截至9月15日,国家能源集团所属煤炭开采水资源保护与利用全国重点实验室自主研发的改性煤基固废除氟剂及生产装备,在中国神华所属神东煤炭布尔台煤矿完成工业生产验证,累计生产除氟剂2万公斤,该除氟剂后续将应用于矿井水除氟现场。
目前,高氟矿井水普遍采用吸附法处理,以羟基磷灰石吸附和树脂吸附为主。这些技术普遍存在材料成本高、处理效果易受原水pH值和共存离子影响、出水水质不稳定等问题,难以满足矿井水大规模处理需求。
针对上述问题,煤炭开采水资源保护与利用全国重点实验室提出“以废治废”技术思路,创新开发“一步固相法”改性煤基固废除氟剂制备技术。该技术以神东矿区煤矸石、粉煤灰等煤基固废为原料,经机械化学固相反应,使铝系改性试剂与煤基固废中的硅、铝元素形成新的化学键,实现煤基固废表面晶相重构,从而制备出新型除氟剂。
相较于传统除氟吸附剂,该除氟剂更适用于神东矿区水质条件,且在矿井水除氟过程中,无需额外调节pH值和预除浊,可将矿井水中氟化物含量稳定降至1mg/L以下,并实现氟化物、悬浮物一步去除。经第三方机构检测评估,处理后形成的污泥为一般固体废物,环境风险可控。该除氟剂可用于含氟矿井水井下处理,配合井下充填开采等技术,实现矿井水低成本除氟与煤基固废资源化利用双重目标。
同时,实验室自主设计研发了基于振动球磨机改进的改性煤基固废除氟剂生产装置,突破传统振动球磨机设备产能不足、难以连续生产的瓶颈。经三个月工业生产验证,除氟剂实现稳定生产,技术可靠性得到充分确认。
下一步,该实验室将进一步优化除氟剂性能,改进生产装置和制备工艺,提升产品稳定性与规模化生产水平;同时加快该技术在神东矿区及类似矿区的推广应用,推动矿井水高效利用与煤基固废规模化处置,为煤炭绿色开采和矿区生态保护提供有力科技支撑。