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 Engineering‚China University of Mining and Technology‚Beijing100083‚China 2） School of Civil and Environmental Engineering‚University of Science and Technology Beijing‚Beijing100083‚China ABSTRACT T he 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 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 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 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