CPAM离子度对高泥化煤泥水沉降特性的影响研究

为研究不同离子度阳离子型聚丙烯酰胺（CPAM）对高泥化煤泥水的沉降特性与作用机理，使用李家壕选煤厂高泥化煤泥水研究对象，对其进行了粒度粒度组成和矿物组成等性质的研究。运用煤泥水絮凝沉降试验方法研究了CPAM的离子度对高泥化煤泥水沉降速度、澄清区浊度、压缩区厚度以及沉降动力学的影响。测试了煤泥颗粒表面Zeta电位，分析了不同离子度CPAM对煤泥颗粒Zeta电位的影响规律。使用Turbiscan Lab稳定性分析仪对不同离子度条件下的煤泥水稳定性进行了研究。基于煤泥水沉降特性和动力学稳定性分析了CPAM离子度对煤泥水的沉降作用机理。研究结果表明：煤泥水中大量易泥化难沉降的高岭石颗粒和高细颗粒含量是煤泥水难沉降的主要原因。相同用量下，离子度较低时，CPAM对煤泥水的沉降效果较差；离子度高时煤泥水沉降速度较低，压缩区厚度较高，浊度较低；离子度较高时，煤泥水的沉降效果好，其中离子度为30%～60%的CPAM在用量为36 g/m3时，煤泥水的沉降效果最好，沉降速度快、浊度低、压缩区厚度薄。CPAM离子度对煤泥水沉降效果和稳定性有很大的影响。CPAM因其长链上含有带正电的活性基团易与带负电煤泥颗粒表...     

布尔台选煤厂煤泥水特性的研究

针对布尔台选煤厂煤泥水沉降难、药剂消耗大的问题,采用XRD、激光粒度分析仪和微电泳仪研究分析了煤泥水的矿物组成、粒度组成以及颗粒表面电性。研究结果表明:煤泥主要矿物质为高岭土和蒙脱石,该类黏土矿物遇水易泥化成微米级颗粒,导致煤泥水沉降困难;块煤、末煤系统浓缩机入料中0.045 mm粒级煤泥含量分别为45.8%、47.1%,细粒含量较高;块煤系统和末煤系统浓缩机入料的Zeta电位的绝对值均高于20 m V,颗粒间静电斥力较大,煤泥水体系较稳定,不易发生絮凝沉降。     

后所煤矿选煤厂难沉降煤泥水沉降特性研究

为探索后所煤矿选煤厂难沉降煤泥水的有效沉降方法,以该厂煤泥水为研究对象,基于煤泥水性质分析进行自然沉降试验、凝聚沉降试验、凝聚-絮凝联合沉降试验。试验结果表明:粘土矿物含量高,水的硬度小、浓度高,颗粒表面电负性强是煤泥水难沉降的主要原因;凝聚-絮凝联合沉降可显著提高煤泥水的沉降效果,当PAC、PAM用量分别为200、9 mg/L时,煤泥水沉降效果最好,上清液浊度为41.90 NTU,初始沉降速度为8.13 cm/min。     

选煤厂难沉降煤泥水性质及特点研究

以神东某选煤厂难沉降煤泥水为研究对象,分析了该难沉降煤泥水的离子组成、煤泥粒度和矿物组成及颗粒电动电位,并从循环系统的角度分析了煤泥水的沉降特点。分析结果表明,煤泥水水质硬度低、煤泥颗粒粒度细、粘土矿物质含量高、颗粒表面电负性强是造成煤泥水难以沉降的原因,粘土矿物的存在不仅能够使煤泥水分散体系稳定存在,而且具有自身强化机制,这是造成煤泥水难沉降的直接因素。     

黏土矿物对煤泥表面性质的影响

针对黏土含量较高的难处理煤泥水,以深度脱灰后的浮选精煤为研究对象,采用扫描电子显微镜、Zeta电位仪研究了3种常见黏土矿物高岭石、蒙脱石和伊利石对煤泥表面性质的影响.电子显微镜扫描结果表明:高岭石和伊利石在煤泥水中分散性差,存在较多大颗粒,有利于煤泥水沉降,而蒙脱石软化崩解后粒度更细,更易均匀分散,不利于煤泥水沉降.Zeta电位测定结果显示:高岭石和伊利石对煤表面的电负性影响较小,而蒙脱石增加了混合煤样的电负性,使煤泥颗粒更易稳定悬浮,不利于煤泥水沉降.从混合煤样的表面形貌和电位测定结果可得出,蒙脱石是影响煤泥水沉降效果的主要黏土矿物.     

阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)和聚合氯化铝(PAC)絮凝埃洛石的试验研究

提纯富集后的微细粒埃洛石脱水困难,为考察添加絮凝剂对埃洛石絮凝沉降的影响,以聚丙烯酰胺(CPAM)为阳离子有机高分子絮凝剂、聚合氯化铝(PAC)为无机高分子絮凝剂,比较这2种不同类型的絮凝剂对埃洛石的絮凝效果。结果表明:以CPAM为絮凝剂时,在CPAM用量为7 mg/L、搅拌转速为500 r/min、搅拌时间为2min、沉降时间为10 min时,絮凝效果最好,上清液浊度为15.64 NTU;以PAC为絮凝剂时,在PAC用量为20 mg/L、搅拌转速为500 r/min、搅拌时间为3 min、沉降时间为40 min时,絮凝效果最好,上清液浊度为55.01 NTU。Zeta电位测试结果表明:在试验pH范围内,埃洛石表面电位均为负值;添加PAC后,埃洛石表面Zeta电位负值小幅提高;添加CPAM后,pH4.1时,埃洛石表面电位由负转正,pH5.5后,埃洛石表面Zeta电位较未添加CPAM时负值小幅提高。与PAC相比,CPAM絮凝沉降埃洛石所需药剂用量少,沉降速度快,沉降效率高,受pH影响小,CPAM发生絮凝作用时产生的絮团体积大;埃洛石外管壁上硅氧四面体层带负电,与CPAM中带正电荷的—N+(CH_3)_3基团发生静电吸引,降低了埃洛石表面的Zeta电位绝对值,压缩了表面的双电层,并且CPAM分子可以同时连接多个埃洛石纳米管,发生架桥作用,形成的链条缠绕成网,对溶液中的埃洛石微粒进行网捕卷扫,从而形成比PAC发生絮凝作用时更大的絮团沉淀。     

聚合氯化铝对贯屯煤泥的助滤机理研究

为了研究聚合氯化铝对煤泥压滤的作用机理,采用激光粒度分析仪和X射线衍射仪(XRD)对煤泥水粒度分布和矿物组成成分进行测试分析煤泥性质,添加不同用量的聚合氯化铝来测煤泥表面的Zeta电位,进行加压过滤形成滤饼观察其内部结构。     

聚合氯化铝对选择性聚团法制备超纯煤的影响

为探索选择性聚团法制备超纯煤的工艺条件,以太西无烟煤为研究对象,分析了太西无烟煤的性质和矿物质的种类。采用选择性聚团法对超细粉碎后的煤粉进行分选实验,研究了研磨时间、煤油用量、仲辛醇用量和聚合氯化铝用量对精煤灰分和收率的影响,并对比了氯化铝、26%和29%的聚合氯化铝对分选效果的影响。通过Zeta电位仪测定添加不同用量的聚合氯化铝的煤样Zeta电位,利用光学接触角测量仪测定不同聚合氯化铝用量下的太西煤样和人工矿物表面的润湿性,采用DLVO理论计算揭示聚合氯化铝对煤中异类矿物质颗粒间相互作用机制。结果表明,当煤油用量为1.19 kg/t、仲辛醇用量为0.40 kg/t、聚合氯化铝用量为50 g/t、研磨时间为30 min时,分选出的超纯煤灰分达到0.64%,精煤产率为68.91%。相同药剂用量下,添加聚合氯化铝比氯化铝的浮选精煤产率高,与未添加聚合氯化铝分选效果相比,精煤灰分降低了0.18%,精煤产率提高了19.38%。当26%和29%聚合氯化铝用量为50 g/t时,两者精煤产率都达到最大,分别为68.91%和75.00%,精煤灰分分别为0.64%和0.71%,添加26%聚合氯化铝比29%聚合氯化铝脱灰效果好。随着聚合氯化铝用量的增加,煤的Zeta电位值不断增加,由-28.7 mV增加到-20.63 mV。添加聚合氯化铝后煤的接触角增加,疏水性增强,人工矿物表面亲水性增加,煤与人工矿物表面差异性增大。随着聚合氯化铝用量的增加,煤表面Zeta电位值不断增加,由-28.7 mV增加到-20.63 mV。添加聚合氯化铝后煤接触角增加,然而,人工矿物接触角减少,由于煤的疏水性和人工矿物亲水性增加,导致两者表面性质差异增大。根据DLVO理论计算,聚合氯化铝增强了煤与蒙脱石颗粒之间斥力作用,同时增加了煤中无机矿物质的团聚效果,减少了无机矿物质对煤颗粒表面罩盖和异质细泥夹带作用,降低了精煤灰分。聚合氯化铝和氯化铝对煤中矿物质脱除具有促进作用,低用量条件下聚合氯化铝分选效果优于氯化铝。     

六偏磷酸钠对浮选中煤泥与黏土颗粒间相互作用的影响

通过浮选试验、Zeta 电位测试、吸附量试验和扩展的DLVO理论计算,考察六偏磷酸钠对浮选中煤泥与黏土颗粒间相互作用的影响,研究六偏磷酸钠的作用机理。结果表明:高岭石含量较多时会对煤泥浮选产生不利影响,高岭石含量达到20%,精煤回收率降低18.70%;低用量的六偏磷酸钠会抑制高岭石上浮而对煤影响较小,高用量的六偏磷酸钠会失去选择抑制性;六偏磷酸钠用量为1000g/t时,能使煤和高岭石的Zeta电位分别从-25mV、-39mV移至-32mV、-57mV,增强了颗粒间静电排斥作用;同时,六偏磷酸钠水解形成的大分子吸附于高岭石表面,当颗粒相互靠近时产生较强的排斥力,增强了颗粒之间的空间稳定化作用能。     

金属阳离子对高岭石颗粒沉降影响机理研究

高岭石是高泥化煤泥水中的主要矿物，具有粒度细、易泥化、表面荷电等特点，在煤泥水中长时间保持稳定分散状态，不利于煤泥水快速沉降。研究了常见金属阳离子Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Al³⁺对高岭石颗粒沉降特性的影响，并采用Zeta电位、傅里叶变换红外光谱、微量热、接触角及激光粒度仪等分析手段揭示金属阳离子在高岭石沉降过程中的作用机理。结果表明，在自然pH条件下，加入Al³⁺后综合沉降指标最优，沉降效果最好，其次是Ca²⁺和Mg²⁺,加入K⁺和Na⁺沉降效果相对较差；加入金属阳离子可降低高岭石表面Zeta电位绝对值，压缩双电层，促进高岭石颗粒凝聚及沉降；金属阳离子可与高岭石表面亲水性羟基官能团发生反应，抑制高岭石的水化作用，导致表面疏水性增强，有利于高岭石颗粒疏水聚团及沉降。     

动能输入对高泥化煤泥水疏水聚团的影响

通过对高泥化煤泥水中微细粒进行表面接触角测定、Zeta电位测试、聚团形态观测及疏水聚团沉降试验,考察了动能输入对十八烷基三甲基氯化铵(1831)作用下微细煤泥颗粒疏水聚团的影响规律,并通过扩展的DLVO理论对1831作用前后煤泥水中微细粒间作用势能进行了计算,分析了动能输入条件下高泥化煤泥水疏水聚团的作用机理。结果表明:动能输入有利于促进1831改善煤泥颗粒表面疏水性,增强1831降低颗粒表面电负性的效果;合理的动能输入能够促进煤泥颗粒形成结构紧密的疏水聚团,提高煤泥水疏水聚团沉降效率。势能计算结果进一步证实合理的动能输入是1831作用下煤泥颗粒疏水聚团的必要条件;同时还表明煤泥颗粒在1831作用下形成疏水聚团的主要原因是"吸附电中和"和疏水作用,其中以疏水作用为主导。     

微波辐照改变煤泥水沉降过滤性能的机理

针对高灰、细泥含量高的煤泥水固液分离困难、系统复杂和效果差等问题,采用微波辐照预处理方法优化煤泥水沉降过滤特性。探索了微波辐照前后煤泥水的沉降特性,过滤特性,煤泥颗粒表面电性及粒度分布规律。试验结果表明:微波辐照后,煤泥水沉降特性明显改善,絮凝沉降效果显著,药耗降低,最优方案为微波预处理2 min,PAM用量0.75 m L;煤泥水过滤分离性能显著提高,煤泥比阻明显降低,最大降低54%;过滤脱水效果变好,真空抽滤后的含水率最大下降到15.89%;煤颗粒表面的Zeta电位的绝对值减小,最大降低24%,双电层被压缩,颗粒间总的相互作用势能减小,颗粒发生凝聚,产生颗粒粗大化现象,小于10μm的颗粒减少30%左右,大于74μm的颗粒增加3倍多,有利于煤泥水的沉降。     

难沉降煤泥水的凝聚-絮凝沉降试验研究

针对煤泥水难以自然沉降的问题,根据煤泥水的特性,选择聚丙烯酰胺为絮凝剂,明矾和聚合氯化铝为凝聚剂,进行了两组复配药剂的凝聚-絮凝沉降对比试验.试验结果表明:聚丙烯酰胺和聚合氯化铝联合使用的效果优于聚丙烯酰胺和明矾的联合;最佳试验条件是聚丙烯酰胺和聚合氯化铝联合使用,聚丙烯酰胺用量6mg/L,聚合氯化铝用量60mg/L,处理后上清液浓度为0.03g/L.     

煤泥水中固体颗粒表面电性研究

颗粒表面ξ电位对煤泥水的沉降特性有重要的影响,而煤泥水的酸碱度即pH值直接影响其所含颗粒的表面电性和凝聚剂(絮凝剂)在煤泥水中的存在形态,本次试验通过NaOH和HCl调节煤泥水的pH值,采用微电泳仪测定煤泥水中固体颗粒的表面电位,试验测得当pH值等于2.7时,ξ电位等于0,即等电点为2.7。     

下沟选煤厂煤泥水絮凝沉降试验研究

为了解决煤泥水难沉降、回水质量差的问题,下沟选煤厂选用不同种类的絮凝剂和添加凝聚剂的方式研究煤泥水的沉降性能。结果表明,该煤泥水自然沉降困难,使用阴离子型Al9020絮凝剂并添加适量的聚合氯化铝铁(PAFC)凝聚剂能够显著提高煤泥水的沉降速度,且最佳药剂制度为:先添加120 g/m~3的PAFC,再加入24 g/m~3的Al9020,能够改善循环水水质。     

某萤石选矿多泥尾矿水絮凝沉降试验研究

研究了河北某500 t/d萤石选厂尾矿絮凝沉降特性。用聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)复配成复合絮凝剂(PAC+PAM)应用于此尾矿水的处理,完成了聚合氯化铝(PAC)和4种聚丙烯酰胺H101、H102、H103和H104组合药剂的尾矿沉降脱水试验。结果表明,同时添加聚合氯化铝(PAC)与聚丙烯酰胺H102组成的组合药剂较为有效,H102的最佳用量为50 g/t,聚合氯化铝的最佳用量是200 g/t,尾矿中SS含量对沉降效果存在影响,SS含量越低,沉降越快,且药剂用量较少,效果较好。     

细粒煤泥的沉降方法--载体沉降

收捕介质(载体)与要处理的煤泥水混合,加入凝聚剂和絮凝剂,通过改变颗粒表面性质或桥联作用使细颗粒粘附于收捕介质上或通过桥联作用形成粒度大、重量大的絮团,使其整体沉降速度提高,澄清水浓度降低,最终达到细粒煤泥全部被捕获沉降.     

高泥化煤泥水的疏水聚团沉降试验研究

为探寻煤泥水聚团沉降新技术,以季铵盐类药剂为表面活性剂开展了高泥化煤泥水疏水聚团沉降试验研究,考察了药剂用量、动能输入、p H值等因素对高泥化煤泥水疏水聚团沉降的影响规律。结果表明:季铵盐能够改善颗粒表面疏水性,降低颗粒表面电负性,提高煤泥颗粒疏水聚团效果,季铵盐烷基链越长,药剂用量越大,对煤泥颗粒的聚团效果越强;高矿浆浓度煤泥水有利于煤泥颗粒形成疏水聚团;合适的动能输入能增强疏水聚团效果;随着p H值(p H=4~12)增大,沉降速度增大,但上清液透光率有所减小。当煤泥水质量浓度为26 g/L,采用p H=8.6、药剂1831用量3 000 g/t、搅拌强度750 r/min及搅拌时间10 min时煤泥水沉降效果较好,沉降速度达0.83 cm/min,透光率达78.6%。     

难沉降煤泥水性质研究

以神火煤电公司新庄选煤厂的难沉降煤泥水为研究对象,利用离子色谱分析仪、X-射线衍射仪、激光粒度分析仪、傅立叶红外光谱分析仪、微型电泳仪等分析测试手段,全面分析难沉降煤泥水的水质特性、矿物组成、粒度组成、表面电性等特性,得出导致煤泥水难沉降的主要原因是煤泥水中粘土矿物含量较高,泥化现象严重,颗粒粒度小,表面带有很强的负电荷,具有胶体稳定特性.     

电化学作用对伊利石颗粒凝聚沉降性能的影响

伊利石矿物是煤中主要黏土矿物之一,其遇水易泥化,泥化后形成的微细颗粒黏度大,难于沉降,给煤泥水净化回收带来困难,同时也严重影响洗选作业各环节的正常运行。因此,本文针对伊利石颗粒在水中难沉降的问题,拟采用电化学方法对其进行改性处理,研究电化学作用对伊利石类黏土矿物凝聚沉降行为的影响,探索一种解决易泥化、难沉降煤泥水的处理方法。具体研究过程为:笔者首先用氯化钙电化学体系对其进行了改性处理,并用JS94H型微电泳仪和JC2000B静滴接触角测定仪测试了不同电位梯度电化学条件下改性后伊利石的ζ电位和表面接触角,然后利用EDLVO理论计算了不同电化学条件下伊利石颗粒间的静电作用能、极性作用能和总作用能,最后用沉降试验验证了不同电化学条件下伊利石颗粒的沉降性能。研究结果表明:利用电化学改性伊利石的方法,可以有效降低伊利石颗粒间静电作用能、亲水排斥能和总作用能,进而可以较好地提高伊利石颗粒间的凝聚沉降性能,当电位梯度为2v/cm时,上清液浊度最低为294NTU,是未改性处理的34.46%;在凝聚沉降过程中,伊利石颗粒形成了"边(Edge)-面(Face)"相互吸附的网架构造,导致沉降模式为整体沉降,造成沉降速度较慢,上清液浊度总体偏大。