一、技術(shù)名稱：煤礦礦井水超磁分離井下處理技術(shù)
二、技術(shù)所屬領(lǐng)域及適用范圍：煤炭行業(yè) 煤礦井下礦井水
三、與該技術(shù)相關(guān)的能耗及碳排放現(xiàn)狀
全國礦井水綜合利用率僅為59%，不僅使水中的煤泥資源大量浪費(fèi)，而且對(duì)環(huán)境造成污染。我國礦井水處理普遍采用井下沉淀、提升污水上井二次處理工藝技術(shù)。礦井水在提升過程中需消耗電能，按照設(shè)計(jì)要求，噸水百米電耗一般約為0.50kWh/(t·hm)，實(shí)際運(yùn)行常高于此值。由于電耗與所提升礦井水的密度直接相關(guān)，因此降低礦井水的密度即可節(jié)約提升能耗。目前該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)節(jié)能量8萬tce/a，CO2減排約21萬t/a。
四、技術(shù)內(nèi)容
1.技術(shù)原理
該技術(shù)利用永磁技術(shù)實(shí)現(xiàn)快速分離。首先將不帶磁性的含煤懸浮物賦予磁性，通過超磁分離機(jī)進(jìn)行快速固液分離，凈化礦井水；分離出來的煤泥渣，通過磁種回收循環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生低含水率煤泥，經(jīng)壓濾系統(tǒng)得到的煤泥餅直接升井。
2.關(guān)鍵技術(shù)
（1）磁種材料選擇。根據(jù)粒徑、分散性、比重、比表面積、磁性能、絮凝性能、價(jià)格等選擇合適的磁性材料作為磁種，用于非磁性懸浮物的分離；
（2）混凝系統(tǒng)的工藝參數(shù)確定。通過投加混凝與絮凝藥劑，使磁種能與非磁性懸浮物緊密結(jié)合，便于磁分離。在保證混凝效果的基礎(chǔ)上，獲得最短的混凝時(shí)間與絮凝時(shí)間，從而使設(shè)備小型化；
（3）磁種制備投加回收裝置的研制。該裝置能將磁種定量地、高分散性地投加到混凝箱中，參與反應(yīng)；同時(shí)，又能從超磁分離機(jī)中分離出的煤泥渣中提取磁種，將磁粉盡可能地回收重復(fù)使用；
（4）超磁分離機(jī)設(shè)計(jì)。該分離機(jī)的分離性能優(yōu)于冶金行業(yè)用的磁盤機(jī)，使分離后出水的懸浮物小于25mg/l，以便達(dá)到高的水質(zhì)要求，并能處理大流量污水，體積緊湊；
（5）合理的井下處理成套工藝設(shè)計(jì)。包括磁絮凝系統(tǒng)、磁分離系統(tǒng)、藥劑制備投加系統(tǒng)和污泥壓濾系統(tǒng)，具有短流程、大流量泥水分離特點(diǎn)，可直接將污染后的礦井水處理成為潔凈的礦井水和煤泥餅。
3.工藝流程
該技術(shù)的工藝流程見圖1。
五、主要技術(shù)指標(biāo)
主要適用于直徑為0.2mm-0.3mm以下煤粉的提取和回收。
1.SS≤25mg/l；
2.COD≤50mg/l；
3.石油類油≤5mg/l；
4.PH：6-9；
5.煤泥含水率≤30%。
六、技術(shù)鑒定、獲獎(jiǎng)情況及應(yīng)用現(xiàn)狀
該技術(shù)2010年7月通過四川省科技廳組織的成果鑒定，綜合技術(shù)水平達(dá)到國際先進(jìn)。“超磁分離技術(shù)在礦井水井下處理中的應(yīng)用”于2012年10月通過中國煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)成果鑒定，并在山東新巨龍能源公司龍固煤礦810m礦井水處理工程、山東新汶礦業(yè)集團(tuán)協(xié)莊煤礦300m礦井水處理工程、山東新汶礦業(yè)集團(tuán)趙官煤礦471m礦井水處理工程等進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用。
七、典型應(yīng)用案例
應(yīng)用單位：山東新汶礦業(yè)集團(tuán)協(xié)莊煤礦
技術(shù)提供單位：四川環(huán)能德美科技股份有限公司
節(jié)能改造情況：節(jié)能改造前，分別由井下四個(gè)水倉向地面排放，漳村煤礦井下四個(gè)水倉，每年至少清挖一次，每個(gè)水倉清挖需45天左右，人工清挖水倉效率低且存在一定安全隱患，同時(shí)需要大量人員、材料的投入。排水泵百米噸水電耗為0.506kwh。節(jié)能改造內(nèi)容：取消井下沉淀池，直接將礦井水引入超磁分離處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)泥水分離，清水上井，泥餅直接隨原煤皮帶輸送系統(tǒng)升井。主要設(shè)備為超磁分離機(jī)、磁種循環(huán)回收設(shè)備、污泥脫水設(shè)備。
節(jié)能效果：工程運(yùn)行后，礦井水抽出地面的噸水電耗明顯降低，節(jié)約了電費(fèi)；產(chǎn)生的潔凈礦井水可直接回用，節(jié)約水資源開采費(fèi)；減少了污水排放，節(jié)約了排污費(fèi)；由于礦井水質(zhì)提高，減少了對(duì)井下排水泵的腐蝕，節(jié)約了水泵維修、更換費(fèi)用；煤泥水經(jīng)處理后進(jìn)入水倉，基本沒有污泥沉淀，水質(zhì)清澈；煤泥高效回收產(chǎn)生收入并節(jié)約了井下沉淀池清倉所需的人力物力。節(jié)能2280tce/年。經(jīng)濟(jì)效益：節(jié)能技改投資額600萬元，建設(shè)期1年，年產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益401.21萬元。投資回收期1.5年。
八、推廣前景和節(jié)能減排潛力
預(yù)計(jì)未來5年，該技術(shù)在行業(yè)內(nèi)的推廣潛力達(dá)到12%，總投資額12.54億元，年節(jié)能能力48萬tce/a，二氧化碳減排能力126萬tCO2/a。
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