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。     

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。     

煤泥水过滤过程中滤饼阻力的变化规律

煤泥水是固液两相流体,其渗流特性与单相流在多孔介质中的渗流特性不同。根据Darcy定律,推导出了煤泥水过滤过程中滤饼阻力的计算公式,研究了滤饼阻力在煤泥水过滤过程中的变化规律。结果表明:煤泥水过滤过程中滤饼的阻力不是一个定值,而是随着过滤过程的进行不断增大,最后趋于稳定;粒度组成对滤饼阻力有显著影响,随着煤泥中-0.045 mm粒级含量的增加,煤泥水过滤终了时滤饼的阻力逐渐增大。     

新郑精煤公司入洗构造煤脱水试验研究

针对新郑精煤公司入选构造煤进行了脱水试验研究,分析了泥化作用对原生煤泥粒度组成的影响,对-0.5mm粒级煤泥进行了絮凝剂的添加,并与-0.5mm粒级的原生煤泥进行了脱水试验,试验发现泥化作用对加压过滤机脱水处理效果有一定影响。同时对-0.3mm粒级原生煤泥进行了加压过滤试验,并对两个粒级的煤泥滤饼进行了粒度分析。     

高分子絮凝剂对细粒煤真空过滤脱水的作用分析

采用了 8种高分子絮凝剂 ,对细粒煤泥进行真空过滤脱水药剂试验 ;分析了药剂与煤泥过滤成饼时间、滤饼厚度、滤饼水分之间的关系。     

表面活性剂对细粒煤真空过滤脱水的作用

实验中采用了10种表面活性剂，对细粒煤泥进行真空过滤脱水药剂试验，分析了药剂与煤泥过滤成饼时间、滤饼厚度、滤饼水分之间的关系。     

药剂对细粒煤脱水的作用分析

通过采用不同类型的高分子絮凝剂和多种表面活性剂 ,对细粒煤泥进行真空过滤脱水试验 ,分析了药剂性质与煤泥过滤成饼时间、滤饼厚度、滤饼水分之间的关系以及药剂间的协同作用。     

入料组成对细粒煤泥浮选的影响

为了研究+0.074 mm粒级煤泥粒度与含量对-0.074 mm粒级煤泥浮选的影响规律,提高-0.074 mm粒级煤泥的分选精度。分别将0.5~0.25、0.25~0.125、0.125~0.074 mm 3种粒级煤泥按不同比例添加入-0.074 mm粒级煤泥中,并进行了浮选试验、泡沫稳定性试验、精煤水回收率试验,研究了浮选入料组成对浮选泡沫稳定性、精煤水回收率及-0.074 mm粒级煤泥浮选指标的影响规律。     

浓度和粒度对细粒煤滤饼结构影响的研究

为了研究浓度和粒度对细粒煤滤饼结构的影响,对不同条件下的细粒煤进行真空过滤脱水,并采用电子显微镜和计算机图像处理技术对形成的滤饼进行孔隙结构分析,得到滤饼的孔隙率和分形维数,结合过滤速度、滤饼水分和干滤饼密度分析滤饼结构对过滤脱水的影响规律。结果表明:随着煤浆浓度的增加,滤饼的孔隙率减小,从而使过滤速度减小,滤饼水分和密度增大。同一滤饼从底层到上表面,孔隙率减小,分形维数增大。同时物料粒度越细,滤饼分形维数越大,孔隙率越小,特别是当粒度为-0.045mm时,滤饼孔隙率只有5%左右,给细粒煤过滤脱水带来了很大的困难。     

阳离子改性淀粉絮凝剂在邢台选煤厂煤泥水处理中的应用

为了有效解决邢台选煤厂煤泥水中微细粒含量多、自然沉降和脱水困难的问题,研究采用实验室研制的阳离子改性淀粉絮凝剂(SDA)对邢台选煤厂煤泥水进行沉降试验。试验结果表明,该絮凝剂在吨干煤泥用量为0.37kg时,辅以凝聚剂明矾(吨干煤泥用量为6.25kg)进行煤泥水絮凝试验,在滤饼水分相近的情况下,过滤时间比现场原用药剂缩短了1/3,且该药剂价格低廉、无毒、无害。     

煤泥水过滤过程中滤饼渗透率的变化规律

基于Darcy定律,研究了滤饼渗透率在煤泥水过滤过程中的变化规律。结果表明:随着煤泥滤饼厚度的增加,滤饼的渗透率呈一阶指数衰减,即K(L)=C_0+C_1exp(-L/C_2)。根据过滤过程中滤饼渗透率的变化规律,提出了煤泥水过滤的临界滤饼厚度的概念。控制煤泥滤饼的厚度不超过其临界厚度,可实现不同性质煤泥水的快速、高效过滤,为固-液两相流过滤过程的动态控制奠定了理论基础。     

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。     

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。     

基于分形特征的煤泥滤饼孔渗关系模型研究

建立滤饼复杂微观孔隙结构特征与宏观渗流行为的相关关系是解决煤泥脱水困难的重要基础。为了真实、精确、直观地表征滤饼孔隙结构特征并建立其孔-渗关系模型，选取煤泥复杂组分中的精煤、石英、高岭石和蒙脱石4种主要矿物为研究对象，分别对其进行加压过滤试验并对其滤饼样品进行CT扫描成像，构建三维数字滤饼并提取孔隙网络模型，最终实现了滤饼孔隙结构的三维显示和定量表征，深入对比分析了经典KC方程和双重分形渗透率模型在滤饼渗透率计算方面的局限性，基于分形理论、Hagen-Poiseulle定律和Darcy定律，结合低场核磁共振技术引入束缚水饱和度和孔隙形状分形维数，对现有分形渗透率模型进行修正，建立了滤饼微观渗透率预测模型，结果表明：煤泥滤饼中矿物成分非常复杂，各个矿物所形成的滤饼具有明显的特征差异，精煤和石英脱水效果最佳，精煤滤饼的孔径分布以大孔为主，但内部存在一定量的孤立小孔，连通性一般，孔隙迂曲度最低，石英滤饼孔隙率最大，连通性最高，但迂曲度较大；蒙脱石和高岭石所形成的滤饼，孔隙数量极少，而且多由10μm以下的细孔所组成，迂曲度较大，连通性也较差，脱水十分困难；煤泥滤饼以狭窄条状分布为主，且孔径较小...     

絮凝剂的助滤行为分析

对高分子絮凝剂（聚丙烯酰胺）在过滤过程中的作用进行了系统的动态研究，总结了絮凝剂在过滤过程中的行为规律。絮凝剂的助滤作用主要表现在过滤成饼阶段，脱水阶段也有利于部分毛细水排出，但随着脱水时间延长，滤饼水分往往高于未经絮凝的滤饼。     

伊利石对煤泥水过滤机制的影响研究

煤泥水中微细粒伊利石的表面的结构及存在的离子使其界面间作用过程十分复杂,而微细伊利石表面易水化,严重影响煤泥脱水。为了研究微细粒伊利石对煤泥水过滤性能的影响,以阳离子表面活性剂1831、阴离子表面活性剂SDBS以及非离子聚丙烯酰胺NPAM为助滤剂,进行含伊利石煤泥水的过滤试验;并借助Materials Studio 8.0软件,通过分子动力学模拟(MD)从微观角度研究了微细伊利石表面对1831、NPAM、SDBS及H_2O的吸附行为,进一步揭示过程中的微观作用机理。研究结果表明:随伊利石质量分数的增加,煤泥水的过滤时间延长和滤饼水分增加,当伊利石质量分数超过8%后,煤泥水的过滤脱水效果急剧恶化;药剂用量小于50 g/t时,1831作用下含伊利石煤泥水的脱水速度的提升和滤饼水分的降低效果最好,NPAM次之,SDBS效果较差;分子动力学模拟得出H_2O在伊利石(001)面聚集效果:SDBS>NPAM>1831,SDBS作用下H_2O在伊利石表面更易聚集形成水化膜。     

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。     

液力压榨脱水与压榨脱水的效率分析

通过对高岭土和淀粉黄浆采用液力成饼过滤和压榨脱水的组合试验，将试验数据结合液力压榨脱水和压榨脱水的理论进行了对比分析，在得到相同的滤饼水分和过滤系数的情况下，结果表明，对于成饼过滤阶段形成的滤饼，采用压榨脱水方式比采用液力压榨脱水方式，单过程的效率提高3倍以上；采用液力成饼过滤和压榨脱水的组合方式，比采用液力成饼过滤和液力压榨脱水的组合方式，总效率可提高30％以上；对于浓度较低，滤饼比阻较高和压缩指数较大的淀粉黄浆滤饼，总效率的提高更为显著。     

蒙脱石水化膨胀抑制对煤泥水过滤的影响

为了研究蒙脱石水化膨胀抑制对煤泥水过滤的影响,采用氯化钾和苄基三甲基氯化铵(TMBAC)作为抑制剂,在抑制和非抑制状态下进行了含蒙脱石煤泥水的过滤试验。结果表明:氯化钾和TMBAC对蒙脱石水化膨胀均有较好的抑制作用,氯化钾质量分数为1.12%和TMBAC质量分数为0.4%时,可以使蒙脱石的防膨率达90%。与非抑制状态相比,抑制状态下含蒙脱石煤泥水过滤的滤饼水分降低、过滤时间缩短和脱水速率增大,且TMBAC抑制状态下含蒙脱石煤泥水过滤效果更好。氯化钾和TMBAC通过水化能较低的K+,C6H5CH2—N+(CH3)3进入蒙脱石层间,限制层间阳离子和水分子的扩散运动,达到蒙脱石水化膨胀的抑制。C6H5CH2—N+(CH3)3还可以吸附在蒙脱石和煤颗粒表面,增加蒙脱石和煤颗粒的疏水性,起到助滤剂的作用。     

添加絮凝剂对硫精矿过滤过程的影响

由于金山店浮选硫精矿细粒级含量高,-37μm粒级含量达77.47%,导致浓密池长期跑浑。在已经研究了添加絮凝剂改善其沉降的基础上,运用比阻法探讨沉降过程残留絮凝剂对后续硫精矿过滤速率以及滤饼含水量的影响。试验结果表明,所选择的高分子絮凝剂未对过滤过程产生不利影响,均可降低滤饼比阻,并且滤饼比阻随絮凝剂量增大而减小;同时含絮凝剂时的滤饼水分要小于不含絮凝剂时,但滤饼的含水量会随絮凝剂含量增大而增大。