煤与矸石灰度直方图的差异研究

基于煤与矸石表面灰度和纹理等特性差异,通过对煤与矸石的图像进行滤波和灰度转换等处理,获得煤与矸石的灰度直方图。直方图反映出的图像灰度值及出现此灰度值的频数的关系表明：煤图像的灰度值较小,灰度直方图的图形区域相对较窄,而矸石图像的灰度值较高,灰度直方图的图形区域较宽。根据这一差异可以实现煤和矸石的自动识别,克服现有分选技术中人工选矸劳动强度大,环境恶劣的缺点,极大地减少进入后续煤炭分选的矸石量,为发明一种全新的煤与矸石的分选技术奠定理论基础。     

峰峰煤田煤质预测管理信息系统的设计与实现

在全面研究峰峰煤田煤炭赋存情况与煤质变化趋势的基础上,基于地质学插值方法和三角网与矩形网等值线生成法,开发了峰峰煤田煤质预测管理信息系统。该系统采用Visual C ,PowerBuilder以及OpenGL作为前台开发语言,采用SQL Server 2000数据库,能够根据现有的煤田地质勘探资料和钻孔化验资料准确预测煤层上任意点或区域的灰分、硫分、挥发分、粘结指数等煤质指标的分布情况。系统具有毛煤煤质预测、多工作面煤质指标统计、三维图形显示等煤矿生产煤质管理功能。     

基于Euler-Euler模型的空气重介质流化床密度分布特性

以Geldart B类磁铁矿粉为主体加重质,采用试验测量与基于Euler-Euler多相流模型的数值计算相结合的方法,考察流化床沿床层高度方向和轴向的密度分布特性。结果表明：当操作气速控制在1.50 U mf ≤ U ≤2.20 U mf时,床层密度沿床层高度方向与轴向位置的分布范围分别为1.95~2.10 g/cm3与2.00~2.10 g/cm3,两者的密度标准差均小于0.20 g/cm3。其中,轴向密度稳定性要高于床高方向密度稳定性,因此在实际分选过程中要侧重保持沿床高方向的密度波动性最小,进而提高流化床三维空间内的密度均匀稳定性,试验测量与数值模拟结果基本吻合。     

脉动气流回收蛭石的实验研究与数值模拟

蛭石的低成本高效率回收是后续加工利用的关键环节.分析了蛭石原矿的粒度组成与组分特性;采用脉动气流分选装置对0.5～1.0mm的蛭石原矿进行了实验研究.结果表明:当给料量为13.98kg/h,脉动气流最大速度为2.36m/s,脉动频率为1.165Hz时,分选效率可达91.16%,蛭石品位为91.51%.采用Fluent6.3软件中的标准k-ε湍流模型与Eulerian多相流模型,模拟了蛭石分选回收过程中的气固两相流动.模拟结果表明:3.434s时,蛭石精矿主要分布在分选柱顶端出口1.2～1.8m范围内,平均体积分数大于40%,6.008s时,脉石尾矿基本分布在底端排料口0～0.3m范围内,平均体积分数大于25%.脉动气流可以在较短时间内实现蛭石原矿的高效分选回收,实验与模拟结果基本一致.     

稀相气固流化床分选电厂磨煤机返料的研究

通过分析磨机返料的粒度和密度分布,将物料分为0.500～0.125 mm和＜0.500 mm两组,并分别对其进行稀相气固流化床分选实验。结果表明,两组物料的起始流化速度均为0.41 cm/s,物料中的黄铁矿和铝硅酸盐等矿物质得到了去除,0.500～0.125 mm和＜0.500 mm两组物料轻产物和重产物灰分分别为38.90%,77.58%和44.64%,74.55%,硫分分别为1.09%,6.97%和1.62%,6.99%,可燃体回收率分别为94.11%和91.16%。其中,＜0.500 mm物料流化床层更连续、稳定。扫描电镜（SEM）背散射图像与能谱仪（EDX）测试验证了分选的有效性。     

废弃电路板破碎产物粒度分形分布的研究

废弃电路板破碎产物的外观形貌具有统计意义的自相似性,表现出分形的特征,建立了废弃电路板破碎产物粒度分布的分形模型.应用Origin 7.0软件对18种不同实验条件下得到的筛下累积产率曲线进行函数拟合,得到的拟合结果和实际结果相关性较好,残差E值较小,说明分形维数D是反映废弃电路板破碎程度恰当的统计特征量,可作为评价废弃电路板破碎程度的重要参量.采用Design Expert 6.0.8软件建立了分形维数D和破碎实验操作条件之间的二次方模型,标准偏差为0.022 706,且二次方模型得到的预测值和实际值非常接近,残差、平衡值、学生化残差、库克距离和奇异点距离均能达到预测精度的要求,为废弃电路板的湿法高效冲击破碎提供了基础.     

空气重介质流化床中入料颗粒的受力特性

入料颗粒在空气重介质流化床中所受合力是决定颗粒运动行为与分离特性的关键.在理论分析的基础上,建立了入料颗粒在流化床中运动时的受力平衡方程.采用自行研制的颗粒受力测量装置,对不同粒径示踪颗粒在流化床中的受力变化进行了准确测量,结果表明:对粒径为8～10mm、密度为7 850kg/m3的球形颗粒,在以0.3～0.1mm高密度磁铁矿粉作为加重质形成的稳定流化床中,其受力稳定,并与理论计算符合良好.     

浓相气固高密度流化床内的气泡动力学行为特性

采用试验测量与数值模拟计算相结合的方法,对干法选煤采用的浓相气固高密度流化床内的气泡动力学行为进行研究。对影响床层稳定性和密度均匀分布的气泡尺寸与上升速度进行计算分析,结果表明：以Geldart B类高密度磁铁矿粉作为分选介质,在表观流化气速 1.5 U mf ≤ U ≤ 2.2 U mf的条件下,气泡沿床高方向与床体轴向的气泡平均直径分布为35 mm< D b <49 mm和 40 mm< D b <61 mm,气泡上升速度范围为40~65 cm/s,试验与模拟结果基本吻合;此时,流化床内各点的密度分布均匀稳定,密度分布标准偏差为0.016 8。因此,调节表观流化气速 1.5 U mf≤ U ≤2.2 U mf ,可以使气泡尺寸和上升速度都保持在合理的范围内,流化床处于最有利于煤炭分选的准散式流态化,分选效果最好。     

机械力改性强化煤系高岭土电选脱碳试验研究

煤系高岭土的高效脱碳提质是后续深加工利用的前提和保障。通过红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)以及荷质比测试探究了机械力改性对煤系高岭土不同组分颗粒(高岭石和净煤)表面元素组成、官能团以及荷电性能的影响。在此基础上，采用旋转摩擦电选试验研究了机械力改性对煤系高岭土脱碳效果的影响。研究结果表明：机械力改性能够改变高岭石和净煤颗粒表面元素以及官能团，引起高岭石和净煤颗粒表面荷电性能的变化。机械力改性能够使高岭石和净煤表面C—C基团含量升高、C—O基团含量降低、C＝O基团或—COOH基团含量升高，强化了高岭石和净煤颗粒的摩擦荷电性能差异。机械力改性后，高岭石中Al和Si元素含量的减小，增加了其表面负电荷；净煤中C、Al和Si元素含量的增加以及O元素含量的减少，增加了其表面正电荷。随着机械力改性时间的增加，高岭石和净煤颗粒表面的荷质比呈现先减小后趋于稳定的趋势。当机械力改性时间为40 s时，高岭石与净煤颗粒具有较强的荷电能力，其中0.074～0.125 mm和0.125～0.250 mm净煤的荷质比分别为12.88 nC/g和13.16 nC/g,高岭石的荷质比为-5.41 nC/...