濃度高於土壤對照點中的濃度，說明煤矸石中Hg對土壤的污染效應還是較為明顯的。煤矸石中有害元素的淋濾排放濃度受雨水和其他匯水量大小的控制，一般要按淋濾水最大量來計算。計算結果表明：在山東兗州礦區濟寧二號井和三號井，年排放矸石為56.76萬噸和70.59萬噸，在pH=7的情況下，兩礦井煤矸石每年向土壤中排放As的數量分別為5.676 kg和7.059 kg。

就鄂爾多斯盆地北緣-晉北地區來看，根據國家土壤質量環境標准（GB15618—1995），部分煤層頂底板中有害元素含量的統計結果見表6-13，與世界土壤元素含量平均值及土壤質量環境三級標準的比較結果見圖6-20。國標中列出標准含量的元素種類較少，故在研究區只有Cd的含量超過土壤質量環境三級標准，其他元素無法比較。然而，與世界土壤元素含量平均值比較，發現研究區煤矸石中有害元素Cd，Hg，As，Pb，Cu，S，Se，U，Th，Mo及Ba的含量相對較高。其中，國標中沒有列出的元素僅有 S，Se，U，Th，Mo及Ba，表明除個別元素（如Cd）外，研究區煤矸石對土壤的直接污染不是很大，與前述推論一致。

表6-13 研究區煤矸石中部分有害元素的含量（w_B/10^-6）

圖6-20 鄂爾多斯盆地北緣-晉北地區煤矸石中有害元素的含量（S含量單位為%）

進一步而言，鄂爾多斯盆地北緣-晉北地區煤矸石中Cd的含量明顯高出土壤背景值（陝西省農業土壤背景值0.118μg/g）及土壤質量環境三級標准，表明Cd對土壤環境存在污染潛勢。

F. 煤泥浮選 概念

煤泥浮選工藝過程的特點

浮選是處理細粒級煤(＜0.5 mm)的最有效的方法之一。但是浮選過程是在固-液-氣三相中完成的，它是一個極為復雜的物理化學過程。因此影響浮選工藝效果的因素很多，而且因素之間又存在耦合現象，使得它們的作用機理更加復雜。除此之外，浮選過程具有非線性特點。葯劑添加量與浮選精煤灰分之間、入浮濃度與產品灰分之間等存在強烈的非線性關系。另外，浮選過程還是一個大時滯系統，物料大約需要經過十幾分鍾才能完成全過程，工藝參數的調整往往嚴重滯後於干擾變化。煤泥浮選過程所具有的這些特點給浮選過程動態模型的建立，以及給基於以數學模型為基礎的控制策略的實現帶來了很大的困難。

2 浮選工藝參數控制技術現狀

近幾年來，由於浮選設備的大型化、工藝檢測感測器的日益完善和計算機技術的發展，煤泥浮選自動化也得到了長足的發展。
2.1 國外浮選控制技術現狀
由於國外感測器和計算機技術的領先，使得國外煤泥浮選過程的控制出現得比國內要早，水平也較高。在這個領域里，處於領先技術水平的國家主要是澳大利亞、美國和德國。這些國家已經開始由定值控制轉入使用在線測灰裝置的優化控制，控制策略也由PID控制轉入模糊邏輯控制，下面的實例反映了國外關於煤泥浮選控制的先進水平。
1984年，由澳大利亞昆士蘭大學Julius Kruttschnitt礦物研究中心(JKMRC)和Utah發展有限公司合作開發了一種能夠測量煤漿灰分和固體含量的在線分析儀(ASHSCAN)，並於1985年1月應用於Peak Downs選煤廠的粗粒浮選單元的自動控制中，控制系統原理如圖1所示。它是根據ASHSCAN在線測得的浮選入料、精煤和尾煤流的灰分及固體含量，分別調整加葯量、浮選機液位和真空過濾機轉速3個迴路的設定值。煤漿液體檢測感測器安裝於浮選機第3室，通過PI調節器控制尾煤的排放量，以此來穩定液位。這套控制系統的使用效果不僅使精煤灰分和固體含量更加穩定，而且使浮選效益提高了10%以上。

圖1 Peak Downs選煤廠浮選控制系統

美國過程工藝技術股份有限公司(PTI)於1990年開發了一種能夠檢測粒度小於10 mm煤漿灰分的在線測灰儀，在檢測浮選精煤和尾煤灰分時，精度分別達到了0.5%和0.75%。並在1992年用這種測灰儀開發的在線監測系統應用於西弗吉尼亞選煤廠的煉焦煤浮選控制，通過在線檢測灰分和物料流，可計算出產品灰分和質量平衡情況，為工藝過程式控制制提供基本數據。通過實時檢測尾煤灰分的變化，將泡沫浮選系統的煤粒損失降至最小程度。性能試驗表明，將這種在線監測系統應用於浮選控制後，使泡沫產品較純，尾煤灰分較高，全廠總精煤產率提高了11.5%。1993年3～4月PTI公司又在亞拉巴馬動力煤選煤廠安裝了一套這樣的浮選控制系統，使用的控制策略採用了模糊邏輯技術。在該技術系統投產後，分別對高灰分和低灰分煤泥進行了手動和自動控制對比試驗，結果表明，採用自動控制時，產率提高了7.8%。
漢斯*詹森等也利用Amdel公司的煤漿分析系統(CSA)實現了浮選工藝過程式控制制，它根據在線檢測的浮選精煤灰分和尾煤灰分來改變浮選葯劑添加量以及浮選機的液位，利用模糊邏輯控制來進行調節。應用結果表明，該控制系統能夠穩定精煤灰分，增加精煤產率；並能最大限度地降低葯劑耗量。
此外，還有德國RGI公司的測灰儀、波蘭G-4型和MPOF在線測灰儀以及FLOTASTER系統在浮選控制中也投入應用過，並取得了較好的效果。
2.2 國內浮選控制技術現狀
我國煤泥浮選工藝參數的自動控制起步較晚，和國外相比，大約落後十多年。由於沒有煤漿測灰儀，我國仍停留在定值控制的水平上。
1982年，淮南礦業學院與淮南礦務局望峰崗選煤廠結合，利用單板機設計的PID調節器，首次在國內實現了浮選入料濃度和加葯量的自動控制，獲得了能降低浮選葯劑消耗，提高精煤產率的效果。經過多年的推廣應用與改進，許多選煤廠也已經裝備了這種控制系統，並成為我國煤泥浮選自動控制的基本模式。
1988年和1989年煤炭科學研究總院唐山分院又相繼研究成功了FC-Ⅰ和FC-Ⅱ型浮選工藝參數測控系統，這種控制系統用單片機作控制器，解決了小流量浮選葯劑的自動計量和分散多點添加技術，加葯量不但自動跟蹤干煤泥量，同時也自動跟蹤入浮煤漿濃度，使浮選葯劑添加量更加合理，精度大大提高。
1990年，中國礦業大學北京研究生部選礦研究室為八一選煤廠研製並投入使用的浮選自動控制系統，檢測參數僅限於入料濃度、煤漿流量和葯劑添加量。浮選自動控制系統的主要功能是根據自動檢測的入料濃度和流量算出入料中的干煤泥量，根據入料干煤泥量控制浮選葯劑添加量，通過調節補加清水來保持浮選適宜的礦漿濃度，所使用的控制裝置為STD匯流排工業控制機。
1991年由煤炭科學研究總院北京煤化學研究所為株洲選煤廠設計的浮選過程工藝參數控制系統，它主要有4種功能，合理控制入料流量的大小和穩定值；合理控制入浮濃度的大小和穩定值；根據干煤泥的變化，控制浮選機各加葯點的給葯量；保持浮選液面的穩定和合適高度。採用PID調節實現定值控制，通過對入浮濃度、流量、浮選機液位和給葯量各參數進行綜合控制，來保證浮選過程和工藝參數的穩定。
我國所有的這類控制系統對浮選工藝參數的控制均採用定值控制方式，所使用的控制演算法為PID調節。浮選工藝過程的定值控制在一定程度上能降低浮選葯劑耗量、提高精煤回收率，但入浮濃度設定值、流量設定值以及每噸干煤泥葯耗及配比的確定，沒有合理的理論推導方法，只能靠經驗和實驗來確定，同時各個選煤廠因煤質特點和所使用的浮選葯劑不同，這些控制量也有所不同。如何根據煤質的變化和環境的改變，及時改變這些設定值以獲得最佳的浮選效果是一個值得研究的課題，目前有關這方面的報道甚少。

3 我國浮選控制技術面臨的問題

我國的煤泥浮選工藝參數過程式控制制已經開展了十多年，在取得「現代化選煤廠」稱號的選煤廠都設有浮選自動控制。但是與國外相比，我國選煤廠的浮選技術和浮選自動控制水平還是比較低。雖然不少選煤廠實現了浮選自動化，但其使用效果並不令人滿意，可靠性差，使用壽命短，全國目前實際真正投入使用的已為數不多，那是什麼原因呢?
首先，我國已有的浮選控制系統在控制裝置、檢測元件和執行機構等方面比較落後，有待於更新和提高。在加葯裝置方面，現有的煤泥浮選控制系統多採用電磁閥和齒輪泵，實踐證明，效果和可靠性極差，但對於微流量葯劑的計算和控制在化工行業出現了精密計量泵，使用效果較好，在株洲選煤廠和淮北選煤廠已開始應用。對於煤漿液位控制，我國應用的極少，因為液位的調整沒有依據，除此之外，現場用於升降尾煤閘板的電動執行機構，不論是手動還是自動，很難正常運行，因此需要開發新的執行裝置。過去開發研製的浮選工藝參數控制系統由於當時的軟硬體技術條件限制，使得可靠性較差。選煤廠的浮選控制系統應該隨著上述所談到的新技術、新儀表的出現和發展而不斷改進。
與國外相比，通過實例對比可以看出，我國煤泥浮選控制技術落後的原因主要表現在感測器(主要是煤漿測灰儀)和控制策略兩方面上。雖然我國在同位素測灰方面的研究已經很深入，從70年代至今，國產測灰儀已超過50台，但多為離線式，所測量的煤樣也僅限於原煤或最終精煤，而迄今為止，還沒有我國自行設計的成功應用於現場的煤漿測灰儀的報道。這也是發展我國煤泥浮選控制技術的主要障礙。但在這方面，國外已經相當成熟。

4 煤泥浮選工藝參數控制的發展方向

在計算機結構和檢測儀器的技術特徵達到要求後，控制系統的技術水平則主要取決於控制策略，我國煤泥浮選控制策略的發展經歷了兩個階段，即經典控制策略和以模型為基礎的現代控制策略，但是它們的理論基礎是要求控制對象精確的數學模型。
影響浮選指標的工藝參數很多，而且許多過程變數的檢測又非常困難。各工藝參數的最佳配合是浮選操作的難點，也是獲得較高回收率的技術關鍵。到目前為止，還沒有建立一個能全面准確地反映浮選過程的數學模型，以模型為基礎的現代控制策略設計的控制系統往往達不到理想效果，甚至無法使用。因此將人工智慧引入浮選控制中勢在必行。
國外在浮選控制方面已經有用模糊邏輯這種科學技術來實現人工智慧，但無法獲得更深的技術資料。而在國內，以人工智慧為基礎的計算機控制已經應用到許多領域，但在選煤行業的工藝過程式控制制中還沒有出現。同時，田莊選煤廠於1995年從澳大利亞引進了我國第一也是唯一的一台Amdel煤漿測灰儀，但是目前僅用於檢測，還沒有實現對浮選精煤產品質量和產率實現控制。所以，利用該配套的浮選工藝參數控制系統已迫在眉睫，它具有廣泛的應用前景和理論研究價值。

G. 洗煤廢水中化學有機成分都有什麼

洗煤廢水是由原生煤泥、次生煤泥和水混合組成的一種多項體系。
洗煤廢水中包含有煤泥顆粒（粗煤泥顆粒0.5～1mm，細煤泥顆粒0～0.5mm），礦物質，粘土顆粒等。洗煤廢水一般具有ss、codcr、bod5濃度高、ζ電位極負的特點，因此，煤泥水不僅具有懸濁液的性質，還往往帶有膠體的性質；細煤泥顆粒、粘土顆粒等粒度非常小，不易靜沉。

H. 煤矸石雕和原煤雕，煤泥雕哪個好

石煤是一種含碳少、發熱值低的劣質無煙煤，又是一種低品位多金屬共生礦。生成於古老地層中，由菌藻類等生物遺體在淺海、瀉湖、海灣條件下經腐泥化作用和煤化作用轉變而成。外觀像石頭，肉眼不易與石灰岩或碳頁岩相區別，高灰分（一般大於60%）深變質的可燃有機礦物。含碳量較高的優質石煤呈黑色，具有半亮光澤，雜質少。相對密度為1.7～2.2。含碳量較少的石煤，呈偏灰色，暗淡無比，夾雜有較多的黃鐵礦、石英脈和磷、鈣質結核、相對密度在2.2～2.8之間，石煤發熱量不高，在3.5～10.5MJ/kg之間，是一種低熱值燃料。熱值偏高的石煤，在改進燃燒技術後，可用作火力發電的燃料，石煤可用作燒制水泥、製造化肥。灰渣制碳化磚等。伴有生礬的石煤，可提取五氧化二釩。目前，在我國石煤資源中已發現的伴生元素多達60多種，其中可形成工業礦床的主要是釩，其次是鉬、鈾、磷、銀等等。含釩石煤遍布我國20餘個省區，僅浙江至廣西一條長約1600多公里的石煤礦，就蘊含著1億噸以上的五氧化二釩。石煤含釩礦床是一種新的成礦類型，稱為黑色頁岩型釩礦，它是在邊緣海斜坡區形成的，主要含釩礦物是含釩伊利石。我國石煤資源的主要利用途徑是石煤發電、石煤提釩及用於建材工業。但百分之七八十的石煤中釩的品位很低，五氧化二釩含量多在0.8％以下，要進行提釩技術難度極大。攀鋼在石煤提釩技術上取得了突破，使釩的總收率平均達到60.70％，遠遠高於國內同行業通常的40％～50％的指標。煤礦石礦業固體廢物的一種，洗煤廠的洗矸、煤炭生產中的手選矸、半煤巷和岩巷掘進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。煤矸石發熱量一般為800～1500卡/克,其無機成分主要是矽、鋁、鈣、鎂、鐵的氧化物和某些稀有金屬。其化學成分組成的百分率：SiO2為52～65；Al2O3為16～36；Fe2O3為2.28～14.63;CaO為0.42～2.32;MgO為0.44～2.41;TiO2為0.90～4;P2O5為0.007～0.24;K2O+Na2O為1.45～3.9；V2O5為0.008～0.03。煤矸石棄置不用，佔用大片土地。煤矸石中的硫化物逸出或浸出會污染大氣、農田和水體。矸石山還會自燃發生火災，或在雨季崩塌，淤塞河流造成災害。中國積存煤矸石達10億噸以上，每年還將排出煤矸石1億噸。為了消除污染，自60年代起，很多國家開始重視煤矸石的處理和利用。利用途徑有以下幾種：①回收煤炭和黃鐵礦：通過簡易工藝，從煤矸石中洗選出好煤，通過篩選從中選出劣質煤，同時揀出黃鐵礦。或從選煤用的跳汰機——平面搖床流程中回收黃鐵礦、洗混煤和中煤。回收的煤炭可作動力鍋爐的燃料，洗矸可作建築材料，黃鐵礦可作化工原料。②用於發電：主要用洗中煤和洗矸混燒發電。中國已用沸騰爐燃燒洗中煤和洗矸的混合物（發熱量每公斤約2000大卡）發電。爐渣可生產爐渣磚和爐渣水泥。日本有10多座這種電廠；所用中煤和矸石的混合物，一般每公斤發熱量為3500大卡;火力不足時,用重油助燃。德意志聯邦共和國和荷蘭把煤礦自用電廠和選煤廠建在一起，以利用中煤、煤泥和煤矸石發電。③製造建築材料：代替粘土作為制磚原料，可以少挖良田。燒磚時，利用煤矸石本身的可燃物，可以節約煤炭。煤矸石可以部分或全部代替粘土組分生產普通水泥。自燃或人工燃燒過的煤矸石，具有一定活性,可作為水泥的活性混合材料，生產普通矽酸鹽水泥(摻量小於20％)、火山灰質水泥（摻量20～50％）和少熟料水泥（摻量大於50％）。還可直接與石灰、石膏以適當的配比，磨成無熟料水泥，可作為膠結料，以沸騰爐渣作骨料或以石子、沸騰爐渣作粗細骨料製成混凝土砌塊或混凝土空心砌塊等建築材料。英國、比利時等國有專用煤矸石代替矽質原料生產水泥的工廠。煤矸石可用來燒結輕骨料。日本於1964年用煤矸石作主要原料製造輕骨料，用於建造高層樓房，建築物重量減輕20％。用鹽酸浸取可得結晶氯化鋁。浸取後的殘渣，主要為二氧化矽，可作生產橡膠填充料和濕法生產水玻璃的原料。剩餘母液內所含的稀有元素（如鍺、鎵、釩、鈾等），視含量決定其提取價值。此外，煤矸石還可用於生產低熱值煤氣，製造陶瓷，製作土壤改良劑，或用於鋪路、井下充填、地面充填造地。在自燃後的矸石山上也可種草造林，美化環境。參考資料?wtp=tt網路

I. 煤泥活化劑的作用是什麼

(一)活化劑是浮選葯劑中調整劑之一。用以通過改變礦物表面的化學組成，消除抑制劑作用，使之易於吸附捕收劑。如磷酸乙二胺、磷酸丙二胺、二甲苯、氟硅酸鈉、硫酸銨、氯化銨、硫酸亞鐵、氫氧化銨等。 (二)由PdCl2·2H2O加絡合劑、穩定劑組成。

J. 活化煤泥是什麼

活化霉泥指的就是煤炭燃燒之後產生的那些灰塵，然後再拌上一點水之後就變成了泥。