D0I:10.13374/1.issnl00103.2008.08.00I 第30卷第8期 北京科技大学学报 Vol.30 No.8 2008年8月 Journal of University of Science and Technology Beijing Aug:2008 高浊度矿井水水质特性 何绪文)钱大益)谭远斌)李丹)陈静) 1)中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院，北京1000832)北京科技大学土木与环境工程学院，北京100083 摘要通过对高浊度矿井水悬浮物的粒度分布，表面特性及其混凝沉降特性的研究，揭示了其水质特性，分析了影响高浊 度矿井水悬浮颗粒与混凝剂亲和能力的主要原因·研究发现：矿井水所含悬浮物主要是粒径较小的煤粉和岩粉，而且表现出 不同程度的负电性，自然沉降比较困难.随着煤化程度的加深，煤粉的润湿性逐渐降低，与混凝剂的亲和能力逐渐减弱。 关键词矿井水：煤粉；岩粉：粒度分布：润湿性：混凝 分类号TD926.5:X751 Quality characteristics of mine drainage with high turbidity HE Xuwen).QIA N Dayi2).TAN Yuanbin )LI Dan),CHEN Jing) 1)School of Chemical and Environmental Engineering.China University of Mining and Technology,Beijing 100083.China 2)School of Civil and Environmental Engineering:University of Science and Technology Beijing Beijing 100083.China ABSTRACT The quality characteristics of mine drainage with high turbidity were described on the basis of investigating the particle size distribution.the characteristics of suspended particle surface,and the coagulating characteristics in mine drainage,and the influ- encing factors on the affinity bet ween coagulants and suspended particles in mine drainage treatment were analyzed.The results show that the suspended particles in mine drainage mainly consist of coal and rock grains with small size and negative electric charge which make them hard to naturally subside.As the coal rank goes to higher,the wettability of coal grains and the affinity between coal and coagulants decreases gradually. KEY WORDS mine drainage:coal grain:rock grain:particle size distribution:wettability:coagulation 我国矿井水排放量大，是相当可观的水资源，但 成、表面电荷及润湿接触角，探讨矿井水的物理、化 矿井水的利用率只有26%左右·悬浮物含量高是矿 学特性与混凝沉降效果之间的关系，为不同煤种的 井水普遍存在的问题，此类水分布较广，全国大多 矿井水处理，特别是混凝剂的优化筛选提供依据 数矿井水均属此类型.矿井水中悬浮物主要是地下 1.2仪器及表征 水受开采影响带入的煤尘和岩粉，这种矿井水多呈 (1)粒度分布.取搅拌均匀的200mL水样于 灰黑色，感官性状比较差，混浊度也比较高，固体悬 浮物(SS)含量一般在100~400mgL-1之间可]. 250mL烧瓶中超声分散2min,振荡摇匀，立即用移 液管取样20mL滴加到装有高纯水的测试烧杯中， 除悬浮物和细菌外，煤矿矿井水的水质受到水文地 待搅拌分散均匀后用Mastersizer2000激光粒度分 质条件、水动力学、地质化学、矿床地质构造条件和 析仪测定（泵速为1500rmin1),并用仪器自带软 开采条件的影响，其水质与普通地表水的水质有明 显的差异，具有显著的煤炭行业特征]. 件输出相关数据. 1 (2)润湿接触角，将粉碎后粒径大于20mm的 实验方法与主要仪器 煤样烘干除去表面水分，置于研体研磨，全部过筛到 1.1实验方法 80m(190目)以下.定量取样，在500MPa压力下 通过测定不同煤种矿井水中悬浮物的粒度组 压制成直径13mm,厚约2mm的具有压光平面的试 收稿日期：2007-06-28修回日期：2007-10-08 基金项目：国家自然科学基金资助项目(Na-50578172):教有部资助项目(N。.107022) 作者简介：何绪文(l964一)，男，教授，博士生导师，E-mail:hexuwen(@sina.com:cn
高浊度矿井水水质特性 何绪文1） 钱大益2） 谭远斌1） 李 丹1） 陈 静1） 1） 中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院北京100083 2） 北京科技大学土木与环境工程学院北京100083 摘 要 通过对高浊度矿井水悬浮物的粒度分布、表面特性及其混凝沉降特性的研究揭示了其水质特性分析了影响高浊 度矿井水悬浮颗粒与混凝剂亲和能力的主要原因．研究发现：矿井水所含悬浮物主要是粒径较小的煤粉和岩粉而且表现出 不同程度的负电性自然沉降比较困难．随着煤化程度的加深煤粉的润湿性逐渐降低与混凝剂的亲和能力逐渐减弱． 关键词 矿井水；煤粉；岩粉；粒度分布；润湿性；混凝 分类号 TD926∙5；X751 Quality characteristics of mine drainage with high turbidity HE Xuwen 1）QIA N Dayi 2）T A N Y uanbin 1）LI Dan 1）CHEN Jing 1） 1） School of Chemical and Environmental EngineeringChina University of Mining and TechnologyBeijing100083China 2） School of Civil and Environmental EngineeringUniversity of Science and Technology BeijingBeijing100083China ABSTRACT T he quality characteristics of mine drainage with high turbidity were described on the basis of investigating the particle size distributionthe characteristics of suspended particle surfaceand the coagulating characteristics in mine drainageand the influencing factors on the affinity between coagulants and suspended particles in mine drainage treatment were analyzed．T he results show that the suspended particles in mine drainage mainly consist of coal and rock grains with small size and negative electric charge which make them hard to naturally subside．As the coal rank goes to higherthe wettability of coal grains and the affinity between coal and coagulants decreases gradually． KEY WORDS mine drainage；coal grain；rock grain；particle size distribution；wettability；coagulation 收稿日期：2007-06-28 修回日期：2007-10-08 基金项目：国家自然科学基金资助项目（No．50678172）；教育部资助项目（No．107022） 作者简介：何绪文（1964—）男教授博士生导师E-mail：hexuwen＠sina．com．cn 我国矿井水排放量大是相当可观的水资源但 矿井水的利用率只有26％左右．悬浮物含量高是矿 井水普遍存在的问题此类水分布较广全国大多 数矿井水均属此类型．矿井水中悬浮物主要是地下 水受开采影响带入的煤尘和岩粉这种矿井水多呈 灰黑色感官性状比较差混浊度也比较高固体悬 浮物（SS）含量一般在100～400mg·L —1之间［1—5］． 除悬浮物和细菌外煤矿矿井水的水质受到水文地 质条件、水动力学、地质化学、矿床地质构造条件和 开采条件的影响其水质与普通地表水的水质有明 显的差异具有显著的煤炭行业特征［6—8］． 1 实验方法与主要仪器 1∙1 实验方法 通过测定不同煤种矿井水中悬浮物的粒度组 成、表面电荷及润湿接触角探讨矿井水的物理、化 学特性与混凝沉降效果之间的关系为不同煤种的 矿井水处理特别是混凝剂的优化筛选提供依据． 1∙2 仪器及表征 （1） 粒度分布．取搅拌均匀的200mL 水样于 250mL 烧瓶中超声分散2min振荡摇匀立即用移 液管取样20mL 滴加到装有高纯水的测试烧杯中 待搅拌分散均匀后用 Mastersizer 2000激光粒度分 析仪测定（泵速为1500r·min —1）并用仪器自带软 件输出相关数据． （2） 润湿接触角．将粉碎后粒径大于20mm 的 煤样烘干除去表面水分置于研钵研磨全部过筛到 80μm （190目）以下．定量取样在500MPa 压力下 压制成直径13mm厚约2mm 的具有压光平面的试 第30卷 第8期 2008年 8月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．30No．8 Aug．2008 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2008．08．001
第8期 何绪文等：高浊度矿井水水质特性 .845 片，每种煤样压片五个，并将其置于饱和食盐水中恒 矿井水会在井下水仓自然沉淀一段时间，大粒径的 湿48h,然后滴加蒸馏水珠（每次液滴直径维持在 煤、岩颗粒物已被沉淀下来，通过对几个矿井水水 2mm左右)，置于JY-82型接触角测定仪上进行测 样的悬浮物粒度进行分析可以看出（如图1），排到 定 地面的矿井水总悬浮物中平均88%的粒径在50hm (3)电位.取800mL矿井水水样于1L烧杯 以下，而粒径大于80m的部分不超过5%，即矿井 中，以150rmin-搅拌10min,静置10min,用注射 水中悬浮物的主要成分是粒径极为细小的煤粉和岩 器从烧杯中部取悬浊液3mL,注入50mL锥形瓶 尘·对于如此细小的颗粒物用自然沉降的方法是很 中，加入蒸馏水定容并振荡均匀，用ZC一2000型S 难去除的.矿井水中悬浮物中密度较轻的煤粉含量 电位仪测定其电位， 最多，使得悬浮物的平均密度较低（约1.2~ (4)浊度，原水浊度的测定前需震荡均匀，混 1.3gcm3),明显低于悬浮物中以泥沙为主的地表 凝反应结束后静置沉淀l5min后取上清液用 水(1.9~2.6gcm-3),这给矿井水的自然沉降带来 GDS3型散射式浊度仪测定浊度 了一定的困难.此外，细小颗粒在水中还受颗粒的 2实验结果及分析 布朗运动的影响，颗粒界面间的相互作用，使得矿井 水性质复杂化，不但具有悬浮液的特性，还具有胶体 2.1矿井水中悬浮物的粒度分析 的某些性质。因此必须向原水中投加适量的混凝 矿井水中悬浮物的粒度分布，特别是微细颗粒 剂，破坏水中胶体的稳定性，使细微颗粒聚集成较大 的含量，对矿井水的处理具有重要意义，由于一般 的絮团，加快沉降速度，提高净化效果 1I0 题鹤壁九矿 ⑨汾西柳湾矿☑汾西高阳矿周神东榆家梁矿 100 圈淮北临涣矿回淄博双沟矿塑平朔小峪矿目平均值 0 80 70 2mya ≤10 s15 ≤25 g50 R0 粒径牡m 图1矿井水中悬浮物的粒度分布 Fig.I Particle size distribution in mine drainage 2.2矿井水中悬浮物的表面特性 羧基（一C0OH)、羰基(>C0)、酚羟基（一OH)和甲 2.2.1矿井水中悬浮物的S电位 氧基(CH3一O一)，煤表面的基团一CO0H中的H 要把悬浮物从水中分离出来，就必须考察矿井 容易失去使得煤粒带负电，另外煤颗粒容易吸附水 水中煤一水界面的电化学性质，对取自皖北、介休、 中油性物质也是煤粒带负电的重要原因. 牛马司、大同、平顶山等矿区具有代表意义的八个水 由于矿井水中的颗粒表现为负电性，与同类的 样进行表面电动势测定，结果分别为：一24.87， 胶体微粒电性相同，它们之间的静电斥力阻止微粒 -20.70,-22.01,-19.14,-30.15,-27.63, 间彼此接近而聚合成较大的颗粒，另外带电荷的胶 一26.12，一29.3mV.从实验结果可以看出：矿井 体和反离子都能与周围的水分子发生水化作用，形 水悬浮物的电位介于-19.14mV至-30.15mV 成一层水化膜，也阻碍各胶粒的聚合，一种胶体的 之间，均表现出不同程度的负电性，矿井水中的颗 胶粒带电越多，其电位就越大，扩散层中反离子 粒物表现为负电性的原因主要是由于煤粉颗粒易带 越多，水化作用也越大，水化层也越厚，因此扩散层 负电荷，煤分子的外围部分主要是含氧官能团，如 也越厚，稳定性越强。因此，矿井水中胶体能长期处
片每种煤样压片五个并将其置于饱和食盐水中恒 湿48h然后滴加蒸馏水珠（每次液滴直径维持在 2mm左右）置于 JY—82型接触角测定仪上进行测 定． （3） ζ电位．取800mL 矿井水水样于1L 烧杯 中以150r·min —1搅拌10min静置10min用注射 器从烧杯中部取悬浊液3mL注入50mL 锥形瓶 中加入蒸馏水定容并振荡均匀用 ZC—2000型 ζ 电位仪测定其ζ电位． （4） 浊度．原水浊度的测定前需震荡均匀混 凝反应结束后静 置 沉 淀 15min 后 取 上 清 液 用 GDS—3型散射式浊度仪测定浊度． 2 实验结果及分析 2∙1 矿井水中悬浮物的粒度分析 矿井水中悬浮物的粒度分布特别是微细颗粒 的含量对矿井水的处理具有重要意义．由于一般 矿井水会在井下水仓自然沉淀一段时间大粒径的 煤、岩颗粒物已被沉淀下来．通过对几个矿井水水 样的悬浮物粒度进行分析可以看出（如图1）排到 地面的矿井水总悬浮物中平均88％的粒径在50μm 以下而粒径大于80μm 的部分不超过5％即矿井 水中悬浮物的主要成分是粒径极为细小的煤粉和岩 尘．对于如此细小的颗粒物用自然沉降的方法是很 难去除的．矿井水中悬浮物中密度较轻的煤粉含量 最多使 得 悬 浮 物 的 平 均 密 度 较 低 （约 1∙2～ 1∙3g·cm —3）明显低于悬浮物中以泥沙为主的地表 水（1∙9～2∙6g·cm —3）这给矿井水的自然沉降带来 了一定的困难．此外细小颗粒在水中还受颗粒的 布朗运动的影响颗粒界面间的相互作用使得矿井 水性质复杂化不但具有悬浮液的特性还具有胶体 的某些性质．因此必须向原水中投加适量的混凝 剂破坏水中胶体的稳定性使细微颗粒聚集成较大 的絮团加快沉降速度提高净化效果． 图1 矿井水中悬浮物的粒度分布 Fig．1 Particle size distribution in mine drainage 2∙2 矿井水中悬浮物的表面特性 2∙2∙1 矿井水中悬浮物的 ζ电位 要把悬浮物从水中分离出来就必须考察矿井 水中煤—水界面的电化学性质．对取自皖北、介休、 牛马司、大同、平顶山等矿区具有代表意义的八个水 样进行表面电动势测定结果分别为：—24∙87 —20∙70—22∙01—19∙14—30∙15—27∙63 —26∙12—29∙3mV．从实验结果可以看出：矿井 水悬浮物的 ζ电位介于—19∙14mV 至—30∙15mV 之间均表现出不同程度的负电性．矿井水中的颗 粒物表现为负电性的原因主要是由于煤粉颗粒易带 负电荷．煤分子的外围部分主要是含氧官能团如 羧基（—COOH）、羰基（＞CO）、酚羟基（—OH）和甲 氧基（CH3—O—）．煤表面的基团—COOH 中的 H 容易失去使得煤粒带负电另外煤颗粒容易吸附水 中油性物质也是煤粒带负电的重要原因． 由于矿井水中的颗粒表现为负电性与同类的 胶体微粒电性相同它们之间的静电斥力阻止微粒 间彼此接近而聚合成较大的颗粒另外带电荷的胶 体和反离子都能与周围的水分子发生水化作用形 成一层水化膜也阻碍各胶粒的聚合．一种胶体的 胶粒带电越多其 ζ电位就越大扩散层中反离子 越多水化作用也越大水化层也越厚因此扩散层 也越厚稳定性越强．因此矿井水中胶体能长期处 第8期 何绪文等： 高浊度矿井水水质特性 ·845·
.846 北京科技大学学报 第30卷 于稳定状态，这也是矿井水中悬浮物不能自然沉降 同时还能适当降低色度、硬度、细菌总数、硫酸盐等 的一个重要原因， 一般通过混凝实验来考察矿井水的混凝沉降特性， 2.2.2矿井水中悬浮物的润湿性 实际生产过程中的混合、反应、沉淀可以在烧杯中模 煤表面疏水性实质上是煤表面上的气体被水取 拟出现.由于不同煤种的表面特性不同，使得不同 代的难易程度，一般用接触角的大小来表示，煤表 煤种与混凝剂的亲和能力有很大的差别，本实验考 面为一非均相结构，其中无机物与有机物非常复杂 察了两种不同煤化阶段（褐煤、焦煤，分别进行了三 地结合在一起，共同影响着煤的润湿性，对几种典 组实验)的煤矿矿井水的混凝沉降特性：含焦煤矿井 型煤化阶段煤种的煤粉润湿接触角的统计结果分别 水原水浊度范围为152~160NTU,Ss含量为195~ 为：褐煤4061°，长焰煤60~63°，气煤65~72°，肥 230mgL;含褐煤矿井水原水浊度范围为148~ 煤71~75°，焦煤86~90°，无烟煤84~93°.可以看 163NTU,SS含量为180~210mgL1.两个水样 出：在褐煤阶段，由于表面极性官能团较多，因而对 悬浮物含量均很高，浊度和悬浮物含量相差不大，所 水的润湿性较好，接触角较小.随着煤阶的增高， 选药剂是常用的无机高分子混凝剂PAC和有机高 表面极性官能团的数量逐渐减少，芳香度增加，润湿 分子絮凝剂PAM.实验搅拌参数如下：先以 性下降，接触角逐渐变大，无烟煤的润湿性最差，煤 300rmin-1快速搅拌1min,再以150rmin-1中速 的表面结构是影响煤粉颗粒润湿性的内因，煤的润 搅拌1min,最后以50rmin1慢速搅拌l5min.搅 湿性主要取决于煤化阶段，一旦煤种确定，则润湿 拌结束后静置沉淀l5min取上清液测定浊度，实验 性主要取决于疏水的有机碳含量和亲水的灰分含 结果如图2和图3所示，从图2可知：PAC处理含 量，煤的润湿性直接影响混凝剂与矿井水中悬浮物 焦煤矿井水的最佳投药量范围为20~40mgL-1, 的亲和能力 达到的上清液浊度为0.8~1.0NTU;PAC处理含 2.3矿井水中悬浮物与混凝剂的亲和能力 褐煤矿井水的最佳投药量范围为4~6mgL,达 利用混凝剂可以有效去除矿井水中的悬浮物， 到的上清液浊度为0.2~0.9NTU,PAC对两种水 14 (a) (b) 州一焦煤1 12 “一褐煤 IN/ 4-焦煤2 -褐煤2 一焦煤3 煤3 6 10152025303540 23 50 PAC投药量mgL-月 PAC投药量(mgL) 图2PAC最佳投药量曲线 Fig.2 Curves of optimum dosage for PAC 42 上清液浊度为22NTU;PAM处理含褐煤矿井水的 37 最准投药量是1mgL-1,达到的上清液浊度为 ⊙一焦煤 合一褐煤 32 15.5NTU.PAM对两种水样均具有一定的处理效 27 果，加药后形成的矾花较大，但静置后上清液依然浑 22 浊，且固液分界面不清，处理效果不是很好 > 比较同种混凝剂对不同矿井水的处理效果可以 发现，不论是无机混凝剂还是有机混凝剂，在处理过 0 0.5 1.0 1.5 2.0 PAC投药量/(mgL) 程中对褐煤的亲和能力都比较强，而对焦煤的亲和 能力较弱，这与煤的表面特性有很密切的关系：低 图3PAM最佳投药量曲线 阶段煤的大分子芳香缩合环周边有较多活性基团 Fig-3 Curves of optimum dosage for PAM (主要为羧基、羟基等)，煤粒表面与水、混凝剂的亲 样均具有较好的处理效果，从图3可知：PAM处理 和能力强：随着煤化程度增高，活性基团逐渐减少， 含焦煤矿井水的最佳投药量是0.6mgL-1,达到的 无烟煤阶段芳香族稠环周围的侧链几乎消失，煤向
于稳定状态这也是矿井水中悬浮物不能自然沉降 的一个重要原因． 2∙2∙2 矿井水中悬浮物的润湿性 煤表面疏水性实质上是煤表面上的气体被水取 代的难易程度一般用接触角的大小来表示．煤表 面为一非均相结构其中无机物与有机物非常复杂 地结合在一起共同影响着煤的润湿性．对几种典 型煤化阶段煤种的煤粉润湿接触角的统计结果分别 为：褐煤40～61°长焰煤60～63°气煤65～72°肥 煤71～75°焦煤86～90°无烟煤84～93°．可以看 出：在褐煤阶段由于表面极性官能团较多因而对 水的润湿性较好接触角较小．随着煤阶的增高 表面极性官能团的数量逐渐减少芳香度增加润湿 性下降接触角逐渐变大无烟煤的润湿性最差．煤 的表面结构是影响煤粉颗粒润湿性的内因煤的润 湿性主要取决于煤化阶段．一旦煤种确定则润湿 性主要取决于疏水的有机碳含量和亲水的灰分含 量．煤的润湿性直接影响混凝剂与矿井水中悬浮物 的亲和能力． 2∙3 矿井水中悬浮物与混凝剂的亲和能力 利用混凝剂可以有效去除矿井水中的悬浮物 同时还能适当降低色度、硬度、细菌总数、硫酸盐等． 一般通过混凝实验来考察矿井水的混凝沉降特性 实际生产过程中的混合、反应、沉淀可以在烧杯中模 拟出现．由于不同煤种的表面特性不同使得不同 煤种与混凝剂的亲和能力有很大的差别．本实验考 察了两种不同煤化阶段（褐煤、焦煤分别进行了三 组实验）的煤矿矿井水的混凝沉降特性：含焦煤矿井 水原水浊度范围为152～160NTUSS 含量为195～ 230mg·L —1 ；含褐煤矿井水原水浊度范围为148～ 163NTUSS 含量为180～210mg·L —1．两个水样 悬浮物含量均很高浊度和悬浮物含量相差不大所 选药剂是常用的无机高分子混凝剂 PAC 和有机高 分子 絮 凝 剂 PAM．实 验 搅 拌 参 数 如 下：先 以 300r·min —1快速搅拌1min再以150r·min —1中速 搅拌1min最后以50r·min —1慢速搅拌15min．搅 拌结束后静置沉淀15min 取上清液测定浊度实验 结果如图2和图3所示．从图2可知：PAC 处理含 焦煤矿井水的最佳投药量范围为20～40mg·L —1 达到的上清液浊度为0∙8～1∙0NTU；PAC 处理含 褐煤矿井水的最佳投药量范围为4～6mg·L —1达 到的上清液浊度为0∙2～0∙9NTU．PAC对两种水 图2 PAC 最佳投药量曲线 Fig．2 Curves of optimum dosage for PAC 图3 PAM 最佳投药量曲线 Fig．3 Curves of optimum dosage for PAM 样均具有较好的处理效果．从图3可知：PAM 处理 含焦煤矿井水的最佳投药量是0∙6mg·L —1达到的 上清液浊度为22NTU；PAM 处理含褐煤矿井水的 最佳投药量是1mg·L —1达到的上清液浊度为 15∙5NTU．PAM 对两种水样均具有一定的处理效 果加药后形成的矾花较大但静置后上清液依然浑 浊且固液分界面不清处理效果不是很好． 比较同种混凝剂对不同矿井水的处理效果可以 发现不论是无机混凝剂还是有机混凝剂在处理过 程中对褐煤的亲和能力都比较强而对焦煤的亲和 能力较弱．这与煤的表面特性有很密切的关系：低 阶段煤的大分子芳香缩合环周边有较多活性基团 （主要为羧基、羟基等）煤粒表面与水、混凝剂的亲 和能力强；随着煤化程度增高活性基团逐渐减少 无烟煤阶段芳香族稠环周围的侧链几乎消失煤向 ·846· 北 京 科 技 大 学 学 报 第30卷
第8期 何绪文等：高浊度矿井水水质特性 .847. 高度聚合的石墨化结构发展，最后完全失去这些活 ment of mine water with high concentration.Ind Water Treat, 性基团而成憎水物质，所以随着煤化程度的加深， 2003,23(5):55 (郭德，吴大为，张秀梅。高浓度矿井水的处理方案与实践、工 它与混凝剂的亲和能力就逐渐下降. 业水处理，2003,23(5)：55) 3结论 [3]Li F Q.Yang J.He X W,et al.Study of the reclamation and reuse of mine water with high TDS.iron and manganese content. (1)从矿井水悬浮物的粒度分布看，矿井水并 J China Univ Min Technol.2006.35(5):637 不完全属于悬浮液体系，可以认为含细微颗粒物的 (李福勤，杨静，何绪文，等.高矿化度高铁高锰矿井水回用处 理工艺研究.中国矿业大学学报，2006,35(5)：637) 矿井水属于半胶体体系，即悬浮体和胶体的过渡态， [4]Gao L,Zhou R L.Xu C L,et al.Discussion on the relation be- 兼有悬浮体系和胶体体系的特征， tween coal species and the characteristics of quality of mine (2)煤粉颗粒均表现不同程度的负电性，不同 drainage.Energy Environ Prot.2005.19(6):15 煤化阶段的煤分子表面结构大不相同，煤粒表面所 (高亮，周如禄，徐楚良，等.煤种与煤矿矿井水质特性之间的 带电荷数量也不相同，因而其亲水程度各异， 相关性探讨.能源境保护，2005,19(6)：15) (3)无机混凝剂PAC对高浊度矿井水去除效 [5]Orumwense F O.Estimation of the wettability of coal from con- tact angles using coagulants and flocculants.Fuel.1998.77(9/ 果很好，单独投加有机高分子絮凝剂PAM效果不 10):1107 佳.随着煤化程度的加深，煤粒与混凝剂的亲和能 [6]Budinova T,Petrov N,Minkova V.et al.Influence of thermo- 力就会逐渐下降. oxidative treatment on the surface properties of anthracite.Fuel. (4)选择合适的混凝剂和助凝剂不仅能保证出 1998,77(6):577 水水质，而且还能有效降低矿井水的处理成本.考 [7]Liu L M,Lian C J,Gao H G,et al.Experimental investigation 虑到高浊度矿井水的特殊性，在高浊度矿井水处理 of mine drainage electrochemistry characteristic and its applica- tion.Energy Enwiron Prot,2003.17(2):13 中应当根据悬浮颗粒的表面特性和混凝沉降实验来 (刘立民，连传杰，高洪阁，等.矿井水电化学特性的实验研究 优化混凝剂的选择和搅拌参数的设计， 及其应用.能源环境保护，2003,17(2)：13) [8]Xiao L P.Yu Y.Experimental research on making mining 参考文献 drainage a usable water resource using coagulation method in Fux- [1]He X W.Waste Water Treatment and Reuse of Mine Drainage in coal mining area.China Univ Min Technol,2002.31(2): Beijing:Coal Industry Press,2002 212 (何绪文·废水处理与矿并水资源化北京：煤炭工业出版社， (肖利萍，于洋，卓新矿区矿井水资源化混凝实验研究·中国 2002) 矿业大学学报，2002,31(2)：212) [2]Guo D.Wu D W.Zhang X M.Scheme and practice of the treat-
高度聚合的石墨化结构发展最后完全失去这些活 性基团而成憎水物质．所以随着煤化程度的加深 它与混凝剂的亲和能力就逐渐下降． 3 结论 （1） 从矿井水悬浮物的粒度分布看矿井水并 不完全属于悬浮液体系可以认为含细微颗粒物的 矿井水属于半胶体体系即悬浮体和胶体的过渡态 兼有悬浮体系和胶体体系的特征． （2） 煤粉颗粒均表现不同程度的负电性不同 煤化阶段的煤分子表面结构大不相同煤粒表面所 带电荷数量也不相同因而其亲水程度各异． （3） 无机混凝剂 PAC 对高浊度矿井水去除效 果很好单独投加有机高分子絮凝剂 PAM 效果不 佳．随着煤化程度的加深煤粒与混凝剂的亲和能 力就会逐渐下降． （4） 选择合适的混凝剂和助凝剂不仅能保证出 水水质而且还能有效降低矿井水的处理成本．考 虑到高浊度矿井水的特殊性在高浊度矿井水处理 中应当根据悬浮颗粒的表面特性和混凝沉降实验来 优化混凝剂的选择和搅拌参数的设计． 参 考 文 献 ［1］ He X W．Waste Water T reatment and Reuse of Mine Drainage． Beijing：Coal Industry Press2002 （何绪文．废水处理与矿井水资源化．北京：煤炭工业出版社 2002） ［2］ Guo DWu D WZhang X M．Scheme and practice of the treatment of mine water with high concentration．Ind Water T reat 200323（5）：55 （郭德吴大为张秀梅．高浓度矿井水的处理方案与实践．工 业水处理200323（5）：55） ［3］ Li F QYang JHe X Wet al．Study of the reclamation and reuse of mine water with high TDSiron and manganese content． J China Univ Min Technol200635（5）：637 （李福勤杨静何绪文等．高矿化度高铁高锰矿井水回用处 理工艺研究．中国矿业大学学报200635（5）：637） ［4］ Gao LZhou R LXu C Let al．Discussion on the relation between coal species and the characteristics of quality of mine drainage．Energy Environ Prot200519（6）：15 （高亮周如禄徐楚良等．煤种与煤矿矿井水质特性之间的 相关性探讨．能源境保护200519（6）：15） ［5］ Orumwense F O．Estimation of the wettability of coal from contact angles using coagulants and flocculants．Fuel199877（9／ 10）：1107 ［6］ Budinova TPetrov NMinkova Vet al．Influence of thermooxidative treatment on the surface properties of anthracite．Fuel 199877（6）：577 ［7］ Liu L MLian C JGao H Get al．Experimental investigation of mine drainage electrochemistry characteristic and its application．Energy Environ Prot200317（2）：13 （刘立民连传杰高洪阁等．矿井水电化学特性的实验研究 及其应用．能源环境保护200317（2）：13） ［8］ Xiao L PYu Y．Experimental research on making mining drainage a usable water resource using coagulation method in Fuxin coal mining area．J China Univ Min Technol200231（2）： 212 （肖利萍于洋．阜新矿区矿井水资源化混凝实验研究．中国 矿业大学学报200231（2）：212） 第8期 何绪文等： 高浊度矿井水水质特性 ·847·