煤泥絮團結構特性研究.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環(huán)節(jié)，針對傳統(tǒng)煤泥水處理過程中由于混凝劑的過量投加造成的藥劑浪費、混凝效果降低的問題，本文基于絮團特性對煤泥水的沉降效果進行了研究，這對深入認識混凝機理進而優(yōu)化混凝沉降效果有重要的意義。
　　本文通過配置20 g/L粒級為-0.074 mm樣品的懸浮液進行試驗，分別考察了藥劑特性、水質特性、煤泥特性組分對煤泥宏觀沉降性能與微觀絮團結構的影響。水質特性影響試驗結果表明：溫度的影響為，在

2、5℃時，絮團粒徑為0.269 mm、絮團分形維數(shù)值為1.5013，當溫度升高到30℃時，絮團粒徑增大到0.721 mm，絮團分形維數(shù)值達升高到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。當濃度為1 mmol/L不同價態(tài)陽離子作用于顆粒后，三價陽離子作用后顆粒的雙電層厚度最小為0.00071 m，此時三價離子絮凝劑AlCl3添加量為0.0332 g比FeCl3的所

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

4、減小到0.418 mm、絮團分形維數(shù)降低到1.5637。蒙脫石百分含量由0%僅提高到20%時，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%，絮團粒徑為0.458 mm，絮團分形維數(shù)為1.5493。腐植酸百分含量為20%時，混合組分的絮團分形維數(shù)值為1.5726，此時二者形成的絮團較為疏松，上清液透射比為87.3%。
　　不同變質程度煤樣及不同藥劑用量情況下的沉降效果表明：變質程度最高的寺河無煙煤形成

5、的絮團粒徑適中，絮團分形維數(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。在神東長焰煤中添加不同凝聚劑作用后，凝聚劑中陽離子對顆粒表面雙電層的壓縮能力大小為：AlCl3>FeCl3>MgCl2>CaCl2>NaCl>KCl。APAM作用于寺河無煙煤的沉降試驗結果表明：絮凝劑用量增多時，形成的絮團粒徑越大、絮團分形維數(shù)值減小，絮團變得松散；進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；y為絮凝劑用量，g/t干煤泥；R2=0.7439，可見絮凝劑分子量對煤泥水的沉降速度影響比較顯著。復配試驗中，只添加50 g/t干煤泥APAM600萬絮凝劑時，絮團分形維數(shù)值為1.5912，當添加3 Kg/t干煤泥凝聚劑AlCl3與APAM600萬絮凝劑復配后絮團分形維數(shù)最大值1.6736。