采矿和准备

煤准备电路

四分之三的美国煤炭在密西西比河以东开采。其中一半是“准备”的煤炭。煤炭准备提供了许多商业和环境利益。这些包括通过减少75-80％的灰分和15-80％的痕量元素减少来提高销售煤的质量和商业价值。清洁的煤降低了运输成本以及减少需要处置的燃烧灰分。煤制准备还可以使边际煤炭供应适合销售。

常规的煤制备涉及按大小清洁和分离富含矿物质的颗粒。典型过程包括：

• 原煤预处理
• 清洁煤炭
• 煤炭尺寸和分类
• 煤炭脱水
• 尾矿处理和水澄清

尾矿处理和水澄清

大多数煤炭准备过程都需要大量水。此例外包括压碎，筛选和运输。使用浮选将煤与惰性材料分离。这产生了富含煤炭的废水。该水必须在固体中去除，然后才能将其重复使用或排出。

水平真空带过滤器

水平真空带过滤器脱水泡沫从浮选细胞和其他过程流中溢出。浮选溢出包含被洗涤和分类的煤炭，必须在销售前脱水。水平真空带过滤器可以处理大量的准备煤，并最少关注操作员。

增稠剂

氢碳隆溢流和浮选单元底流固体在A中除去高速增稠剂。增稠剂还接收富含细固体的水平真空带滤液。增稠剂使固体可以沉降并产生澄清的水流，可以将其回收回植物。聚合物用于增稠剂，以促进大型泡沫形成并提高废水质量。传统上，增稠剂的下流被送入蓄水池或尾矿池塘。

糊状增稠剂

糊状增稠剂由于糊状技术的最新改进，已被放置在传统增稠剂的下游。糊状增稠剂会产生厚实的底流糊，该糊状物稳定，暴露于雨水时不会流动或浸出材料。这允许消除煤炭垃圾蓄水以及维持此类废物池塘的相关成本和风险。

阅读有关通过使用糊增稠剂（PDF）修复煤炭垃圾池塘的案例研究

酸地雷引流

酸性矿山排水（AMD）通常以低pH值和高溶解铁为特征。酸性矿山排水也可能包含大量的CO₂，形成碳酸并进一步降低pH值。

有四种化学反应代表黄铁矿风化的化学反应，形成酸矿排水。总体摘要反应如下：

2 fes₂+7 o₂+2 h₂O→2 Feso₄- +2 h₂所以₄
黄铁矿 +氧 +水→硫酸亚铁 +硫酸硫酸

酸性矿物排水废物的特征是红水。最简单的治疗方法是中和和澄清。理想中和首先将其中一种反应物与先前沉淀的固体结合在一起。然后将此混合物与其他反应物混合。这种播种为晶体生长提供了机会。

它还显着减少了反应时间。大多数中和反应的最终pH范围为6-9。许多重金属在此pH范围内沉淀为氢氧化物。但是，如果这些重金属氢氧化物经过几分钟的pH> 11.5进行，则它们转换为晶体样颗粒，比原始氢氧化物更有效地阐明，变稠和过滤器。

最常用的中和剂是石灰。将石灰添加到先前沉淀的混合罐中，通常称为致密罐。具有此高pH值的中和流表是高密度污泥（HDS）流程表。

co₂剥离

多余的公司₂溶解在酸性矿山排水流中，可以使用表面曝气器剥离。降低CO₂水平可以提高pH值高达一个点，并降低pH调节所需的石灰量。此步骤还开始氧化铁和锰，并有助于其降水。

通风

剥离后，在反应/曝气池中混合了来自致密储罐和酸矿物排水流的HDS浆液。充气，高pH和混合的组合会导致铁，锰和其他重金属（如果存在）在设定的pH值下最大程度地沉淀。

增厚/澄清

处理过的水流向增稠剂，以污泥增厚和澄清水。金属作为污泥沉淀，一部分污泥被回收到污泥致密罐中。其余的污泥将处置。通常，污泥还将含有石膏和未反应的石灰，从而增强了对重新离收和金属动员的阻力。重力砂过滤器可在放电前用来抛光溪流，具体取决于许可限制。

污泥处置

根据现场条件，可以将变厚的废物污泥重定向到矿山的另一部分，在处置之前脱水并沉积在垃圾填埋场中，或集中在粘贴和堆叠中。

由于酸矿排水来自废弃的矿山，这些地点通常位于山区，无人居住的地区，那里可能很难进入该地点。许多系统的构建易于操作至关重要。实际上，这些系统通常是为操作而构建的，没有现场操作员。这导致使用苛性碱进行中和。苛性碱是一种液体，比石灰更容易喂食。但是，它并不像石灰一样具有相同的晶体，因此很难沉淀。苛性饲喂的系统对令人不快的责任负有更大的责任，并且应在更长的时间内设计降水箱。同样，苛性剂比石灰贵得多。

低溶解固体（TDS）

虽然大多数由酸性矿水排水（AMD）产生的废物流的特征是低pH（2-4）和高溶解的铁（1,000-10,000 ppm），但有些AMD流不受这些极端污染。这些流可能具有相对较高的pH值（5-7），而溶解的铁水平低至几百ppm。

随着工业应用的水源，尤其是液压压裂（压裂）操作，越来越难以获得，这些边缘优质水流变得越来越有吸引力，可用于回收和用作工艺化妆水。

治疗选择

根据所需的水量，现有矿山水池的水质以及该过程所需的水质，有许多治疗选择。

溶解的铁铁（Fe₂+）首先被氧化为铁铁（Fe₃+），很容易形成不溶性的氢氧化铁络合物Fe（OH）₃。除了提供沉淀铁所需的氧气外，表面曝气器的使用还允许CO₂从水中剥离。这也增加了水流的pH值。

在这些相对较小的流动的情况下，苛性碱（NaOH）用作氢氧化钠源。腐蚀性虽然具有自身的危险性能，但更容易准备和添加到溪流中，涉及较少的资本成本，并且比添加石灰泥浆的污泥少，而石灰泥浆通常用于大型AMD流量。苛性碱还将pH提高到中性水平，以进一步治疗和随后使用。

将聚合物添加到溪流中以辅助泡沫形成，并将流在内联搅拌机或快速混合罐中进行高能混合。这样做是为了确保聚合物溶液完全分散在流中。然后流进入一个慢速的混合罐，这使得开始形成的泡沫生长到足够大且重量足以容易沉降的点。

SuperSettler™倾斜板块澄清器

WestechSuperSettler™Lamella型单元可用于此目的。该单元在相对较小的足迹中提供了一个大型投影区域。此外，它没有运动部件，可以轻松操作和低维护。定居在Lamella部分的固体被收集在底部的料斗中。该料斗可以具有增厚的机构或耙子，作为增稠污泥的选择。

SUPERSAND™连续反冲洗

SuperSettler完美地结合了SUPERSAND™连续反冲洗砂过滤器。这是由于水可以流经两个单元而无需降低的事实。Supers和Supers单元创建了自己的过滤水后洗流，因此无需过滤后的水储存或反冲洗泵。该设备生成了大约3-5％入口流量的恒定肮脏的反洗流。

如果需要低的TDS水才能进行下游过程（即锅炉饲料），则可以将超滤和反渗透添加到系统中以产生这种类型的高质量废水。

根据矿场的不同，每个处理步骤的废物流可以返回矿山的单独部分进行处置。在由于物流或法规而无法实现的装置上，可以应用常规的污泥增厚和脱水技术。