煤泥哪些化学元素

A. 没浮悬的煤泥指标是多少

洗煤技术 大型、高效、耐用的选煤设备，已成为现代化煤矿产资源不可缺少的一部分。西方国家对煤焦精煤的灰分要求是5％～8％。美国规定电站不准使用硫粉超过1％的动力煤。因此，无论是炼焦煤还是动力煤，都必须进行洗选或筛分。洗煤技术主要有4类：筛分洗煤、物理洗煤、化学洗煤、细菌脱硫，可根据不同的煤质成分选择不同的洗煤方法。筛分洗煤是把煤分成不同粒度进行洗选。物理洗煤方法有跳汰、重介质和浮选3种，跳汰洗煤是在上下波动的变速脉动水流中，使相对密度不同的煤和矸石分开；重介质洗煤是利用磁铁矿粉等配制的重介质悬浮液（其相对密度介于煤和矸石之间）将煤与矸石等杂质分开；浮选是利用煤和矸石表面湿润性的差异，洗选粒度小于0.5毫米的煤泥。物理选煤可除去60％以上的灰份和 50％的黄铁矿硫。化学法和微生物脱硫可以脱除煤中99％的矿物硫及90％的全硫（包括有机硫）。化学法脱硫多数针对脱煤中有机硫，主要利用不同的化学反应，包括生物化学反应将煤中的硫转变为不同形态而使之分离，化学法脱硫有10几种不同方法，即有碱水液法、PETC空气氧化法、NO2选择氧化法、氯解法、微波法、超临界醇抽提法、熔融碱法、全氯乙烷重力浮沉与抽提法、高能辐射法、快速热解法、生物氧化还原反应法、重力法与碱熔相结合的碱液浮沉浸溶法等。相对而言，化学选煤法脱硫效率最高，而且还能去除有机硫，但其致命的弱点，一是多数化学法是在高温高压下进行，有的使用不同的氧化剂，操作费用和设备投资费用高昂，二是反应条件较为强烈，可能使煤质发生变化，使煤的发热量、结焦性和膨胀性遭到破坏，使净化后的产品用途受到限制。细菌脱硫技术的难度在于生物化学过程往往反应太慢，微生物要求温度又过于敏感，加上煤不溶于水，迫使煤粒直径要求非常细，增加能耗，否则界面反应很困难。 管理措施 如何使洗煤生产更有效发展，成为节能降耗的有效手段，我们应当从以下方面进行解决： （一）、实现洗煤废水零排放 选煤企业遇到的最大难题就是煤泥水处理问题。近年来，由于矿井采煤机械化程度的提高，煤质发生变化，煤的泥化程度加重，细煤粒在洗水中不沉淀，高浓度的洗水致使洗煤工艺指标下降，操作困难，洗水平衡常常到了无法保证边缘。由于受煤质变化和工艺流程环节不够畅通影响，洗水浓度高居不下，一般都在200g/L，最高达300-500g/L，洗水不能闭路循环。因此，往往排放煤泥水入河而严重河流污染，同时将相当量的精煤流散出去。为了解决煤泥水处理难题，建议在项目可研和环境影响评价文件中要加入对煤泥进行了岩相组成、灰分分析和水质分析的内容，提出多个煤泥水处理方案，通过采取这一系列强有力的技术措施，彻底解决选煤厂洗水闭路难的问题，最终确保了洗水零排放。 （二）、开展综合治理 洗煤企业不仅仅污水一项需要进行有效治理，其他如生活污水、锅炉、噪声等的治理也是洗煤企业优化升级的重要内容。对于生活污水，要尽可能地减少生活污水排放，要修建生活污水处理池，利用厌氧——耗氧无动力生化或其他处理工艺对生活污水进行处理，污水处理设施要确保运转正常，实现生活污水达标排放；职工洗澡和食堂蒸饭之用锅炉是洗煤企业废气排放的主要源项，企业要积极推行清洁燃料，改用清洁能源-瓦斯或太阳能，采取切实有效的措施方便职工，在节约了费用，而且改善了空气环境质量；噪声污染也是影响周边环境、影响员工身体健康的重要方面。一般地厂房内对环境产生最大噪声污染的是跳汰机和原煤分级筛，生产企业要依据环境影响评价文件提出的解决噪声污染问题的措施，切实使其环境夜间噪声降为国家标准之内。 （三）、实施清洁生产 清洁生产就是选煤厂生产过程中要做好煤泥水处理，实现煤泥厂内回收、洗水闭路循环。要实行厂区、生产岗位的文明生产，美化、绿化环境。要做好选煤副产品、煤矸石、煤泥的综合利用，建设与选煤厂相匹配的煤矸石电厂、煤泥电厂或建设煤矸石制建材的煤矸石砖厂、煤矸石水泥厂，也可利用煤矸石筑路、复垦、回填，搞好矿区的生态环境。减少污染物排放的另一方面就是节能降耗。企业要实施清洁生产，严格控制跑冒滴漏等无组织排放，严格按清洁生产的要求，坚决淘汰落后工艺和设备，积极推广应用新工艺新技术。 （四）、提高节能减排意识要提高员工家属的节能减排意识和文明素养，利用各种宣传方式如宣传资料、张贴环保节能宣传画报、节能知识竞赛等多种形式进行广泛的环保节能知识宣传，提高员工在日常生活和工作中节约能源的意识。 （五）、推广应用先进的选煤技术 我国的选煤科学技术应按照面向选煤生产建设的产业化技术、重点开发研究的关键技术和处于基础研究阶段的前瞻技术3个层次进一步发展。一方面，具有分选精度高、对原煤适应性强、易于实现自动控制等优点的重介质选煤技术的产业化应成为我国选煤技术近期优先发展领域，使重介质选煤的比例得到大幅度提高；另一方面，以高效深度脱硫降灰为主要内容的选煤工艺与设备、动力煤分选、大型选煤设备提高可靠性与机电一体化将成为重点开发研究的关键技术，解决选煤生产中急需解决的重大关键问题；此外，在重介质旋流器选煤机理、选煤设备磨损机理、非线性科学在选煤科学中的应用、油团选、微生物选、电化学选等方面加强应用基础研究，开发一系列前瞻技术，为选煤技术的进一步发展奠定基础。 （六）、提高原煤入选率 我国动力煤消耗量占80％以上，现在入选率只占10％，大部分是用原煤。动力煤质量差是造成燃煤污染严重的重要原因。根据《大气污染防治法》，国家鼓励和推行煤炭洗选加工。今后要提高原煤的入选比例，主要靠增加动力煤洗选。在选用技术上，要发展干法、节水型、投资省、加工成本低的选煤技术，结合科学配煤，生产适销对路、质量好、品种多样化的动力煤。3．2 选煤厂向优质、高效、洁净生产的方向发展 （七）、要做好规模经营。 在选煤厂设计上，厂型要向大型化方向发展，采用先进、大型、高效和机电一体化设备，以减少设备数量，简化工艺流程，有利于提高自动化程度，节省基建投资和加工成本，提高选煤厂效率、全员效率和经济效益。新建的选煤厂和老厂的技术改造都要采用先进高效的技术和装备，以获得高效率和高效益。 （八）、加快选煤技术人材的培训 我国已经在高等、中等学校中建立起培养选煤高级和中级技术人员的机构和师资力量，要发挥好他们的作用为我国培养合格、适应科研和选煤生产的技术人才。“人是生产力中最具有决定性的力量，人才是科技进步和经济社会发展最重要的资源”，是发展我国选煤行业健康发展的根本保证。我国已经培养了大批选煤人才，用好这批人才，防止人才的流失，同时对他们进行再教育，扩大知识面，以适应当今选煤技术的发展是提高我国选煤技术水平的希望。 （九）、搞好科学研究 近20年来，特别是近十年来，我国投入大量的人力、物力和资金进行了选煤技术和装备的研究，并取得了一些丰硕成果。今后，仍要靠科研来促进选煤技术的进步，特别是解决难选煤的先进选煤方法，提高精煤质量和产率；细粒煤泥的处理和脱水，解决洗水闭路循环和煤泥的利用；提高选煤设备的大型化和可靠性；提高选煤厂的自动化程度，以达到减人提效的目的。

B. 煤泥是怎样形成的

煤泥泛指煤粉含水形成的半固体物,是煤炭生产过程中的一种产品,根据品种的不同和形成机理的不同,其性质差别非常大,可利用性也有较大差别,大致有如下几种类型：
1）炼焦煤选煤厂的浮选尾煤 这类煤泥在国外,一般是一种废弃物,其性质与洗选矸石或中煤类似。因煤质不同,浮选煤泥的品质有较大差别,如淮南的气煤,浮选工艺的抽出率只有30% ～40%,这种煤泥灰分比较低,煤质与洗中煤比较接近;平顶山的煤是肥煤或1/3焦,浮选精煤的抽出率可达70%～80%,浮选尾煤的灰分就较高,煤质与洗选矸石接近。 根据煤泥回收工艺的不同,煤泥的物理性质差别较大。如用压滤机回收的煤泥,其颗粒分布比较均匀,它的粘性、持水性都比较弱,利于降低水分。
2）煤水混合物产出的煤泥 如动力煤洗煤厂的洗选煤泥、煤炭水力输送后产出的煤泥,这种煤泥有的比原煤质量都好,数量少时常常掺到成品煤中。数量多了,掺掉的只是少数,可能有大量的优质煤泥产出,除要妥善处理外,还会对煤矿的经济效益产生不良影响；
3）矿井排水夹带的煤泥、矸石山浇水冲刷下来的煤泥 这些煤泥收集起来都属于煤矿的脏杂煤泥,其特点是数量不多,质量不稳定,但一般都比浮选尾煤质量好。

煤泥的利用：由于煤泥具有高水分、高粘性、高持水性和低热值等诸多不利条件，很难实现工业应用，长期被电力用户拒之门外，以民用地销为主要出路。改革开放以来，国民经济有了迅猛的发展，煤炭产量已跃居世界首位，市场形势也发生了很大变化。煤炭加工的深度和广度都在快速发展，煤泥的产量明显上升，煤泥的综合利用已成为迫切需要解决的问题。

C. 煤中稀土元素的洗选迁移规律

煤中稀土元素主要来源于陆源碎屑，与稀土元素共生组合的多为陆源富集型元素。因此，研究煤中稀土元素的洗选迁移规律，可以反映出陆源富集型元素的洗选特性，也可以了解物理分选作用对洗选产物中稀土元素的分布产生的影响。根据太西、安太堡洗选实验及公乌素原煤、煤泥与各粒级精煤3套煤样中稀土元素的测试、计算结果以及球粒陨石、北美页岩标准化模式分析（图6-14，图6-15），发现如下规律：

图6-15 太西原煤及各洗选产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、公乌素原煤及洗选产物中稀土元素分布模式为Eu负异常，在标准化模式分布图中呈现明显的“V”型，这是各时代煤的普遍特征。煤中稀土元素配比模式更多地继承了物源区的岩性特征，反映出其在成煤沼泽环境中再分配的倾向。在受海水影响的泥炭沼泽中，稀土元素受到均化作用更强，有机质也参与吸附承载稀土元素。所以，受过海水影响的公乌素，安太堡煤，稀土元素脱除率不高。由于重稀土元素比轻稀土元素更易在海水作用下溶解而迁移，所以重稀土元素含量低于轻稀土元素。

第三，就太西煤来说，由于受热液作用的改造，煤中稀土元素所指示的物源原始信息已丢失，稀土元素的球粒陨石及北美页岩标准化曲线表现异常，原煤及精煤都没有出现Eu负异常。吴海鸥等（1994）研究受热液影响的高变质无烟煤的稀土元素分布模式时，也发现Eu无负异常。从图6-15看出，从原煤（TX1）、精末（TX2）、精小粒（TX3）到精大粒（TX4），稀土元素含量逐渐降低，而煤泥（TX5）中稀土元素含量最高，但在精大粒中出现Eu正异常，在煤泥中出现Eu负异常。这种情况说明，尽管稀土元素的化学行为十分相似，但它们的氧化还原性能、吸附能力等物理化学性质有一定的差别，也说明形成太西煤的植物吸收了一定量的Eu，常规的物理洗选已不能再降低煤中Eu的含量。煤泥出现Eu负异常的原因，就是因为精大粒中其他稀土元素有所脱除，而Eu的含量没有被降低而造成的。

第四，总体来看，太西煤泥（TX5）、安太堡煤泥（ATBY9）中稀土元素最为富集，反映了煤中稀土元素主要以无机相赋存。安太堡、公乌素各煤样中稀土元素分布曲线较密集，而太西各煤样稀土元素的分布曲线间距较大，反映出不同煤中稀土元素脱除率的变化。受海水影响的煤层（安太堡、公乌素煤），各粒级精煤中稀土元素含量依然较高，表现出较低的脱除率。受热液影响的太西无烟煤，各精煤中稀土元素的含量较低，表现出较高的脱除率。由此推知，与稀土元素关系密切的陆源型元素（Hf，Th，Cr等），在无烟煤的洗选中也应有较高的脱除率。

D. 煤中有害元素向洗选水的迁移规律

在洗选过程中，煤中微量元素在水介质作用下，一部分进入洗选水。如果洗选水不经处置而任意排放，必然对水环境及生态环境造成有害元素污染。为此，通过洗选实验前后的水质变化，了解有害元素向洗选水中迁移的规律。洗选实验使用的为饮用自来水，收集了两个洗选实验过程中全部用水，测定了洗选前后水中部分微量元素的含量（表6-7），发现如下规律：

图6-18 安太堡、公乌素煤洗后水中有害组分的溶出率

第二，两个模拟洗选样品中Be的溶出率都为0。出现这种情况有两种可能原因：一种是煤没有向水中释放该元素，一定程度上反映其有机结合；另一种是煤中矿物向洗选水中释放了该元素的离子，而洗选水中该离子有可能进入煤中其他矿物和被煤吸附，如果两·130·者达到平衡，则溶出率为0。考察安太堡、公乌素的各粒级精煤中Be的脱除率，都接近0，这也充分反映了Be较强的有机亲和性。

第三，在同样的水介质中，就同种元素而言，安太堡与公乌素煤样中含量相当的元素溶出率差别非常大（如 Cr，Co），部分含量较低的元素却有较高的溶出率（如 V，Th等），说明元素赋存状态及自身地球化学行为比含量更能影响其迁移行为。

第四，元素Mo，特别是Ba与Zn在两种洗选水中溶出率都小于0，反映出这几种元素在洗选水的浓度较洗前水低、说明它们在煤洗选过程中被精煤、中煤、煤泥的一种或几种所吸附。就Mo及Ba而言，精煤中这3种元素的脱除率都一般大于0，在中煤、特别是煤泥中富集率较高，说明洗选水中这3种元素以离子形式进入了某些矿物中。Zn在两个洗选实验的精煤、中煤、煤泥中以及粒度＞3 mm的精煤中都明显富集（比原煤含量高很多），这正是洗选水中元素Zn的浓度减少的原因。也是上面讨论有害元素粒度分布时，Zn出现异常的原因所在。

E. 煤中有害元素洗选迁移的环境效应

煤中有害元素通过洗选释放到大气圈、水圈和岩石圈，会污染地表水、地下水、大气，也会降低土壤质量，进而危及生态环境平衡及人体健康。有害元素在水-土壤-生态环境系统中迁移富集的能力以及对表生环境的污染程度，受元素本身地球化学特性及表生环境介质性质等因素的控制。由本章前面的分析可知，煤中有害元素在洗选过程中主要向中煤、煤泥（尾煤）、煤矸石及洗后水中迁移富集，因而对这些洗选产物的处置及深加工应该引起高度重视。

1.煤和煤泥中有害元素富集的环境效应

测试数据显示，煤中有害元素通过洗选明显向中煤和煤泥富集，如煤泥中Se，Zn，S_t，d，Hg，Ba，As的平均富集率超过100%，其他绝大部分有害元素的富集率都超过50%（表6-6）。如果用煤泥作为民用或热电厂燃料，产生的环境危害将远比直接燃烧要大得多。下面，以As为例，简要阐述其对环境的影响。

As是煤中挥发性较强的有毒元素，煤燃烧时大部分砷形成剧毒的砒霜（As₂O₃）和As₂O₅化合物侵入大气环境，一部分残留在灰渣和飞灰中。在雨水淋滤过程中，灰渣和飞灰中残留的As部分向水、土壤环境迁移转化。在我国新疆、内蒙古、贵州等地，发生过由于环境中砷含量过高导致“地方性砷中毒”的实例（蒋玲等，1996）。早在1965年到1966年，贵州省织金县就出现过砷中毒75例，安冬等（1992）又一次证实织金县As中毒事件属于煤烟污染型砷和氟联合中毒。在四川省巫山县，也发现煤烟型氟砷联合中毒事件，8～12岁儿童60份头发样和尿样中砷都偏高，超过对照样一倍多（朱岚等，1999）。

研究表明，上述中毒事件燃煤烟尘在室内聚集造成的，当地煤中As的含量并不高，只有（6.20±1.41）×10^-6，可室内飘尘的砷含量竟高达2.299mg/m³。因而，对煤泥的处置，应加强管理，杜绝用煤泥作燃料。

2.煤中有害元素向洗后水中迁移的环境效应

前已述及，安太堡煤中Cr，Sr，Pb，V，Mn的洗选溶出率大于50%，可见煤中这些有害元素易释放到水中去。安太堡煤样洗后水中Pb的浓度为0.0513mg/L，超过生活饮用水卫生标准0.05mg/L（GB5749—85）；Mo的浓度为0.0239mg/L，超过美国灌溉水推荐浓度0.01 mg/L。

安太堡、公乌素煤样洗后水中V的浓度分别为0.1573mg/L和0.1175mg/L，均超过地面水有害物质最高允许浓度0.1 mg/L（TJ36—79）。由此表明，煤炭洗选会对水质造成较大的污染，对洗后水如不经处理随意排放，其中的高浓度有害元素必然会对环境和人体健康造成危害。

3.煤矸石中有害元素迁移的环境效应

煤矸石既可随采煤过程排出地面，也可通过洗选被进一步聚集。煤矸石产量占原煤产量的10%～30%，产量极其巨大。我国每年排放矸石约1.5亿～2亿吨，截至1995年底已在地表堆积30亿吨以上，占地约22 万公顷。在已堆积的1500 余座矸石山中，近300座发生过自燃或正在发生自燃。如此之多的煤矸石，不仅占用了大量土地，而且由于淋滤作用和自燃作用产生的有毒物质，使土壤、大气、水体遭受严重污染。

例如，乌达矿区某矿煤矸石山自燃，排出 SO₂和 H₂S 的最高日平均浓度达10.69mg/m³，使该地区呼吸道疾病发病率明显高于周边地区。再如，铜川矿务局13个矿中有6个矿的矸石堆发生自燃，导致矸石山周围地区SO₂和TSP等严重超标，在自燃矸石山周围工作5年以上的职工都患有不同程度的肺气肿病。自燃矸石山附近寸草不生，稍远处树木、作物也受酸害。所以，煤矸石是矿区主要的污染源之一，治理煤矸石山的污染也是煤矿区环境治理的重要任务之一。

煤矸石中有害元素可以通过燃烧向环境中的迁移。一般认为：常温下（25℃）煤矸石中黄铁矿可以发生氧化反应（4FeS₂+11O₂→2Fe₂O₃+8SO₂+3412kJ）；如果供氧不足，则释放出硫磺（4FeS₂+3O₂→2Fe₂O₃+8S +917kJ）；如果有水参与，还会产生硫酸（2SO₂+O₂→SO₃+189.2kJ，SO₃+H₂O→H₂SO₄+79.5kJ），从而加剧氧化。这些放热反应形成的热量在矸石山内部不易扩散，热量积聚超过煤的燃点时就产生自燃，一座矸石山自燃可长达十余年至几十年。自燃后，矸石山中部温度800～1000℃，矸石融结，同时向大气中释放出含有害微量元素，SO₂，CO₂，CO，H₂S等的气体和可以致癌的稠环芳香化合物，造成大气污染。据阳泉矿务局监测，矸石自燃后大气中 CO 浓度为125.9mg/m³，SO₂为19mg/m³，大大超过大气最低标准要求。葛银堂（1996）对通过燃烧模拟实验，得出煤矸石中几种有害元素的自燃挥发率，并认为就山西各主要矿区煤矸石自燃物排放浓度而言，除部分样品Cd不超过规定外，其余元素均超过工业污染源评价标准，构成工业污染源。

煤矸石中有害元素对水环境的污染，主要通过直接污染和间接污染两种方式。直接污染是指煤矸石中有害元素直接进入水环境中，如Hg，As等进入水环境中，没有改变自身的价位和性质，仍保持原有的化学毒性。间接污染是指从煤矸石中释放到水环境中的微量元素浓度并不高，或在煤矸石中没有毒性，但在淋滤作用过程中发生物理化学、化学或生物变化，其价位发生升高或降低，或改变了水环境的性质，这种方式又称二次污染。余运波等（2001）认为，山东部分煤矸石堆放区附近水体中微量元素有害成分，如Be，U，Mn，Sr，Mo，Ni，F等存在超标或浓度过高的现象。葛银堂（1996）对山西部分矿区煤矸石进行淋滤实验后发现：与地面水Ⅴ类标准相比，淋滤水中超标的元素有Se，Zn，Mn，F，Fe等；以生活饮用水标准评价，Se，Zn，Cr，Mn，F，Fe等元素超标。White等（1984）认为，As，Cd，Se，Pb等元素的淋出浓度常常超过水质标准，而Hg 的淋滤较低，不会造成危害。

崔龙鹏等（1998）通过研究认为，煤矸石中淋溶出的有害元素 Cd，Pb，Hg，Cr，As，Cu，Zn等，会对接纳水体构成一定的污染。这些元素的毒性很大，能在环境和动植物体内蓄积，引起急慢性中毒，造成肝、肾、肺、骨等组织的损害，会侵害人体呼吸、血液循环、神经和心血管系统，甚至能够致畸、致癌、致死，对人体健康产生长远的不良影响。对淮南某矿煤矸石淋溶水的研究结果表明，除Hg外，上述其他元素含量均大大超过国家第一类污染物最高允许排放浓度，这些有害元素的排放与转移，必然会对塌陷区积水及周围水系造成严重污染。

煤矸石中有害元素可以通过风化、淋滤及其他作用向土壤环境中的迁移。Longmiro曾对多种元素进行土柱实验，发现Pb，Zn，Cd，Hg，Cr，Cu，Ni等的阳离子在土壤中发生沉淀和交换作用，迁移能力相对较低。刘桂建等（1999）认为，Cu在土壤中的迁移能力弱于Zn和Pb。李林涛等（1991）对山东某煤矿矸石堆与周围土壤中的Hg进行了对比分析，发现Hg在周围土壤中的浓度高于土壤对照点中的浓度，说明煤矸石中Hg对土壤的污染效应还是较为明显的。煤矸石中有害元素的淋滤排放浓度受雨水和其他汇水量大小的控制，一般要按淋滤水最大量来计算。计算结果表明：在山东兖州矿区济宁二号井和三号井，年排放矸石为56.76万吨和70.59万吨，在pH=7的情况下，两矿井煤矸石每年向土壤中排放As的数量分别为5.676 kg和7.059 kg。

就鄂尔多斯盆地北缘-晋北地区来看，根据国家土壤质量环境标准（GB15618—1995），部分煤层顶底板中有害元素含量的统计结果见表6-13，与世界土壤元素含量平均值及土壤质量环境三级标准的比较结果见图6-20。国标中列出标准含量的元素种类较少，故在研究区只有Cd的含量超过土壤质量环境三级标准，其他元素无法比较。然而，与世界土壤元素含量平均值比较，发现研究区煤矸石中有害元素Cd，Hg，As，Pb，Cu，S，Se，U，Th，Mo及Ba的含量相对较高。其中，国标中没有列出的元素仅有 S，Se，U，Th，Mo及Ba，表明除个别元素（如Cd）外，研究区煤矸石对土壤的直接污染不是很大，与前述推论一致。

表6-13 研究区煤矸石中部分有害元素的含量（w_B/10^-6）

图6-20 鄂尔多斯盆地北缘-晋北地区煤矸石中有害元素的含量（S含量单位为%）

进一步而言，鄂尔多斯盆地北缘-晋北地区煤矸石中Cd的含量明显高出土壤背景值（陕西省农业土壤背景值0.118μg/g）及土壤质量环境三级标准，表明Cd对土壤环境存在污染潜势。

F. 煤泥浮选 概念

煤泥浮选工艺过程的特点

浮选是处理细粒级煤(＜0.5 mm)的最有效的方法之一。但是浮选过程是在固-液-气三相中完成的，它是一个极为复杂的物理化学过程。因此影响浮选工艺效果的因素很多，而且因素之间又存在耦合现象，使得它们的作用机理更加复杂。除此之外，浮选过程具有非线性特点。药剂添加量与浮选精煤灰分之间、入浮浓度与产品灰分之间等存在强烈的非线性关系。另外，浮选过程还是一个大时滞系统，物料大约需要经过十几分钟才能完成全过程，工艺参数的调整往往严重滞后于干扰变化。煤泥浮选过程所具有的这些特点给浮选过程动态模型的建立，以及给基于以数学模型为基础的控制策略的实现带来了很大的困难。

2 浮选工艺参数控制技术现状

近几年来，由于浮选设备的大型化、工艺检测传感器的日益完善和计算机技术的发展，煤泥浮选自动化也得到了长足的发展。
2.1 国外浮选控制技术现状
由于国外传感器和计算机技术的领先，使得国外煤泥浮选过程的控制出现得比国内要早，水平也较高。在这个领域里，处于领先技术水平的国家主要是澳大利亚、美国和德国。这些国家已经开始由定值控制转入使用在线测灰装置的优化控制，控制策略也由PID控制转入模糊逻辑控制，下面的实例反映了国外关于煤泥浮选控制的先进水平。
1984年，由澳大利亚昆士兰大学Julius Kruttschnitt矿物研究中心(JKMRC)和Utah发展有限公司合作开发了一种能够测量煤浆灰分和固体含量的在线分析仪(ASHSCAN)，并于1985年1月应用于Peak Downs选煤厂的粗粒浮选单元的自动控制中，控制系统原理如图1所示。它是根据ASHSCAN在线测得的浮选入料、精煤和尾煤流的灰分及固体含量，分别调整加药量、浮选机液位和真空过滤机转速3个回路的设定值。煤浆液体检测传感器安装于浮选机第3室，通过PI调节器控制尾煤的排放量，以此来稳定液位。这套控制系统的使用效果不仅使精煤灰分和固体含量更加稳定，而且使浮选效益提高了10%以上。

图1 Peak Downs选煤厂浮选控制系统

美国过程工艺技术股份有限公司(PTI)于1990年开发了一种能够检测粒度小于10 mm煤浆灰分的在线测灰仪，在检测浮选精煤和尾煤灰分时，精度分别达到了0.5%和0.75%。并在1992年用这种测灰仪开发的在线监测系统应用于西弗吉尼亚选煤厂的炼焦煤浮选控制，通过在线检测灰分和物料流，可计算出产品灰分和质量平衡情况，为工艺过程控制提供基本数据。通过实时检测尾煤灰分的变化，将泡沫浮选系统的煤粒损失降至最小程度。性能试验表明，将这种在线监测系统应用于浮选控制后，使泡沫产品较纯，尾煤灰分较高，全厂总精煤产率提高了11.5%。1993年3～4月PTI公司又在亚拉巴马动力煤选煤厂安装了一套这样的浮选控制系统，使用的控制策略采用了模糊逻辑技术。在该技术系统投产后，分别对高灰分和低灰分煤泥进行了手动和自动控制对比试验，结果表明，采用自动控制时，产率提高了7.8%。
汉斯*詹森等也利用Amdel公司的煤浆分析系统(CSA)实现了浮选工艺过程控制，它根据在线检测的浮选精煤灰分和尾煤灰分来改变浮选药剂添加量以及浮选机的液位，利用模糊逻辑控制来进行调节。应用结果表明，该控制系统能够稳定精煤灰分，增加精煤产率；并能最大限度地降低药剂耗量。
此外，还有德国RGI公司的测灰仪、波兰G-4型和MPOF在线测灰仪以及FLOTASTER系统在浮选控制中也投入应用过，并取得了较好的效果。
2.2 国内浮选控制技术现状
我国煤泥浮选工艺参数的自动控制起步较晚，和国外相比，大约落后十多年。由于没有煤浆测灰仪，我国仍停留在定值控制的水平上。
1982年，淮南矿业学院与淮南矿务局望峰岗选煤厂结合，利用单板机设计的PID调节器，首次在国内实现了浮选入料浓度和加药量的自动控制，获得了能降低浮选药剂消耗，提高精煤产率的效果。经过多年的推广应用与改进，许多选煤厂也已经装备了这种控制系统，并成为我国煤泥浮选自动控制的基本模式。
1988年和1989年煤炭科学研究总院唐山分院又相继研究成功了FC-Ⅰ和FC-Ⅱ型浮选工艺参数测控系统，这种控制系统用单片机作控制器，解决了小流量浮选药剂的自动计量和分散多点添加技术，加药量不但自动跟踪干煤泥量，同时也自动跟踪入浮煤浆浓度，使浮选药剂添加量更加合理，精度大大提高。
1990年，中国矿业大学北京研究生部选矿研究室为八一选煤厂研制并投入使用的浮选自动控制系统，检测参数仅限于入料浓度、煤浆流量和药剂添加量。浮选自动控制系统的主要功能是根据自动检测的入料浓度和流量算出入料中的干煤泥量，根据入料干煤泥量控制浮选药剂添加量，通过调节补加清水来保持浮选适宜的矿浆浓度，所使用的控制装置为STD总线工业控制机。
1991年由煤炭科学研究总院北京煤化学研究所为株洲选煤厂设计的浮选过程工艺参数控制系统，它主要有4种功能，合理控制入料流量的大小和稳定值；合理控制入浮浓度的大小和稳定值；根据干煤泥的变化，控制浮选机各加药点的给药量；保持浮选液面的稳定和合适高度。采用PID调节实现定值控制，通过对入浮浓度、流量、浮选机液位和给药量各参数进行综合控制，来保证浮选过程和工艺参数的稳定。
我国所有的这类控制系统对浮选工艺参数的控制均采用定值控制方式，所使用的控制算法为PID调节。浮选工艺过程的定值控制在一定程度上能降低浮选药剂耗量、提高精煤回收率，但入浮浓度设定值、流量设定值以及每吨干煤泥药耗及配比的确定，没有合理的理论推导方法，只能靠经验和实验来确定，同时各个选煤厂因煤质特点和所使用的浮选药剂不同，这些控制量也有所不同。如何根据煤质的变化和环境的改变，及时改变这些设定值以获得最佳的浮选效果是一个值得研究的课题，目前有关这方面的报道甚少。

3 我国浮选控制技术面临的问题

我国的煤泥浮选工艺参数过程控制已经开展了十多年，在取得“现代化选煤厂”称号的选煤厂都设有浮选自动控制。但是与国外相比，我国选煤厂的浮选技术和浮选自动控制水平还是比较低。虽然不少选煤厂实现了浮选自动化，但其使用效果并不令人满意，可靠性差，使用寿命短，全国目前实际真正投入使用的已为数不多，那是什么原因呢?
首先，我国已有的浮选控制系统在控制装置、检测元件和执行机构等方面比较落后，有待于更新和提高。在加药装置方面，现有的煤泥浮选控制系统多采用电磁阀和齿轮泵，实践证明，效果和可靠性极差，但对于微流量药剂的计算和控制在化工行业出现了精密计量泵，使用效果较好，在株洲选煤厂和淮北选煤厂已开始应用。对于煤浆液位控制，我国应用的极少，因为液位的调整没有依据，除此之外，现场用于升降尾煤闸板的电动执行机构，不论是手动还是自动，很难正常运行，因此需要开发新的执行装置。过去开发研制的浮选工艺参数控制系统由于当时的软硬件技术条件限制，使得可靠性较差。选煤厂的浮选控制系统应该随着上述所谈到的新技术、新仪表的出现和发展而不断改进。
与国外相比，通过实例对比可以看出，我国煤泥浮选控制技术落后的原因主要表现在传感器(主要是煤浆测灰仪)和控制策略两方面上。虽然我国在同位素测灰方面的研究已经很深入，从70年代至今，国产测灰仪已超过50台，但多为离线式，所测量的煤样也仅限于原煤或最终精煤，而迄今为止，还没有我国自行设计的成功应用于现场的煤浆测灰仪的报道。这也是发展我国煤泥浮选控制技术的主要障碍。但在这方面，国外已经相当成熟。

4 煤泥浮选工艺参数控制的发展方向

在计算机结构和检测仪器的技术特征达到要求后，控制系统的技术水平则主要取决于控制策略，我国煤泥浮选控制策略的发展经历了两个阶段，即经典控制策略和以模型为基础的现代控制策略，但是它们的理论基础是要求控制对象精确的数学模型。
影响浮选指标的工艺参数很多，而且许多过程变量的检测又非常困难。各工艺参数的最佳配合是浮选操作的难点，也是获得较高回收率的技术关键。到目前为止，还没有建立一个能全面准确地反映浮选过程的数学模型，以模型为基础的现代控制策略设计的控制系统往往达不到理想效果，甚至无法使用。因此将人工智能引入浮选控制中势在必行。
国外在浮选控制方面已经有用模糊逻辑这种科学技术来实现人工智能，但无法获得更深的技术资料。而在国内，以人工智能为基础的计算机控制已经应用到许多领域，但在选煤行业的工艺过程控制中还没有出现。同时，田庄选煤厂于1995年从澳大利亚引进了我国第一也是唯一的一台Amdel煤浆测灰仪，但是目前仅用于检测，还没有实现对浮选精煤产品质量和产率实现控制。所以，利用该配套的浮选工艺参数控制系统已迫在眉睫，它具有广泛的应用前景和理论研究价值。

G. 洗煤废水中化学有机成分都有什么

洗煤废水是由原生煤泥、次生煤泥和水混合组成的一种多项体系。
洗煤废水中包含有煤泥颗粒（粗煤泥颗粒0.5～1mm，细煤泥颗粒0～0.5mm），矿物质，粘土颗粒等。洗煤废水一般具有ss、codcr、bod5浓度高、ζ电位极负的特点，因此，煤泥水不仅具有悬浊液的性质，还往往带有胶体的性质；细煤泥颗粒、粘土颗粒等粒度非常小，不易静沉。

H. 煤矸石雕和原煤雕，煤泥雕哪个好

石煤是一种含碳少、发热值低的劣质无烟煤，又是一种低品位多金属共生矿。生成于古老地层中，由菌藻类等生物遗体在浅海、泻湖、海湾条件下经腐泥化作用和煤化作用转变而成。外观像石头，肉眼不易与石灰岩或碳页岩相区别，高灰分（一般大于60%）深变质的可燃有机矿物。含碳量较高的优质石煤呈黑色，具有半亮光泽，杂质少。相对密度为1.7～2.2。含碳量较少的石煤，呈偏灰色，暗淡无比，夹杂有较多的黄铁矿、石英脉和磷、钙质结核、相对密度在2.2～2.8之间，石煤发热量不高，在3.5～10.5MJ/kg之间，是一种低热值燃料。热值偏高的石煤，在改进燃烧技术后，可用作火力发电的燃料，石煤可用作烧制水泥、制造化肥。灰渣制碳化砖等。伴有生矾的石煤，可提取五氧化二钒。目前，在我国石煤资源中已发现的伴生元素多达60多种，其中可形成工业矿床的主要是钒，其次是钼、铀、磷、银等等。含钒石煤遍布我国20余个省区，仅浙江至广西一条长约1600多公里的石煤矿，就蕴含着1亿吨以上的五氧化二钒。石煤含钒矿床是一种新的成矿类型，称为黑色页岩型钒矿，它是在边缘海斜坡区形成的，主要含钒矿物是含钒伊利石。我国石煤资源的主要利用途径是石煤发电、石煤提钒及用于建材工业。但百分之七八十的石煤中钒的品位很低，五氧化二钒含量多在0.8％以下，要进行提钒技术难度极大。攀钢在石煤提钒技术上取得了突破，使钒的总收率平均达到60.70％，远远高于国内同行业通常的40％～50％的指标。煤矿石矿业固体废物的一种，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。煤矸石发热量一般为800～1500卡/克,其无机成分主要是矽、铝、钙、镁、铁的氧化物和某些稀有金属。其化学成分组成的百分率：SiO2为52～65；Al2O3为16～36；Fe2O3为2.28～14.63;CaO为0.42～2.32;MgO为0.44～2.41;TiO2为0.90～4;P2O5为0.007～0.24;K2O+Na2O为1.45～3.9；V2O5为0.008～0.03。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。利用途径有以下几种：①回收煤炭和黄铁矿：通过简易工艺，从煤矸石中洗选出好煤，通过筛选从中选出劣质煤，同时拣出黄铁矿。或从选煤用的跳汰机——平面摇床流程中回收黄铁矿、洗混煤和中煤。回收的煤炭可作动力锅炉的燃料，洗矸可作建筑材料，黄铁矿可作化工原料。②用于发电：主要用洗中煤和洗矸混烧发电。中国已用沸腾炉燃烧洗中煤和洗矸的混合物（发热量每公斤约2000大卡）发电。炉渣可生产炉渣砖和炉渣水泥。日本有10多座这种电厂；所用中煤和矸石的混合物，一般每公斤发热量为3500大卡;火力不足时,用重油助燃。德意志联邦共和国和荷兰把煤矿自用电厂和选煤厂建在一起，以利用中煤、煤泥和煤矸石发电。③制造建筑材料：代替粘土作为制砖原料，可以少挖良田。烧砖时，利用煤矸石本身的可燃物，可以节约煤炭。煤矸石可以部分或全部代替粘土组分生产普通水泥。自燃或人工燃烧过的煤矸石，具有一定活性,可作为水泥的活性混合材料，生产普通矽酸盐水泥(掺量小于20％)、火山灰质水泥（掺量20～50％）和少熟料水泥（掺量大于50％）。还可直接与石灰、石膏以适当的配比，磨成无熟料水泥，可作为胶结料，以沸腾炉渣作骨料或以石子、沸腾炉渣作粗细骨料制成混凝土砌块或混凝土空心砌块等建筑材料。英国、比利时等国有专用煤矸石代替矽质原料生产水泥的工厂。煤矸石可用来烧结轻骨料。日本于1964年用煤矸石作主要原料制造轻骨料，用于建造高层楼房，建筑物重量减轻20％。用盐酸浸取可得结晶氯化铝。浸取后的残渣，主要为二氧化矽，可作生产橡胶填充料和湿法生产水玻璃的原料。剩余母液内所含的稀有元素（如锗、镓、钒、铀等），视含量决定其提取价值。此外，煤矸石还可用于生产低热值煤气，制造陶瓷，制作土壤改良剂，或用于铺路、井下充填、地面充填造地。在自燃后的矸石山上也可种草造林，美化环境。参考资料?wtp=tt网络

I. 煤泥活化剂的作用是什么

(一)活化剂是浮选药剂中调整剂之一。用以通过改变矿物表面的化学组成，消除抑制剂作用，使之易于吸附捕收剂。如磷酸乙二胺、磷酸丙二胺、二甲苯、氟硅酸钠、硫酸铵、氯化铵、硫酸亚铁、氢氧化铵等。 (二)由PdCl2·2H2O加络合剂、稳定剂组成。

J. 活化煤泥是什么

活化霉泥指的就是煤炭燃烧之后产生的那些灰尘，然后再拌上一点水之后就变成了泥。