煤浆管道水头损失与煤颗粒ζ电位关系的研究

通过环管实验，测定了不同浓度和不同ζ电位的煤浆在不同管道流速下的水头损失，分析了煤浆本身物理化学因素和流动条件对煤浆管道水头损失的影响。由实验结果可知，煤浆管道的水头损失不仅和管道流速、浆体浓度紧密相关，而且和浆体颗粒的ζ电位相关，在一定条件下煤浆颗粒ζ电位绝对值增大，管道水头损失降低，且ζ电位的降阻作用随管道流速的减小和煤浆浓度的增大而更为显著。     

浮选水质硬度对煤泥润湿性及电动电位的影响

为了研究水质硬度对煤泥颗粒润湿性及电动电位性质的影响,对煤泥颗粒在不同水介质中的润湿接触角及ζ-电位进行了测定分析,对煤泥在不同水介质中进行了浮选速度试验。研究表明:选煤厂循环水的硬度远高于生产补加清水的硬度,浮选用水的硬度对煤泥润湿接触角和ζ-电位具有显著影响;随着水的硬度增大,煤泥颗粒的润湿接触角逐渐减小、电动电位增加,浮选速率提高、选择性降低。     

用流态化法测定电动(ζ)电位的新技术——硅石在水溶液介质中电动行为的研究

pH值和高价金属离子在硅石-水界面上的吸附对ζ电位影响的详细研究证实了流态化电位技术的实用性。求得硅石的零电点为pH_(pzc)=2.2。与能水解的金属离子Al(Ⅲ)和Th(Ⅳ)相比,ca(Ⅱ)离子对硅石-水界面的负ζ电位的降低几乎没有什么影响。Al(Ⅲ)和Th(Ⅳ)离子在中性pH条件下,有使ζ电位反转的能力。所获得的结果与文献报道值很一致;因而证明了流态化电位技术作为测量ζ电位的常规电动方法的通用性。当ζ电位的绝对值接近零时,流态化电位梯度线性关系的有效范围可以扩大到较高的固体浓度。因此,可以认为在高固体浓度范围内,非线性的原因是颗粒间的排斥电位(相互排斥能)占优势所造成的。     

用流态化法测定电动(ζ)电位的新技术——在理论上和实验上确定电动电位

研究了用流态化法测定电动(ζ)电位的新技术,制做了一台适用的仪器。该技术可以在稳态条件下测定“流态化电位”(沉降电压)。表示不同固体浓度的流态化电位梯度的性质和行为的方程式,是由Helmholtz-Smoluchowski流动电位方程式和应用于均相流态化床中的压力降方程式推导出来的。发现流态化电位梯度随固体浓度增加而线性增加直至一个极限的固体浓度。该浓度与固体一电解质水溶液体系有关。确定了由线性关系计算电动(ζ)电位的方法。用新技术对苏打石灰玻璃、硅石和熔凝矾土所测得的ζ电位与文献值很一致。得出了在研究条件下(粒度范围252—53微米),对球形和角形颗粒来说,固相的粒度和形状对流态化电位也即电动电位没有影响。电极的表面积、固体和电极接触以及在电极周围的湍流对流态化电位均无影响。     

不同分散剂在低阶煤制水煤浆中的作用机理研究

为了解分散剂对低阶煤成浆性的作用机理,应用氨基磺酸盐、木质素磺酸钠和萘系磺酸盐3种分散剂对鄂尔多斯东胜煤田褐煤的成浆性能进行研究。通过紫外-可见分光光度计检测了不同分散剂在煤表面的吸附量,测量了不同分散剂对煤表面Zeta电位的影响,并探讨了分散剂种类和用量对水煤浆流变性能的影响。结果表明,3种分散剂中氨基磺酸盐对低阶煤制水煤浆的分散作用最好,木质素磺酸钠与氨基磺酸盐复配也表现出优良的分散性能;分散剂的分散性能与吸附量和Zeta电位具有一致性,分散剂复配后的吸附量和Zeta电位明显增加。带电的分散剂分子吸附到煤颗粒上,既增大了煤颗粒的空间位阻,也增强了煤颗粒之间的静电斥力,静电排斥和空间位阻的共同作用显著提高了水煤浆的分散性。     

选煤水化学——水化学性质对颗粒间相互作用的影响

煤泥水的水化学性质对颗粒间相互作用有重要的影响。煤泥浮选需要煤颗粒与杂质颗粒在矿浆中充分分散,而煤泥水澄清需要颗粒有效凝聚。为解决浮选环节和澄清环节所需颗粒间分散-凝聚状态相矛盾的问题,以及所需水化学环境相矛盾的问题,以煤与高岭石颗粒为例,通过Zeta电位分布和原子力显微镜测力,从微观层面上研究了水化学性质对颗粒间作用行为的影响。金属离子对颗粒Zeta电位分布的影响研究表明,Ca~(2+)使煤和高岭石颗粒各自的Zeta电位分布变窄,使同种颗粒间发生凝聚;Ca~(2+)浓度由1 mmol/L增大到5 mmol/L时,煤与高岭石混合颗粒的Zeta电位分布由双峰变为单峰,煤与高岭石颗粒发生凝聚。Ca~(2+)可以促进煤与高岭石颗粒间发生同类和异类凝聚,Na~+对颗粒间凝聚行为的影响较小。用原子力显微镜直接测量颗粒间作用力,发现随着Ca~(2+)浓度的增加,煤与高岭石颗粒间的作用斥力和作用范围逐渐减小,颗粒越来越容易发生凝聚,当Ca~(2+)浓度增大到5 mmol/L时,煤和高岭石颗粒间出现引力;而Na~+对颗粒间作用力的影响微弱。不同pH条件下颗粒间作用力的测试结果表明,随着pH值的减小,煤与高岭石之间的作用力由斥力转变为引力。通过原子力显微镜对煤颗粒间作用力的测定,发现煤颗粒间存在较强的疏水引力,同时表明,煤颗粒易发生同类凝聚,煤泥水澄清环节需重点考虑煤与黏土矿物颗粒、黏土矿物与黏土矿物颗粒的凝聚效果。     

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。     

煤泥浮选过程中六偏磷酸钠对蒙脱石分散行为影响

通过测定润湿接触角和Zeta电位分析了蒙脱石颗粒对煤泥浮选的作用,考察了六偏磷酸钠对煤和蒙脱石浮选行为的影响。依据扩展DLVO理论的计算,分析了分散剂影响煤和蒙脱石浮选行为的作用机理。结果表明：蒙脱石颗粒严重抑制了煤泥浮选,使精煤可燃体回收率从44.11%降至11.68%;六偏磷酸钠可改善浮选效果,使精煤可燃体回收率提高2个百分点;六偏磷酸钠增大煤和蒙脱石颗粒表面电位绝对值,从而提高颗粒间静电斥能,同时六偏磷酸钠附着在煤颗粒和蒙脱石颗粒表面,增强颗粒间的亲水作用能,并且六偏磷酸钠水解形成的长链分子吸附于颗粒表面后,使颗粒相互靠近时产生较强的空间稳定化作用,增大颗粒之间的空间斥力。     

矿物ζ-电位的测定

有关颗粒的表面动电位(即ζ-电位)的研究在国外已广泛地应用于各个领域。近几年来,国内也开始重视这种测试手段,并在环保、选矿等研究工作中应用。在ζ-电位的测试过程中,有许多因素,如测量的方法和仪器,试样的产地、纯度和制备方法,添加电解质的种类和浓度等都会影响测定的结果。其中有关惰性电解     

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。     

改性木质素磺酸盐水煤浆添加剂的性能研究

经化学改性后的木质素磺酸钠作为水煤浆添加剂用于盘江煤制水煤浆，最高制浆浓度达到71％，浆的稳定性有明显改善。实验借助流变仪研究了浆的流变性能，并通过对吸附量和ζ电位的测定，研究了煤水分散体系界面性质对水煤浆成浆性的影响。     

硫化物悬浮液的表面化学研究

通过电泳、沥滤和ESCA分析研究了天然的和人工合成的铅锌硫化物颗粒的表面化学。根据这些结果及溶液平衡数据可以提出,老化和pH的变化对颗粒—溶液界面的表面组成有重大影响,而ζ-电位测定证明是一种描述悬浮液的有效手段。     

油团聚法制备超低灰煤的研究进展

介绍了油团聚法制备超低灰煤的工艺方法,阐述了煤的结构特性和表面性质,煤的粒径,团聚油的性质、种类及用量,搅拌时间与搅拌速度等因素对团聚效果的影响,并对油团聚法制备超低灰煤的发展趋势与未来前景进行了论述。     

用油团聚法制备超低灰煤试验研究

针对变质程度较低的纳林河烟煤,通过改变煤的粒径,搅拌速度,搅拌能量,中性油的选择和用量,醇类的用量及分散剂等几个条件,进行制备纳林河超低灰煤试验,经过一系列的油团聚脱灰研究,其灰分降低到2.51%,灰分去除率可达81.02%,经过对油团聚实验的初步探索,发现醇和分散剂对油团聚有着重要的影响。经过原煤和醇作用后与水润湿性的变化,表明醇类作用后增强了煤水的接触角,从而增强煤的疏水性、通过对分散剂、醇类与煤作用后的红外光谱的变化对比原煤图谱分析其表面官能团发生的作用,研究了油团聚脱灰的主要作用机理。     

蛇纹石对黄铜矿浮选影响的研究

在通过单矿物浮选试验、Zeta电位测试考察pH值及捕收剂用量对蛇纹石和黄铜矿浮选回收率影响的基础上,采用人工混合矿浮选试验考察蛇纹石含量与粒度对黄铜矿回收率的影响,并对其机理进行分析。结果表明,蛇纹石与黄铜矿的零电点分别为9.7和5.4,随着矿浆pH值的增大,蛇纹石和黄铜矿的ζ电位电负性增强;pH值为7时,丁基钠黄药用量对蛇纹石回收率影响不大,最高为12.3%,黄铜矿回收率随丁基钠黄药用量的增加呈现先上升后下降的趋势,最高为88.03%;颗粒之间的吸附是造成黄铜矿与蛇纹石浮选过程中交互影响的重要原因,蛇纹石的含量以及粒度很大程度上影响了黄铜矿的浮选质量。     

聚丙烯酰胺对细粒赤铁矿沉降行为的影响

细粒铁精矿在浓缩过滤环节存在沉降速率慢,溢流固体悬浮物浓度高,精矿滤饼含水率高等问题。通过添加絮凝剂产生凝聚、桥连等作用使矿物颗粒形成絮团,可以促进细粒铁精矿沉降。以某赤铁矿精矿为研究对象,阴离子型、阳离子型、非离子型和两性聚丙烯酰胺为絮凝剂,通过沉降试验及赤铁矿表面ζ电位测定来考察聚丙烯酰胺对赤铁矿絮凝沉降行为的影响。结果表明:赤铁矿颗粒与絮凝药剂分子间相互作用方式主要包括静电力、氢键、范德华力、化学吸附等,而ζ电位在这一过程中是否起主要作用以及对这一过程是起促进或者弱化作用主要取决于絮凝剂使用种类、用量和矿浆pH值。试验结果为选择合适絮凝剂更好促进细粒铁精矿沉降提供了理论依据和指导。     

纳米气泡浮选细粒煤的效果及机理

这是一篇矿物加工工程领域的论文。本研究通过改变浮选捕收剂的用量、起泡剂的用量、给矿速度和充气量等可控因素,针对细粒煤在有纳米气泡和常规气泡条件下进行了浮选柱对比实验研究。在此基础上,阐述了纳米气泡对细粒煤的回收机理。实验结果表明：纳米气泡能够有效提高超细煤颗粒的回收率,保持产品灰分相同的情况下可节省约1/2药剂的用量。此外,较低的充气量条件下,浮选体系中引入纳米气泡依然能够获得较好的分选指标。纳米气泡能够优先吸附在疏水颗粒表面使得细颗粒煤团聚成较大的颗粒,增强了气泡与煤颗粒的碰撞概率从而达到强化浮选的效果。     

水煤浆的黏度与煤粒表面动电电位关系的研究

通过3种石油磺酸盐对煤粒表面动电电位影响的测定及采用这些分散剂制成水煤浆的黏度测定，分析了水煤浆黏度与煤颗粒表面动电电位的关系。试验结果表明，水煤浆的黏度随煤粒表面动电电位绝对值的升高而降低，另外水煤浆黏度与分散剂的结构有关。     

金属离子对细粒铝硅酸盐矿物分散行为的影响

在碳酸钠和六偏磷酸钠分散体系中,进行Ca2 、Mg2 、Fe2 、Al3 和Fe3 等金属离子对细粒一水硬铝石、高岭石、伊利石和叶腊石4种矿物分散行为影响的试验研究.结果表明,4种单矿物的分散行为受阳离子价数影响较大,而受阳离子种类的影响则不是特别明显.三价阳离子较二价阳离子的影响大,随着阳离子浓度的增加,4种单矿物的分散性均不同程度变差.不同分散剂体系下,Ca2 离子的加入消耗了体系中的CO2-3和Na4P6O2-18,从而降低了矿物颗粒表面ζ电位的绝对值,减小了颗粒间静电排斥作用能.Al3 的加入使得4种矿物的ζ电位值由负值增加到正值,可能是Al3 水解产生的羟基化合物在矿物表面吸附所致.     

氧化矿浮选中胶体状态的研究

经验的方法已经被用来解释氧化矿浮选中的胶体化学状态。本文用胶体化学的观点讨论了氧化矿的分离结果。硫化矿浮选厂的尾矿中含有重晶石。当往重晶石中加入烷基硫酸盐时,就会产生选择性絮凝.但当使用磺酸盐做捕收剂时,则不产生选择性絮凝。ζ-电位的测量表明用两种药剂都可以分散矿浆,选择性絮凝的差异应归结于两种捕收剂结构的不同。测量石英和长石的ζ-电位结果与浮选结果有内在联系。结论是象 Fe~(2 )这样的离子既影响ζ-电位,也影响分离效果。这些离子并不影响白云母,因为白云母的层状结构使其有一个不均匀的电荷分布。氢氟酸赋与长石很强的负ζ-电位,同时石英的ζ-电位仍不受影响。当石英接近零电点时就可获得最佳的分离效果。当用胺作捕收剂从方解石中浮选石英时,可以用水玻璃来改善浮选效果。当加入水玻璃后,方解石和石英的ζ-电位都变得更负。SiO_2 成份仅被少量地吸附在石英表面上,而水玻璃中的 SiO_2离子覆盖了方解石。由于与晶体石英的结构不同,方解石在浮选中受到抑制。