铁矿粉表面性质与过滤性能关系的研究

不同的烧结粉矿在细磨后过滤性能差异明显,且多数烧结粉矿在细磨后表现出较难过滤的特点。为研究不同细磨烧结粉矿过滤性能的影响因素,将罗伊山粉、巴烧粉、安哥拉粉、肯尼亚粉、毛塔粉5种不 同烧结粉矿细磨至-0.074 mm占86.60%,在矿浆浓度60%,压力0.06 MPa、过滤时间180 s的条件下进行过滤试验,从矿粉表面形貌、比表面积、表面吸附水分等矿粉表面性质角度研究其与过滤性能的关系。结果表明： 5种烧结粉矿在细磨后,表面较粗糙、粘附细颗粒较多的矿粉滤饼水分较高,过滤速率较低;滤饼水分较高、过滤速率较低的矿粉比表面积值也较高,相应表面粗糙度也大;矿粉表面吸附最大分子结合水和过滤无法脱 除毛细水决定了滤饼的含水量,滤饼水分高的矿粉表面结合水吸附能力和颗粒间毛细作用更强。因此,改善矿粉的表面性质,可以作为一种提高细磨烧结粉矿的过滤性能的途径。     

矿粉颗粒表面微观形貌对过滤性能的影响

为研究矿粉表面微观形貌对过滤性能的影响,将-200目80%的5种不同的铁精矿粉A、B、C、D、E在过滤压力0.06 MPa、过滤时间3 min的条件下进行过滤试验;并测定5种铁精粉的最大分子水和最大毛细水,用扫描电镜观察其微观形貌。试验结果表明:5种矿粉的滤饼水分、最大分子水和最大毛细水由大到小依次均是A、B、C、D、E,并且与矿粉的表面微观形貌密切相关。矿粉颗粒表面粗糙,吸附较多细小颗粒,其比表面积和表面能较大,毛细管作用较强,所含的最大分子水和最大毛细水较大;毛细管作用强使得过滤速率降低,毛细水的脱除难度增大,最终导致滤饼水分较高。     

精煤蒸气压滤的实验研究

蒸气压过滤把机械和热力过程结合到同一过滤设备上，在温度较低的滤饼表面，蒸气冷凝形成冷凝层，进而从多孔的滤饼中带走毛细水。选择适当的参数，滤饼水分可以达到很低的限度。利用实验室装置系统地研究了影响脱水结果的参数。本文解释了脱水的基本原理和滤饼过滤参数的影响。同时也介绍了可在圆盘过滤机上应用的一种可能脱水方法。     

在聚丙烯酰胺和表面活性剂存在时高岭土悬浮液的絮凝和脱水

本文研究了有无表面活性剂 (SDS、CTAB和TX10 0 )存在时 ,非离子型聚丙烯酰胺聚合物 (PAM N)对水悬浮液中高岭土的絮凝作用。从高岭土表面的电荷、表面活性剂和PAM N在高岭土表面上的吸附量和吸附结构、以及溶液性质讨论了高岭土悬浮液的絮凝和脱水性能。PAM N的絮凝作用使高岭土的沉降速度约增大 2 0倍。絮凝使滤饼单位阻力从 7 8·10 1 1 m/kg降至 1 1·10 1 1 m/kg。但是高分子聚合物将大量水俘获到絮团中 ,使滤饼水分提得很高。表面活性剂预处理降低了PAM N在高岭土上的吸附量 ,这是由于表面活性剂分子堵塞高岭土表面上的一些质点。假设在这些情况下聚合物具有不同的适于通过桥联作用发生絮凝和提高沉降速度的条件。虽然经表面活性剂预处理后高岭土的絮凝没有进一步降低SRF值 ,但滤饼水分大幅度降低。添加PAM N与表面活性剂的混合物使得PAM N在高岭土表面上的吸附量增大 ,但是 ,沉降速度和滤饼水分降低 ,而SRF值不变化     

基于低温氮吸附法的焦煤孔隙表面分形特征

以焦煤的孔隙表面及其分形特征为研究对象,基于低温氮吸附法实验,测定煤样BET和Langmiur比表面积。根据低温氮吸附和脱附曲线特征,定性分析不同焦煤煤样BET法比表面积测值与实际值的偏差。分析比表面积与BJH脱附微孔孔容的关系,认为焦煤比表面积主要受控于脱附微孔孔容。分别计算Freundlich表面分形维数、Langmiur表面分形维数、FHH表面分形维数,认为造成较低覆盖度下FHH表面分形维数大于较高覆盖度下FHH表面分形维数的原因:一是焦煤表面具备多重分形特征;二是多层吸附(毛细凝聚)导致焦煤表面粗糙度下降。较低覆盖度下FHH表面分形维数与焦煤比表面积具有弱正相关性。     

西曲矿选煤厂浮精脱水研究

研究了西曲矿选煤厂浮选精煤的粒度组成、颗粒的表面电性质并进行了工业分析、元素分析和真空过滤脱水试验。试验结果表明，西曲矿选煤厂浮选精矿虽然粒度较细，但是由于煤的内在水分低，表面性质适于降水，可得到低水分产品，加入脱水药剂后，效果更好。     

伊利石对煤泥水过滤机制的影响研究

煤泥水中微细粒伊利石的表面的结构及存在的离子使其界面间作用过程十分复杂,而微细伊利石表面易水化,严重影响煤泥脱水。为了研究微细粒伊利石对煤泥水过滤性能的影响,以阳离子表面活性剂1831、阴离子表面活性剂SDBS以及非离子聚丙烯酰胺NPAM为助滤剂,进行含伊利石煤泥水的过滤试验;并借助Materials Studio 8.0软件,通过分子动力学模拟(MD)从微观角度研究了微细伊利石表面对1831、NPAM、SDBS及H_2O的吸附行为,进一步揭示过程中的微观作用机理。研究结果表明:随伊利石质量分数的增加,煤泥水的过滤时间延长和滤饼水分增加,当伊利石质量分数超过8%后,煤泥水的过滤脱水效果急剧恶化;药剂用量小于50 g/t时,1831作用下含伊利石煤泥水的脱水速度的提升和滤饼水分的降低效果最好,NPAM次之,SDBS效果较差;分子动力学模拟得出H_2O在伊利石(001)面聚集效果:SDBS>NPAM>1831,SDBS作用下H_2O在伊利石表面更易聚集形成水化膜。     

基于滤饼孔隙结构调控的煤泥水分段过滤研究

为了解决煤泥水过滤速度慢、滤饼水分高和卸饼难的问题,基于滤饼孔隙结构的调控,提出了煤泥水分段过滤的工艺。利用煤泥水过滤装置和煤泥滤饼孔隙测量装置,研究了煤泥水分段过滤对滤饼水分、成饼时间、脱水速率和滤饼孔隙结构的影响。研究结果表明:与混合过滤相比,煤泥水分段过滤的滤饼水分低、成饼时间短和脱水速率大,且随着煤泥中-0.074 mm粒级含量的增加,煤泥水分段过滤对滤饼水分、成饼时间、脱水速率的影响先快速增加,达到最大后降低,影响最大的位置在-0.074 mm粒级含量20%~40%;煤泥水分段过滤减少了-0.074 mm粒级对大孔隙的填充,导致滤饼中孔径小于4μm的孔隙含量变化不大,孔径4~50μm的孔隙含量显著减少,孔径大于50μm的孔隙含量明显增大,滤饼的孔隙率增大。     

制备混凝土用细磨镍冶炼水淬渣的活性

研究以细磨镍冶炼水淬渣制备低标号混凝土的工艺。结果表明,细磨的镍冶炼水淬渣部分作骨料,部分作胶凝剂制备低标号混凝土是可行的,可用于路基填充等适宜工程。镍冶炼水淬渣粉活性随磨粉比表面积增加而提高,混凝土强度受镍冶炼水淬渣粉比表面积、用量及添加剂的影响。碱性氧化物含量低、SiO2含量高的酸性镍冶炼水淬渣,欲获得较高的活性,须磨到足够大的比表面积和选用适宜的活化剂。     

一种添加10%褐铁矿粉的混合铁矿粉烧结工艺优化研究

进行了一种添加10%褐铁矿粉(WPF矿粉)的混合铁矿粉烧结工艺优化研究。研究了燃料用量、混合料水分、抽风负压、点火制度对烧结指标的影响。研究表明,WPF矿粉具有较好的制粒和烧结性能,添加10%的WPF矿粉进行配料烧结,通过与其它矿种的合理搭配和必要的烧结工艺参数优化,可获得粒度组成合适、颗粒强度较高的混合料,其成品烧结矿具有强度较大、成品率较高、固体燃耗低、高温冶金性能好、微观结构良好等特点,能满足高炉冶炼的要求。     

煤泥离心过滤和机械压滤的滤饼层粒度分布及其影响

针对离心过滤和机械压滤过程中煤粒成饼机理的差异,采用分层取样法分析对比了煤泥离心过滤与机械压滤两种不同过滤方式形成的滤饼内部的粒度及水分分布特点,基于沉降理论探讨了离心过滤和机械压滤的成饼过程,并分析了入料级配对离心过滤过程中滤饼粒度分布的影响。结果表明:机械压滤形成的滤饼中,颗粒粒度和滤饼水分沿滤饼厚度的方向无显著变化,而离心过滤形成的滤饼中,颗粒粒度和滤饼水分沿滤饼厚度的方向存在较大变化,距离滤网越近,滤饼层颗粒的平均粒度越粗、水分越低;入料级配对离心过滤的滤饼层粒度的径向分布及脱水效果影响显著,随着入料平均粒度的减小,上述径向分布差异呈现缩小的趋势;沿着滤饼厚度的方向,压滤滤饼中的过滤比阻分布是相对均匀的,在理论分析中可近似为常数,而离心过滤的滤饼层的过滤比阻分布具有非均匀性,影响比阻分布的因素具有复杂性。     

矿山充填尾砂过滤脱水性能试验研究

金属矿山充填开采过程中,充填料浆浓度的准确控制对良好的充填质量至关重要,对于以矿山浮选尾矿为充填骨料的充填工艺,浮选尾矿浓密脱水效果是控制充填料浆浓度的一个关键因素。针对胶东地区某黄金矿山浮选尾矿,采用真空过滤试验机测试了不同粒径组成、质量浓度、絮凝剂添加量浮选尾矿浆的过滤脱水性能。结果表明,分级粗尾砂及全尾砂过滤性能较好,过滤速度快,滤饼含水量少,滤饼产量较大,满足工业生产要求,适用于采用过滤脱水工艺;分级细尾砂过滤速度慢,滤饼含水率较大且滤饼产量低,不适合采用过滤工艺进行脱水。砂浆质量浓度的增大会降低过滤速度,滤饼含水量也会有所增大,对于全尾砂矿浆,在矿浆质量浓度为40%时,滤饼产量达到最大值;适量的絮凝剂添加能促进矿浆过滤,但过量添加絮凝剂反而不利于矿浆过滤,对于全尾砂矿浆和分级粗尾砂矿浆,临界絮凝剂添加量为20g/t,对于分级细尾砂矿浆,临界絮凝剂添加量为40g/t。     

絮凝剂的助滤行为分析

对高分子絮凝剂（聚丙烯酰胺）在过滤过程中的作用进行了系统的动态研究，总结了絮凝剂在过滤过程中的行为规律。絮凝剂的助滤作用主要表现在过滤成饼阶段，脱水阶段也有利于部分毛细水排出，但随着脱水时间延长，滤饼水分往往高于未经絮凝的滤饼。     

浓度和粒度对细粒煤滤饼结构影响的研究

为了研究浓度和粒度对细粒煤滤饼结构的影响,对不同条件下的细粒煤进行真空过滤脱水,并采用电子显微镜和计算机图像处理技术对形成的滤饼进行孔隙结构分析,得到滤饼的孔隙率和分形维数,结合过滤速度、滤饼水分和干滤饼密度分析滤饼结构对过滤脱水的影响规律。结果表明:随着煤浆浓度的增加,滤饼的孔隙率减小,从而使过滤速度减小,滤饼水分和密度增大。同一滤饼从底层到上表面,孔隙率减小,分形维数增大。同时物料粒度越细,滤饼分形维数越大,孔隙率越小,特别是当粒度为-0.045mm时,滤饼孔隙率只有5%左右,给细粒煤过滤脱水带来了很大的困难。     

凡口铅锌矿充填用细粒级尾砂脱泥与过滤试验

为解决凡口铅锌矿充填用细粒级尾砂过滤困难的问题,对其进行了旋流器脱泥试验,并通过实验室真空抽滤试验和陶瓷过滤机单滤板过滤试验考察了旋流器沉砂的过滤性能。试验结果表明：采用CZI 100旋流器,在合适的条件下,可大量脱除细粒级尾砂中的-9.98 μm微细粒矿泥,并可使沉砂满足浓度大于60%、作业产率大于40%的要求;所得沉砂过滤性能良好,实验室真空抽滤时的滤液透过速度达到现场细粒级尾砂用盘式过滤机给矿的4倍左右,用陶瓷过滤机单滤板过滤时滤饼水分可降至23%以下。     

基于水化膜弱化促进煤泥脱水机理及试验研究

煤泥颗粒表面水化是煤泥脱水困难的重要因素之一,通过弱化煤泥颗粒表面水化膜促进煤泥高效脱水是一种新的技术方法。为掌握基于弱化水化膜促进煤泥脱水机理,采用密度泛函理论方法模拟了不同长链烷基季铵阳离子(表面活性剂)在煤泥水主要矿物颗粒表面的吸附,通过对吸附构型、Mulliken键布局及电荷的分析,研究了水及药剂在高岭石(001)面、α-石英(001)面和蒙脱石(001)面的吸附机理;通过开展煤泥脱水试验和接触角测试,探讨长链烷基季铵盐药剂对煤泥水分和表面润湿性的影响规律。结果表明,水分子在不同种类矿物(001)面的吸附稳定性顺序为石英>高岭石>蒙脱石,石英对煤泥脱水影响大于高岭石和蒙脱石;长链烷基季铵盐药剂在矿物表面的吸附稳定性明显高于水分子,说明药剂与水分子的竞争吸附作用顺序是蒙脱石>石英>高岭石;长链烷基季铵盐与几种矿物(001)表面吸附均是以静电引力为主,弱氢键为辅。随着长链烷基季铵盐药剂用量的增加,煤泥滤饼水分先减少后增加,当药剂用量为500 g/t效果最好,水分降低2.25%以上;随着药剂用量和链长的增加煤泥表面疏水性显著增加。控制药剂用量是实现高效煤泥脱水的技术关键,添加适量的表面活性剂有利于弱化矿物表面的水化膜,过量长链烷基季铵盐阻碍煤泥脱水。     

煤泥水压滤滤饼孔隙结构特征研究

滤饼的孔隙结构是影响煤泥水过滤效果的关键因素,但煤泥滤饼孔隙结构测量中存在滤饼结构易损坏和煤颗粒与孔隙难区分的难题。为了深入研究煤泥水压滤滤饼孔隙结构特征,建立了煤泥滤饼固化装置与方法,利用偏光显微镜研究了入料中-0.074 mm粒级含量、过滤压力对煤泥滤饼孔隙结构的影响。结果表明:随着入料中-0.074 mm粒级含量增加,滤饼孔径、孔面积和孔隙率降低速率变缓,孔隙孔径分布范围变窄,孔隙构成中的小孔径孔隙所占比例增加,孔隙截面边界分形维数变大,滤饼孔隙截面边界更曲折,孔隙结构更复杂;煤泥水过滤压力增加主要压缩滤饼中的大孔径孔隙,过滤压力越大,滤饼孔隙压缩越严重,滤饼孔隙率越低,孔隙截面边界分形维数越大,滤饼孔隙边界越曲折,孔隙结构越复杂。     

表面活性剂对赤铁矿精矿助滤试验研究

赤铁矿浮选精矿往往存在因药剂残余导致的细粒精矿过滤困难等问题,为了高效便捷地解决这一问题,选用了十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚-10、丁二酸二异辛酯磺酸钠和十六烷基三甲基溴化铵共五种表面活性剂型助滤剂对其进行实验室真空过滤试验研究。以巴西某赤铁矿精矿为研究对象,以油酸钠为捕收剂体系,分别考察了油酸钠用量、助滤剂用量和质量浓度、矿浆pH和温度对滤饼比阻和滤饼含水率的影响。结果表明,随油酸钠用量的增大,滤饼比阻和含水率均增大。最佳用量条件下,五种助滤剂均能使滤饼比阻和含水率降低,其中在室温以及自然pH条件下,十六烷基三甲基溴化铵对滤饼比阻的降低效果最好,十二烷基磺酸钠对滤饼含水率的降低效果最好。矿浆pH和温度对助滤剂降低滤饼比阻的影响幅度不大,而对含水率的影响较为明显。      

复合型助滤剂与煤表面氧的作用规律

依据XPS分析和热重-差热分析结果，采用多元线性回归的分析方法建立了煤表面氧与滤饼水分最低值之间的相关关系.在不使用助滤剂的情况下，影响滤饼水分最低值的主要因素是煤表面的总含氧量，特别是COO氧的含量，C-O-C,C-O-H氧对滤饼水分最低值的影响很小；加入复合型助滤剂以后，氧含量对滤饼水分的影响全部消失，复合型助滤剂屏蔽了煤表面氧对滤饼水分的影响，因而取得了良好的助滤效果.     

兰炭粉末对剩余污泥浓缩脱水的影响及机理探究

以陕西榆林高挥发分烟煤在中低温条件下干馏热解所得的兰炭粉末对污水处理厂剩余污泥进行调理,在对兰炭粉末及其调理前后城市污泥理化特性分析的基础上,研究经兰炭粉末调理后城市污泥的沉降、浓缩、脱水性能的改善,并通过Zeta电位、显微镜、扫描电镜、红外光谱分析,探讨了兰炭粉末调理污泥的机理。实验结果表明:兰炭粉末按质量比(兰炭粉末/干污泥)为250%投加时,污泥过滤比阻由3.22×1013m/kg降到了4.33×1011m/kg,沉降速率由3.0mL/min提高到了34.3mL/min,污泥浓缩含水率也从98.6%降到了91.2%,滤饼含水率从87.8%降到了63.6%,污泥的热值从10.68MJ/kg提高到21.77MJ/kg。兰炭粉末调理污泥的机理主要是通过吸附作用改善污泥絮凝性能,在抽滤过程中通过构建骨架结构以保持泥饼的高渗透性,减弱污泥亲水性,增强污泥疏水性。