粒度组成特性对煤泥脱水效果影响的研究

基于细粒煤泥的粒度分布特性进行真空过滤脱水,以煤浆的脱水速度、滤饼水分和过滤比阻为判定指标,对均匀度煤浆的脱水性质和不同粒度组成进行分析。试验结果表明,均匀度相差不大,煤浆的脱水效果随着粒度的减小而急剧恶化;粒度组成相似,随着均匀度的减小,煤浆的脱水效果会逐渐变好。这是由于-0.045mm微细颗粒容易堵塞滤纸,从而降低滤饼的透气性,影响煤炭脱水效果。     

基于电化学预处理对细粒煤脱水效果的试验研究

为了解决细粒煤含水量较高,在炼焦时需要消耗更多的能量,延长炼焦时间,减少生产效率,且在运输过程中增加了运输成本等问题。本文通过添加不同价态的无机电解质,探究了电化学预处理对细粒煤泥脱水的影响,采用了滤饼水分、过滤速度、p H值以及电导率表达了无机阳离子电解质对细粒煤脱水的影响。试验结果表明:添加NaCl后,滤饼水分含量增加,煤浆过滤速度降低,不利于细粒煤脱水;添加CaCl2和AlCl3后,滤饼水分含量明显降低,过滤速度增加,且铝离子与氢氧根离子结合生成了凝聚剂,与细粒煤凝聚成大颗粒,有助于细粒煤脱水。     

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。     

基于显微CT技术的滤饼微观孔隙结构研究

通过真空过滤试验考察了颗粒粒度对过滤速度的影响,使用X射线计算机断层扫描技术获取滤饼的微观结构细节,分析颗粒性质对滤饼孔隙结构的影响,并对孔隙度、孔径分布、连通性、迂曲度等一系列关键孔隙结构参数进行了定量表征。结果表明:当平均粒径从10μm增加到60μm时,其过滤速度明显增大,滤饼多孔介质的孔隙率由41.15%增大到50.27%,孔隙平均直径从19.27μm增大到31.15μm。此外,入料颗粒粒度较细时,滤饼孔隙连通性较差,流体运移的路径明显减少,导致过滤脱水困难。而且随着颗粒粒度的增大,滤饼孔隙的迂曲度显著下降,滤液通过滤饼孔道的阻力也随之减小,从而改善过滤效果。     

超细粒煤过滤脱水最佳工艺条件的研究

选煤过程中超细粒煤的数量剧增,会使过滤效果恶化,产品水分指标难以保证。文章主要研究了煤浆浓度、抽滤时间、煤浆pH值对超细粒煤过滤脱水效果的影响,从而确定过滤脱水的最佳工艺条件。试验结果表明:当煤浆浓度为300g/L、抽滤时间为3min、煤浆pH值为7.99左右时,过滤后滤饼水分较低,滤液的浊度较小,过滤速度也较快。     

化学助滤剂对微细粒煤泥的助滤作用研究

以选煤厂<0.25mm微细粒煤泥为研究对象,考查了不同类型化学助滤剂的作用效果。研究结果表明:絮凝(凝聚)剂型助滤剂的作用以提高过滤速度为主,表面活性剂类助滤剂则以降低滤饼水分为主;不同药剂联合使用可使煤泥过滤效果得到显著改善,几种药剂组合均可使煤泥的过滤速度提高3～4倍,且滤饼水分低于空白值;絮团结构表征结果说明,絮团的分形维数越大,其结构越规则,煤泥的过滤速度越快。     

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。     

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。     

表面活性剂在细粒煤过滤脱水中的作用研究

为改善细粒煤产品水分指标偏高问题,通过试验分别研究了煤浆浓度、抽滤真空度、抽滤时间以及处理量对滤饼含水率的影响,确定了细粒煤过滤脱水的较佳工艺条件:煤浆浓度为300 g/L、真空度为0.06 MPa、抽滤时间为4 min、细粒煤处理量为150 g,此时滤饼水分最低,为26.08%。不同种类表面活性剂对细粒煤过滤脱水助滤作用的研究结果表明:非离子表面活性剂Span-80助滤效果较好,且以煤油做溶剂所复配成的助滤剂其助滤效果明显优于单一的药剂,复配药剂作为助滤剂出现了协同效应,能更有效地降低滤饼水分,含水率较不加药剂下降6%。     

高岭石对煤泥脱水效果的影响及机理研究

黏土矿物的存在给煤泥的固液分离带来了巨大挑战,探究黏土矿物对煤泥脱水的影响机制十分必要。通过真空过滤试验、润湿热测量、SEM分析、zeta电位和核磁共振测试分析了高岭石对煤泥脱水效果的影响机理。结果表明:高岭石对煤泥的过滤脱水有很大的影响。加入高岭石后,煤泥的过滤速度降低,滤饼水分和比阻升高。煤的润湿热值为0.389J/g,而高岭石的润湿热值为1.819J/g,高岭石的亲水性远远高于煤。粒度分析、SEM和zeta电位分析结果表明,高岭石会在煤颗粒表面发生罩盖,进而降低煤颗粒的疏水性。核磁结果表明,高岭石滤饼的水分驰豫时间分布于5.33ms～37.64ms,小于煤的水分弛豫时间,说明滤饼孔隙尺寸更小,滤饼结构更加致密,对水分子的束缚程度更大,因而不利于水分的脱除。     

影响细粉煤滤饼含湿量的主要因素研究

在实验室条件下对5种变质程度不同的细粉煤进行了过滤脱水研究,探讨了煤的变质程度、粒度组成以及过滤推动力对滤饼含湿量的影响。结果表明,随着煤料的超细粉含量增加和煤变质程度降低,滤饼含湿量和过滤操作时间均增加,随过滤推动力的增加,滤饼的含湿量降低,煤料的粒度越细,过滤推动力的影响越显著。     

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。     

An investigation into an improved method of fine coal dewatering

An improved method of dewatering fine coal (−500 μm) by vacuum filtration was developed. Tests on a bench scale vacuum filter showed that when the applied vacuum was interrupted during the dewatering cycle, a lower final moisture content could be achieved. There was also an increase in the dewatering rate, as well as a lower breakthrough pressure. Further investigation showed that if the filter cake was intentionally damaged (causing for an increased air flow rate, and a decrease in applied vacuum), a product with lower final moisture and an increase in the dewatering rate was obtained. This led to the conclusion that increased air flow through a filter cake was more advantageous than an increase in the applied vacuum.     

选煤厂煤泥压滤脱水研究

煤炭浮选过程中,滤饼水分严重影响了煤泥质量。为了降低滤饼水分含量,分析了加压过滤机入料的粒度组成,研究了不同压滤压力、压滤时间、入料浓度对煤泥水脱水效果的影响,并进行了压滤动力学分析。试验结果表明,加压过滤机入料中-0.074 mm粒级含量为70.42%,不利于煤泥水的脱水;煤泥水脱水速率随压滤压力增大而增大;在压滤压力为0.3 MPa、压滤时间为120 s、入料浓度为400 g/L的最佳条件下,滤饼水分可降至22.60%。此试验结果为选煤厂煤泥水压滤脱水工艺优化提供了数据支撑。     

Enhanced ultrafine coal dewatering using flocculation filtration processes

Ultrafine coal (−150 μm) can be effectively cleaned using advanced separation techniques such as column flotation, however, dewatering it to below 20 percent moisture level using the conventional dewatering techniques is difficult. A comparative flocculation filtration study was performed for enhancing dewatering of ultrafine coal using vacuum, hyperbaric, and centrifugal filters. The cationic and anionic flocculants were added into the slurry individually or in combinations.Vacuum filtration results showed that use of flocculants increased filtration rate by several times and/or substantially reduced cake moisture. Combined use of anionic and cationic flocculants showed further improvement. Addition of flocculants significantly increased filtration rate of hyperbaric filtration and reduced cake moisture in centrifugal filtration. Anionic flocculant was more effective in enhancing fine coal dewatering than cationic flocculant in vacuum filtration while cationic flocculant was more effective in high shear centrifugal filtration. A new approach on using flocculants in vacuum filtration is proposed for enhanced fine coal dewatering.     

细粒浮选精煤加压过滤深度脱水试验研究

为了解决现场加压过滤机处理细粒浮选精煤水分超标问题,采用自制实验室加压过滤脱水系统,进行了一系列细粒浮选精煤的絮凝脱水试验,考察了絮凝剂类型、剂量、空气压力和通气时间等因素对脱水过程的影响。通过试验,滤饼水分降低到16.61%,滤液固体物浓度为0.90%。同时,发现絮凝剂能够明显缩短过滤的穿透时间,且阴离子型絮凝剂效果较好;空气压力和通气时间对降低滤饼水分的影响显著。     

煤粉浆液十字流微滤试验研究

以三种粒径等级的煤粉悬浮液为滤浆,研究了煤粉滤浆十字流微滤的特性,滤浆流速对滤液流速的影响,剪切力作用与滤液流速的关系,以及滤液流速随过滤时间的变化规律。试验结果表明,滤液流速随滤浆流速增加而增大,但存在一个临界最大值;剪切力的增加会使滤液流速显著增大,继续增大剪切力对滤液流速影响却不大;获得平稳的滤液流速大概需要50min左右。