一种煤矿疏干水处理材料与煤矿疏干水处理工艺的制作方法

文档序号:13622679阅读:615来源:国知局
本发明属于环境保护领域与材料领域,具体涉及一种煤矿疏干水处理材料与煤矿疏干水处理工艺。
背景技术
:长期以来,矿井疏干水一直被视作水害加以预防和治理。矿井疏干水的排放不仅大量浪费宝贵的地下水资源,而且也造成了一系列严重的环境污染问题。对矿井水进行处理并加以利用,不但可防止水资源流失,避免对水环境造成污染,而且对于缓解矿区供水不足、改善矿区生态环境、最大限度地满足生产和生活需要具有重要意义。根据矿井水所含污染物的特征,将矿井水分为洁净、高悬浮物、酸性、高矿物和含特殊污染物等多种污水,人们并对各类水的特征及处理技术进行了较为详细的研究。比较一致的看法是矿井疏干水在回收利用时,应根据用途按分质分用、经济方便的原则,其利用方面主要是井下用水、煤矿工业用水、生活用水、农业灌溉用水和生态用水等。煤矿疏干水是在采煤过程中从煤层中涌出的污水,采用传统的污水过滤吸附材料处理疏干水,存在再生工艺复杂问题,和吸附材料成本高,以及污染物需要进一步处理的问题,容易引起二次污染。技术实现要素:针对现有技术的缺陷或不足,本发明提供一种煤矿疏干水处理材料及煤矿疏干水处理工艺。本发明所提供的煤矿疏干水处理材料的制备方法包括:在1300-1500℃、压力2-6mpa条件下,原料煤与氧气和水蒸气进行气化反应制得煤气,反应副产的渣料为煤矿疏干水处理材料,所述原料煤为挥发分大于35wt%,灰分小于15wt%的烟煤或者长焰煤;氧气与原料煤的体积质量比为:0.6-0.8m3/kg;水蒸汽与原料煤质量比为:0.1-0.3kg/kg;气化反应时的原料煤碳转化率为60-80wt%。在一实施方案中,本发明的煤矿疏干水处理材料中碳含量大于60wt%。在一种实施方案中,本发明的煤矿疏干水处理材料的比表面积为500-2000m2/kg、粒度为0.5-5mm、密度为2.0-2.65g/cm3。在又一实施方案中,本发明的煤矿疏干水处理材料的亚甲基蓝吸附量大于2mg/g。在另一种实施方案中,本发明的煤矿疏干水处理材料的低位热值不低于12mj/kg的煤基固体材料。本发明提供的煤矿疏干水处理工艺包括:利用本发明的煤矿疏干水处理材料对煤矿疏干水进行过滤处理,得到处理后的水和过滤煤尘,之后将饱和的煤矿疏干水处理材料与过滤煤尘作为煤炭产品使用。参考图1,煤矿疏干水通过本发明的材料的过滤吸附后,将疏干水中煤尘截留在过滤吸附材料中,水中的重金属和cod都被吸附材料吸附,过滤吸附材料饱和后,直接从疏干水处理系统中卸出,送入配煤系统,根据不同的热值要求,将过饱和的滤吸附材料配入煤中,作为煤炭产品出售。与现有技术相比,本发明的优点在于:本发明利用煤气化过程生产过滤吸附材料,作为一次性过滤材料,不需要再生,污染物和吸附材料直接进入煤炭产品中出售,不仅经济效益好,而且大幅度降低疏干水处理成本同时,实现以废治废的目的,社会效益良好。附图说明图1为本发明的材料循环使用工艺流程图。具体实施方式实施例1:该实施例的煤矿疏干水处理材料制备方法包括:在1300℃、6mpa条件下,挥发分为41%、灰分小于15wt%的烟煤与氧气和水蒸气进行气化反应得煤气,反应副产的渣料为煤矿疏干水处理材料。其中氧煤比为0.7m3/kg、汽煤比为0.2kg/kg,所制得的材料含碳量为70wt%。将制备的材料按照煤矿疏干水质量50wt%的重量比投入模拟疏干水中的金重属污染溶液,测试该材料对重金属去除率,结果如表1所示:表1起始原液1小时2小时3小时cr6+含量(mg)0.37540.07310.05620.0505吸附率%081%85%87%模拟疏干水中有机污染物,起始cod浓度为352mg/g,按照模拟疏干水和处理材料重量比1:1吸附3小时后,测量剩余cod浓度,并计算吸附率,如表2所示。表2过滤吸附饱和后,材料的干基热值为13.5mj/kg,可以用于配煤。实施例2:该实施例的煤矿疏干水处理材料制备方法包括:在1350℃、5mpa条件下,挥发分为39%、灰分小于15wt%的烟煤与氧气和水蒸气进行气化反应,反应副产的渣料为煤矿疏干水处理材料。其中氧煤比为0.8m3/kg、汽煤比为0.3kg/kg,所制得的材料含碳量为65wt%。将制备的材料按照煤矿疏干水质量40wt%的重量比添加到模拟含有重金属溶液的疏干水中,测试该材料对重金属去除率,结果如表3所示:表3起始原液1小时2小时3小时4小时cr6+含量(mg)0.37540.06290.05090.04590.0306吸附率%083%86%89%92%模拟疏干水中有机污染物,起始cod浓度为1300mg/g,按照疏干水和材料重量比6:4吸附3小时后,测量剩余cod浓度,并计算吸附率,结果如表4所示。表4过滤吸附饱和后,材料的热值为15.1mj/kg,可以用于配煤。实施例3:该实施例的煤矿疏干水处理材料制备方法包括:在1400℃、6.5mpa条件下,挥发分为44%、灰分小于15wt%的长焰煤与氧气和水蒸气进行气化反应得煤气,反应副产的渣料为煤矿疏干水处理材料。其中氧煤比为0.8m3/kg、汽煤比为0.1kg/kg,所制得的材料含碳量为73wt%。将制备的材料按照30wt%的重量比添加到模拟疏干水中,测试该材料对重金属去除率,结果如表5所示:表5起始原液1小时2小时3小时4小时cr6+含量(mg)0.37540.09400.05630.04150.0270吸附率%075%85%89%93%模拟疏干水中有机污染物,起始cod浓度为1300mg/g,按照疏干水和材料重量比7:3吸附3小时后,测量剩余cod浓度,并计算吸附率,结果如表6所示。表6过滤吸附饱和后,材料的热值为14.8mj/kg,可以用于配煤。当前第1页12
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