磁性纳米粒子对赤铁矿表面磁性影响的试验研究

采用氧化沉淀法在开放体系下制备纳米Fe_3O_4磁性粒子,利用该纳米磁性粒子对弱磁性的赤铁矿表面进行磁化处理,再采用磁选法对其进行回收。试验结果表明,该方法可大大提高赤铁矿的磁选回收率。在氨水用量0.2mol/L,反应温度70℃,磁性粒子用量3kg/t,油酸钠用量10kg/t,矿浆pH控制在8左右的条件下,可实现赤铁矿与石英的选择性分离。通过对颗粒间EDLVO作用能的计算,确定磁性粒子与矿物颗粒间的有效磁化作用距离为0~50nm。     

煤泥浮选过程中的细泥夹带与罩盖机理

选用开滦矿区钱家营矿的高灰难选煤泥和大同塔山选煤厂煤系高岭石,通过单矿物和混合矿物浮选试验研究了影响高灰细泥夹带和罩盖的主要因素。研究发现：影响高灰细泥夹带的主要因素为细泥粒度、起泡剂用量和矿浆浓度,捕收剂用量对其影响较小;矿浆pH值接近8时,可燃体回收率最大。EDLVO理论计算发现：微细粒的高岭石与煤粒间存在着“能垒”,当颗粒间距约为30 nm时,“能垒”达到最大值;高岭石的粒度越细,“能垒”越低。外界能量输入可以打破“能垒”,使细泥颗粒发生罩盖。试验表明：强烈的机械搅拌使混合煤样的精煤产率和可燃体回收率分别降低10.87%和13.16%。     

浮选过程中颗粒-气泡黏附作用机理及研究进展

系统分析总结了浮选过程中颗粒与气泡的黏附概率模型、EDLVO理论、颗粒-气泡集合体的受力分析、影响因素分析和颗粒-气泡黏附的研究进展.基于接触时间、感应时间的方法和能量势垒的方法,分别从动力学和热力学的角度分析总结了黏附概率模型,并从动力学和热力学的角度解释了颗粒大小、气泡大小、颗粒疏水性、颗粒表面粗糙度和溶液pH对黏附概率的影响,对静态环境和湍流环境中颗粒-气泡集合体进行了受力分析,颗粒和气泡的黏附力有毛细作用力、液体静压力和浮力,静态环境中的脱附力只有重力,但是湍流环境中的脱附力还包括振荡力和离心力.很多研究学者利用先进的仪器和检测手段对颗粒-气泡的黏附做了大量的研究,取得了大量研究成果.颗粒-气泡黏附作用过程相当复杂,试验研究时简化了作用条件,目前理论不能满意解释黏附过程,需要结合实际进行更深层次、更全面的研究.     

煤泥自载体浮选

粒度组成细、高灰细泥含量大的煤泥浮选时,浮选精煤易于超灰且精煤产率低、生产操作困难。针对这些问题,在总结载体浮选理论的基础上,研究了以浮选精煤作为自载体改善煤泥浮选效果的作用和机理。结果表明:用浮选出的精煤作自载体可显著改善煤泥的浮选效果。随自载体量的增加,精煤产率、浮选完善指标、尾煤灰分均提高,浮选精煤灰分降低。乌海煤泥采用该工艺浮选时,确定出最佳自载体用量为入浮煤泥的10%,加入自载体经4次循环后即可达到稳定的浮选效果,浮选精煤产率提高7.11%、灰分降低1.14%,浮选完善指标提高7.25%。EDLVO理论的计算研究表明,精煤本身的疏水性和捕收剂在煤粒表面吸附产生的疏水力,促使细煤粒黏附于粗颗粒载体,细颗粒间也会发生疏水絮凝,改善了浮选环境和浮选效果。     

不同密度细粒煤泥对粗粒煤泥浮选的影响机理

分别将0.074 mm粒度以下的低密度(-1.4 g/cm3)、中间密度(1.4~1.8 g/cm3)和高密度(+1.8 g/cm3)细粒煤泥掺入到粗粒煤泥中进行浮选试验,研究不同密度细粒煤泥对粗粒煤泥浮选产率的影响,通过AFM测定低密度、高密度细粒煤泥颗粒与低灰粗颗粒煤之间的作用力,采用SEM观察浮选精煤、尾煤中粗颗粒煤的表面形貌,结合EDLVO理论对其影响机理进行了探讨。结果表明:中间密度细粒煤泥对粗粒煤泥浮选的抑制作用最大,低密度细粒煤泥次之,高密度细粒煤泥最小;粗粒煤泥的粒度越大,其浮选产率受中间密度细粒煤泥的影响越严重;AFM测定的作用力-距离曲线证实了疏水作用力的存在,颗粒疏水性越强,颗粒间的疏水力越大;通过SEM观察发现中间密度细粒煤泥在粗粒煤泥表面的罩盖现象显著。     

基于EDLVO理论的煤泥水沉降机理的研究

煤泥水系统运行效果直接影响到选煤厂的经济效益。现有煤泥水处理多为实验或实践性讨论,煤泥水沉降的机理研究是解决这一问题的理论依据。通过分析EDLVO理论中每组实验的总势能曲线上都存在一个最大势垒(势能值最大点)和一个相对应的临界距离及相关公式推导并将其应用于煤泥水悬浮液系统中,经实验结果验证,得出在不同絮凝剂用量下煤泥水悬浮液中细粒煤泥的各种作用势能变化。从而在煤泥水沉降的机理方面作出了必要工作。     

煤泥絮团分选超净煤的试验研究

为探索处理动力煤选煤厂煤泥的新途径,以动力煤选煤厂煤泥为研究对象,分析了煤泥的性质、煤泥中矿物质的种类和嵌布特征,通过分步释放浮选试验考察了该煤泥的理论精煤产率和灰分,分析了煤泥经超细粉碎后分选超净煤的可行性。基于扩展DLVO（EDLVO）理论,论证了絮团浮选前采取高剪切搅拌的必要性,研究了高速搅拌对颗粒和药剂之间的促进作用。采用絮团浮选方法,对超细粉碎后的煤泥进行了超净煤分选试验,探讨了高剪切搅拌叶轮线速度、搅拌时间、煤泥粒度和非极性油用量与分选效果的关系。试验结果表明,只有在高速搅拌的情况下超细粉碎后的煤泥颗粒才能形成絮团,并且在与药剂作用后,降低了需要输入的搅拌功耗;高速搅拌还可以促进药剂的分散,从而增加药剂与煤颗粒的碰撞概率;若要达到较好的絮团分选效果,需要一定程度的搅拌强度和适当的搅拌时间。当粉碎平均粒度为4.70 μm、非极性油用量为135.24 kg/t、叶轮线速度为12.56 m/s、搅拌时间5 min时,分选出的超净煤灰分达到1.15%,产率为69.23%。     

煤泥水悬浮液体系中EDLVO理论及应用

阐述了EDLVO理论的基本原理 ,并计算了煤泥水悬浮液体系中颗粒间的作用能。煤是天然疏水性矿物 ,煤粒表面间的疏水吸引力对颗粒的凝聚起主导作用。计算结果表明 :EDLVO理论综合考虑颗粒间的各种相互作用能 ,能够很好地说明细粒煤的凝聚与分散行为