表面疏水改性促进煤系黏土矿物沉降的机理及试验研究

针对选煤厂高泥化煤泥水难沉降的现状，以煤系黏土矿物为研究对象，探索了絮凝剂聚丙烯酰胺(PAM)分别与十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)配合使用后黏土矿物沉降规律，并通过聚团影像观测、XPS分析、润湿热和接触角测定及Zeta电位试验，半定量分析了PAM分别与DTAB、CTAB配合使用，促进黏土矿物沉降的作用机理。结果表明：DTAB和CTAB的添加能够促进黏土矿物颗粒生成大聚团，进而提高黏土矿物颗粒初始沉降速度，并大幅度降低上清液浊度，且CTAB作用效果优于DTAB作用效果；当CTAB用量为1 800 g/t、PAM用量为80 g/t时，矿物质悬浮液沉降效果较好，对应矿物颗粒初始沉降速度为43.32 m/h,浊度值为76 NTU,沉淀物高度为19 mm,聚团直径最大约为2.6 mm;通过XPS及矿物表面润湿性测试，发现阳离子表面活性剂与矿物表面作用，活性剂带正电荷的亲水基朝向带负电荷的矿物颗粒表面，通过“电中和”作用降低矿物颗粒表面负电位，使矿物颗粒间静电斥力减小，同时，活性剂疏水基脱离矿物颗粒表面定向排列，罩盖矿物颗粒表面含氧基团而增加矿物颗粒表面含碳基团...     

新型射流气泡发生器的设计与数值模拟

为了提高微细粒矿物的矿化效果，设计了一种含有振荡腔的新型气泡发生器，并将引入气液两相流可以在较低音速下流速实现超音速流动的理念。通过理论计算得出：在工作压强为0.1 MPa,气液体积比为1∶1的条件下，气液两相流混合体达到超音速流动的临界流速为20 m/s。运用Fluent软件对新型气泡发生器进行气液两相流数值模拟，得到了其内部流体的速度和体积分布规律。模拟结果显示，液相最高速度为20.7 m/s,气相最高速度为24.2 m/s,但是只有在气含率达到50%左右时，才能在扩散管末端产生激波振荡现象。这说明气液两相流超音速流动不仅和速度有关，也和两者之间的比例有关。超音速流动的过程中会伴有激波的产生，可以形成能量较高的湍流，使气相和液相充分混合，提高矿化效果。