煤泥絮團(tuán)結(jié)構(gòu)特性研究.pdf

1、煤泥水處理是選煤廠工藝中尤為重要且不可缺少的一個(gè)環(huán)節(jié)，針對(duì)傳統(tǒng)煤泥水處理過(guò)程中由于混凝劑的過(guò)量投加造成的藥劑浪費(fèi)、混凝效果降低的問(wèn)題，本文基于絮團(tuán)特性對(duì)煤泥水的沉降效果進(jìn)行了研究，這對(duì)深入認(rèn)識(shí)混凝機(jī)理進(jìn)而優(yōu)化混凝沉降效果有重要的意義。
　　本文通過(guò)配置20 g/L粒級(jí)為-0.074 mm樣品的懸浮液進(jìn)行試驗(yàn)，分別考察了藥劑特性、水質(zhì)特性、煤泥特性組分對(duì)煤泥宏觀沉降性能與微觀絮團(tuán)結(jié)構(gòu)的影響。水質(zhì)特性影響試驗(yàn)結(jié)果表明：溫度的影響為，在

2、5℃時(shí)，絮團(tuán)粒徑為0.269 mm、絮團(tuán)分形維數(shù)值為1.5013，當(dāng)溫度升高到30℃時(shí)，絮團(tuán)粒徑增大到0.721 mm，絮團(tuán)分形維數(shù)值達(dá)升高到1.627。pH的影響為，在中性條件下，APAM有較好的沉降效果；而在酸性條件下，NPAM及CPAM的作用效果得到提高。當(dāng)濃度為1 mmol/L不同價(jià)態(tài)陽(yáng)離子作用于顆粒后，三價(jià)陽(yáng)離子作用后顆粒的雙電層厚度最小為0.00071 m，此時(shí)三價(jià)離子絮凝劑AlCl3添加量為0.0332 g比FeCl3的所

3、需添加量0.0405 g少。
　　煤泥主要組分對(duì)精煤沉降影響的試驗(yàn)結(jié)果如下：選取1000g/t干煤泥的AlCl3與50g/t干煤泥的APAM復(fù)配使用時(shí)，精煤沉降速度可達(dá)47.09 cm/min，上清液透射比83.5％，絮團(tuán)粒徑為0.837 mm，分形維數(shù)值最大可達(dá)1.6263，然后將三種煤泥組分與精煤配比。當(dāng)高嶺石的百分含量由0%提高到100%的過(guò)程中，沉降速度降低到20.93 cm/min、上清液透射比降低到71.1%、絮團(tuán)粒徑

4、減小到0.418 mm、絮團(tuán)分形維數(shù)降低到1.5637。蒙脫石百分含量由0%僅提高到20%時(shí)，混合組分沉降速度迅速降低到14.39 cm/min，上清液透射比為79.7%，絮團(tuán)粒徑為0.458 mm，絮團(tuán)分形維數(shù)為1.5493。腐植酸百分含量為20%時(shí)，混合組分的絮團(tuán)分形維數(shù)值為1.5726，此時(shí)二者形成的絮團(tuán)較為疏松，上清液透射比為87.3%。
　　不同變質(zhì)程度煤樣及不同藥劑用量情況下的沉降效果表明：變質(zhì)程度最高的寺河無(wú)煙煤形成

5、的絮團(tuán)粒徑適中，絮團(tuán)分形維數(shù)值較大，范德華作用能及水化作用能最大而靜電排斥能最小，從而利于顆粒絮凝沉降。在神東長(zhǎng)焰煤中添加不同凝聚劑作用后，凝聚劑中陽(yáng)離子對(duì)顆粒表面雙電層的壓縮能力大小為：AlCl3>FeCl3>MgCl2>CaCl2>NaCl>KCl。APAM作用于寺河無(wú)煙煤的沉降試驗(yàn)結(jié)果表明：絮凝劑用量增多時(shí)，形成的絮團(tuán)粒徑越大、絮團(tuán)分形維數(shù)值減小，絮團(tuán)變得松散；進(jìn)一步使用正交分析表及Matlab軟件分析發(fā)現(xiàn)煤泥沉降速度與絮凝劑分子

6、量及絮凝劑用量之間的關(guān)系為z=32.51+0.09384x+0.04647u，式中：z為沉降速度，cm/min；x為絮凝劑分子量，百萬(wàn)；y為絮凝劑用量，g/t干煤泥；R2=0.7439，可見絮凝劑分子量對(duì)煤泥水的沉降速度影響比較顯著。復(fù)配試驗(yàn)中，只添加50 g/t干煤泥APAM600萬(wàn)絮凝劑時(shí)，絮團(tuán)分形維數(shù)值為1.5912，當(dāng)添加3 Kg/t干煤泥凝聚劑AlCl3與APAM600萬(wàn)絮凝劑復(fù)配后絮團(tuán)分形維數(shù)最大值1.6736。