选煤固废资源化利用研究进展

煤炭洗选是实现煤炭清洁高效利用的前提和基础,洗选过程产生的固体废弃物(矸石和尾煤等)产量逐年增加,其综合治理及利用已经成为亟待解决的重要问题。论文介绍了选煤固废的理化特性,系统总结了选煤固废资源化利用研究进展,就选煤固废综合利用技术的现存问题和发展方向进行了展望。煤矸石和尾煤含有大量的硅铝化物及锂、镓、钛等微量元素,在燃烧发电、充填、建筑材料制备、土壤改良、高值化利用等方面具有广阔的应用前景。相对而言,目前煤矸石的综合利用途径更为全面,尤其是以超高水充填技术、采选充+X技术等技术为代表的矸石充填开采,具有煤矸石大宗处理的巨大潜力。尾煤的资源化利用是近年来的热点,在环境治理、土壤改良等方面取得了突破,可以用来制备吸附剂、土壤改良剂等材料。选煤固废资源化利用未来应着眼于适应市场需求以及可持续发展理念,通过完善技术、引入智能化等进一步实现选煤固废高效、安全、环保、分级梯级利用。

云岗盆地石盒子组地层时代厘定及其地质意义

【目的】华北中北部云岗盆地缺失三叠系,而最新的1∶5万史家屯幅区域地质调查成果将云岗盆地羊圈头剖面顶部(原石盒子组)地层划为下三叠统刘家沟组。为了解决争议并验证这个新认识的可靠性,亟需进行进一步研究。【方法】通过对云岗盆地马道头和羊圈头剖面进行岩石地层对比和碎屑锆石测年,并与华北中北部其他同时代地层剖面进行对比,以确定其时代归属。【结果与结论】羊圈头剖面上段识别的所谓刘家沟组与马道头剖面石盒子组具有相似的岩相组合、砾石成分,岩性特征均以灰绿、黄绿色中厚层状中粗粒砂岩为主,夹少量薄层灰紫红色粉砂岩、砂质泥岩,同时还发育数层巨厚砾岩层,完全不同于华北地块府谷、宁武、太原西山以及沁水盆地刘家沟组地层的显著特征,即大量发育浅红色、肉红色厚层状中细粒长石砂岩。同时最年轻碎屑锆石年龄(288.0±4.7 Ma)也将本组最大沉积年龄限制到中二叠世,在此基础上将此套地层的时代归属划归为中二叠世,即石盒子组,而非刘家沟组。推测晚三叠世华北北部及北缘造山带发生了强烈的挤压抬升,导致云岗盆地三叠系地层遭受剥蚀,后期又被下侏罗统地层不整合覆盖。

基于仿生算法联合优化BP的燃煤发热量预测

【目的】燃煤发热量的精准预测和评价是煤质分析和热工计算的重要基础,目前神经网络预测燃煤发热量的模型虽能有效拟合非线性关系,但存在易陷入局部最小值、收敛速度慢等问题。【方法】为精准预测煤炭在工业锅炉燃烧过程中的发热量,提出一种由仿生算法FA-GA联合优化BP神经网络的燃煤发热量预测方法。将774组燃煤锅炉常用煤的工业分析及元素分析数据进行预处理,根据平均影响值对煤质指标进行特征变量筛选,最终建立FA-GA-BP的发热量预测模型,并从误差评价指标、迭代次数等方面对优化算法寻优能力和模型预测精度进行了检验。【结果】经过特征变量筛选后模型的预测精度提升至0.956 1;FA-GA联合算法与单一优化算法FA、GA、PSO相比,迭代次数显著减少,算法的全局搜索能力得到有效提升;FA-GA-BP模型与单一优化模型FA-BP、GA-BP、PSO-BP以及目前常用的发热量模型MLR和SVR相比,精度更高,相关系数可达0.984 5.【结论】FA-GA算法优化BP模型,针对燃煤锅炉中来自不同地区、不同煤种的发热量预测具有良好的效果,在理论上满足了工业误差要求。改进后的燃煤发热量预测模型可为有效监测入炉煤质实时变化提供一种新方法。

退役晶硅光伏太阳能电池中有价组分的回收工艺研究

退役晶硅光伏太阳能电池富含有价资源,具有一定回收价值,而提高有价组分分离和冶金效率,并改善黏结体系多组分解离效果,是实现资源高效回收的关键。研究了通过焙烧改性弱化EVA(乙烯-醋酸乙烯)黏结行为,强化晶硅光伏太阳能电池多组分选择性破碎特性,通过XRD、TG、SEM分析了物料分布规律、EVA黏结弱化行为及解离效果,并采用酸浸法进行目标组分的逐级回收。结果表明:经焙烧改性和破碎处理后,EVA黏结程度降低,材料的解离程度增强,强化了破碎效果;破碎后细粒级组分产率提高15%,不同粒度组成中有价金属发生选择性富集;通过助磨剂强化多组分的选择性解离行为,选择性破碎效果指数φ可达0.112;目标组分Cu、Ag、Al、Si浸出率为98.33%、94.12%、97.21%、95.17%,Pb 2+去除率为93.53%。该工艺可为退役晶硅光伏太阳能电池的短程、清洁、绿色回收工艺的开发提供技术参考。

压滤过程中煤泥滤饼结构演化规律及组合药剂优化机理

煤泥滤饼结构对脱水效果有重要影响,采用自制加压脱水装置及CT扫描等方法研究了压滤脱水过程中滤饼结构特性及其演化规律。将压滤过程修正为4个阶段,其中滤饼脱水阶段主要脱去滤饼内部水分,此阶段滤饼孔隙结构越发达则压滤脱水效果越好;滤饼压缩阶段主要对滤饼进行最后压缩,此阶段滤饼可压缩性越高,滤饼最终的孔隙率和含水量就越低。并采用聚合硫酸铁(PFS)和α-半水石膏(α-HH)对煤泥进行助滤实验。从煤泥颗粒絮团结构、滤饼物相组成、滤饼三维结构等多方面分析了助滤机理。结果表明:PFS和α-HH联合使用显著提升了煤泥的过滤效果,通过中心组合设计(CCD),确定了2者最佳药剂量为1711.44 g/t和48.33 mg/g。在最佳条件下,滤饼含水量降低至16.97%,过滤速度提高至145.89 mL/(s·m^(2))。α-HH的加入使滤液Zeta电位的绝对值降低到1.45 mV,从而降低了煤泥颗粒之间的静电排斥力,增强了PFS的絮凝效果,使絮状物的弦长增加到71~171μm。同时在PFS体系中,α-HH的水化反应被加速,形成大量二水石膏晶体,在煤泥絮体中形成交织的骨架,发挥了骨架构建体的作用,使煤泥压滤脱水指数(I_(CD))提升至176.30,增强了滤饼强度,使压滤过程中煤泥滤饼孔隙率从12.14%提高到14.39%,提高了煤泥滤饼的孔隙配位数及连通性从而提高了过滤效果。

气泡对浮选精煤压滤压力及脱水性能影响机理

起泡剂的加入使得煤泥浮选过程中产生稳定性强、黏度高、难以破灭的泡沫,大量泡沫的堆积严重制约了浮选精煤的压滤脱水效果。为探明气泡对浮选精煤的压滤压力及脱水性能的影响机理,使用新型加压脱水装置研究气泡对浮选精煤压滤压力、滤饼位移、滤液质量及滤饼水分的影响规律,并通过ImageJ图像处理、流变特性测试、FBRM试验和SEM表征等一系列方法对脱水机理进行探究。压滤结果表明,充气量为0.3 m ^(3)/h时,浮选精煤压滤所需压力由451.2 kg增至540.7 kg,滤饼水分增加10.7个百分点。ImageJ图像处理表明小直径气泡分布占比随充气量的增大而增大,流变性测试表明随充气量增加,浮选精煤黏度增大且动切力τ0由0.9947 mPa增至1.1703 mPa,说明颗粒定向重排作用增强;FBRM试验表明气泡的存在使浮选精煤粒径增大,发生凝聚现象,颗粒间相互作用力增大;SEM结果表明气泡使浮选精煤颗粒聚集现象明显。气泡的存在导致浮选精煤颗粒排列更加紧密,颗粒间毛细半径减小,过滤所需压力增大,同时滤饼孔隙变小,水分迁移路径更复杂,不利于水分脱除。

粗糙度对贫瘦煤表面润湿性的影响

表面粗糙度对煤的可浮性起着重要作用。为了研究捕收剂和粗糙度协同作用对煤表面润湿性的影响,采用四种不同目数的砂纸对煤表面进行粗糙化处理,并使用粗糙度测量仪表征其表面特性。采用接触角与相互作用测量仪分析表面粗糙度对煤天然润湿性和油酸钠改性后润湿性的影响。结果表明,随着天然煤表面粗糙度的增加,接触角减小。由于接触线的增加,水滴与煤表面之间的扩散力增大。当粗糙度分别为0.32、1.02、1.82、2.38μm时,水与煤表面之间的扩散力分别为159.00、177.82、200.99、209.60μN。而经低浓度(120 mg/L)油酸钠改性后,随着粗糙度的增加,煤表面的接触角增大,扩散力减小,扩散力分别为149.11、146.40、134.06、124.27μN。但当油酸钠浓度达到320 mg/L时,随着粗糙度的增加,接触角反而迅速减小,扩散力迅速增大,扩散力分别为174.21、211.05、244.37、288.51μN。粗糙度的增大会增加天然煤表面的润湿性,低浓度的油酸钠改性和表面粗糙化可提高煤表面疏水性,然而,过量的药剂会增强煤表面的润湿性。

课程思政背景下工科混合式课程教学创新实践——以矿物加工管理课程为例

深入推进高校课程建设是贯彻落实党的教育方针和立德树人根本任务的重要途径。以矿物加工管理混合式课程为例,依据课程特点和学情现状,分析总结教学过程中存在的“三个不协调”痛点问题,从教学内容、混合设计、教学资源、教学方法,教学组织、思政融合、考核评价等方面入手,构建“前沿性混合性实践性学习体系”,创新“依托智慧课堂的立体式教学空间”,建立“一中心两融合三层面五驱动”课程思政模式,取得较佳教学效果,可为我国工科类院校专业课程改革提供经验借鉴。

腐植酸基活性炭对亚甲基蓝的吸附性能研究

煤质腐植酸是低阶煤中的一种天然芳香族聚合物,具有高碳含量、松散的海绵质地、资源丰富、成本低廉等特性,是制备活性炭的新型碳前驱体。本工作以褐煤提取的腐植酸为前驱体,采用化学活化法制得腐植酸基活性炭,研究其对亚甲基蓝的吸附性能。利用扫描电子显微镜、BET比表面仪、傅里叶红外光谱仪对活性炭的物理化学性质进行表征。考察了溶液pH、吸附剂用量、初始浓度、温度和离子强度对活性炭吸附性能的影响。结果表明,腐植酸基活性炭具有大的比表面积(2370.21 m^(2)/g)、丰富的孔结构以及含氧官能团,有利于亚甲基蓝的吸附。Langmuir模型能够准确地描述活性炭对亚甲基蓝的吸附行为,根据Langmuir等温模型拟合,298 K时活性炭对亚甲基蓝的最大吸附量为970.87 mg/g。对比不同前驱体制备的活性炭亚甲基蓝的吸附性能,由腐植酸制备的活性炭对亚甲基蓝表现出明显良好的吸附性能。伪二级动力学模型更能描述亚甲基蓝在活性炭上的吸附。活性炭对亚甲基蓝的吸附是自发的吸热过程。经过五次循环使用,吸附量有所减小,但去除率均达到了93%以上,活性炭循环使用性能良好。

“选煤(矿)厂设计”课程教学改革实践与思考

“选煤(矿)厂设计”是矿物加工工程专业本科生的必修课之一,具有较强的综合性和实践性。为强化学生综合实践能力的培养,教学团队以中国大学MOOC平台“选矿厂设计”精品共享课为依托,不断优化教学内容、改进教学模式,精心设计和组织教学过程,提高学生的学习兴趣,激发学生的内驱力,通过翻转课堂、案例教学、分组讨论等课堂教学改革实践及网络课程和教学资源建设等,构建以学生“学”为主的线上线下混合教学新模式。同时,对实践中存在的问题进行了分析,提出持续改进方向。

矿物掺合料透水混凝土微观结构及性能分析

透水混凝土具有显著的孔隙特征,可有效缓解城市内涝,涵养地下水系。针对透水混凝土由孔隙大导致的抗压强度低等问题,采用矿物掺合料替代部分水泥作胶凝材料,能够实现降低生产成本并提高抗压强度的目的。本文以粉煤灰、矿渣、偏高岭土等固体废弃物为掺合料,通过抗压强度、透水性能测试分析矿物掺合料单掺、复掺、三掺对透水混凝土性能的影响,并探究其水化机理。结果表明:复掺以及三掺体系的透水混凝土力学性能明显优于单掺体系;当三掺体系粉煤灰、矿渣、偏高岭土掺量分别为15%(质量分数,下同)、15%、10%时,透水混凝土性能最佳,抗压强度达22.1 MPa,孔隙率和透水系数分别为14.3%、3.27 mm/s,满足行业标准。

OP/TX表面活性剂对煤泥加压脱水效果及滤饼结构的影响

煤泥脱水是煤炭洗选行业的焦点问题之一,采用自主设计的新型加压脱水效果智能监测试验装置,研究了辛基酚聚氧乙烯醚(OP-10)和壬基酚聚氧乙烯醚(TX-10)2种表面活性剂对煤泥加压脱水效果,通过压滤脱水试验、平均质量比阻测量、毛细吸水时间(CST)测量、润湿热测量、压缩脱水指数测量和CT测试分析了表面活性剂对煤泥脱水效果的影响机理。压滤脱水试验、平均质量比阻测量、CST测量结果表明:OP-10和TX-10均能提高煤泥加压脱水效果,OP-10最佳药剂量为200 g/t,此时滤饼平均质量比阻为5.21×10^(6)m/kg,CST降低率最大14.25%,过滤速度相比原煤泥提高88.45%,水分为16.7%。TX-10最佳药剂量为400 g/t,此时滤饼平均质量比阻为9.31×10^(6)m/kg,CST降低率最大13.36%,过滤速度相比原煤泥提高76.57%,水分为18.2%。润湿热测量结果表明OP-10的润湿热为1.196 J/g,TX-10的润湿热为4.11 J/g,TX-10的亲水性高于OP-10,相对OP-10难脱水,因此OP-10表面活性剂的压滤脱水效果好。通过滤饼压力−形变关系分析得到了滤饼成型过程的3个阶段,发现压缩脱水阶段与脱水效果密切相关,进一步定义了压缩脱水指数CDI,CDI越低,滤饼可压缩性越高,相同压力下滤饼厚度降低幅度越大,水分越低,最佳浓度下的OP-10和TX-10作用下的压缩脱水指数分别为147.18和155.35。通过CT扫描技术,对原样和加入OP-10压滤成型的滤饼进行微观结构分析,发现原样的有效孔隙率11.96%,连通性差,孤立孔比例大,加入浓度200 g/t的OP-10时,滤饼有效孔隙率为20.43%,连通性好,迂曲度显著下降为1.9,滤饼的渗透率逐渐增大,平均质量比阻就越小,因此可以提高脱水效果。

矿物表面粗糙度对颗粒–气泡相互作用影响的研究进展

矿物表面粗糙度是影响浮选效果的重要因素。表面粗糙度会影响矿物的疏水性、药剂的吸附以及颗粒–气泡间液膜的破裂,对颗粒–气泡相互作用过程产生显著影响。然而,目前缺乏关于粗糙度影响颗粒–气泡相互作用过程相关研究工作的系统评述。为此,首先梳理了表面粗糙化修饰技术及粗糙度测试方法。其次,从浮选动力学、接触角、三相接触线形成时间、颗粒–气泡相互作用力4个方面系统地论述了粗糙度对颗粒–气泡相互作用过程的影响,明确了粗糙度尺度这一概念对于颗粒–气泡相互作用研究的重要性;基于粗糙度尺度与矿物表面疏水性在颗粒–气泡相互作用过程中的耦合机制,提出了矿物表面润湿状态在粗糙表面与气泡相互作用过程的重要性,并分析讨论了目前粗糙度对接触角、浮选效果的影响研究结论不一致的原因。最后,通过批判性分析和综述文献研究结果得出结论,并对未来的研究发展方向进行了展望。有助于更好地理解矿物表面粗糙度对浮选过程的影响,可以为调控矿物表面粗糙度创造有利的浮选条件,提高浮选的效率和选择性提供理论支撑。

Pb掺杂尾煤基纳米TiO2的制备及光催化降解PAM废水的研究

聚丙烯酰胺(PAM)作为一种高效絮凝剂被广泛应用于水处理过程,残留PAM解聚生成的丙烯酰胺单体(AM)已被列为ⅡA类致癌物,对其处理迫在眉睫。选用浮选尾煤(TC)为原料,通过碱激发制备出改性尾煤基体,采用水热法将纳米TiO_(2)负载到改性尾煤基体,制备了尾煤基纳米TiO_(2)复合材料(TiO_(2)/TC)和Pb掺杂尾煤基纳米TiO_(2)复合材料(Pb-TiO_(2)/TC)。以PAM为目标污染物分析了TC、改性尾煤基体、TiO_(2)/TC和Pb-TiO_(2)/TC的光催化降解性能,通过XRD、SEM、UV-vis和BET对样品进行表征,结合高效液相色谱−质谱联用技术对降解产物的分析与研究,探究了PAM的降解机理。研究结果表明:TC呈不规则状态,表面较为粗糙;TiO_(2)/TC的表面疏松,孔隙结构明显,细管状TiO_(2)均匀包覆在改性尾煤基体表面;Pb-TiO_(2)/TC的结构更加蓬松,改性尾煤基体负载着更多的细管状TiO_(2)。TiO_(2)/TC的禁带宽度为3.16 eV,Pb^(2+)掺杂使Pb-TiO_(2)/TC的禁带宽度减小到3.08 eV。TiO_(2)的比表面积为286.66 m^(2)/g,TiO_(2)/TC和Pb-TiO_(2)/TC的比表面积分别为360.33 m^(2)/g和358.54 m^(2)/g,较高的比表面积为反应提供更多活性位点,产生的吸附−催化协同效应显著提升光催化效率。TC和改性尾煤基体对PAM的降解效率分别为3.39%和4.68%,TiO_(2)负载后的TiO_(2)/TC和Pb-TiO_(2)/TC对聚丙烯酰胺的降解率提升至38.92%和63.87%,经过5次循环使用后TiO_(2)/TC和Pb-TiO_(2)/TC的光催化性能基本保持不变。PAM的降解过程中大分子PAM断链变成小分子量PAM分子,进一步氧化分解为NO3−、丙烯酸、乙酰胺和乙酸等。

纳米粒子浮选捕收剂的研究进展

传统的油类捕收剂在回收微细粒煤、低阶煤和氧化煤等难浮煤泥方面效果不佳,研发新型高效的浮选药剂和浮选工艺是当前必须突破的难题。纳米技术作为一种前沿技术,在矿物加工领域展现出广阔的应用前景,并受广泛关注和探索。探讨了将纳米粒子作为矿物浮选捕收剂的研究进展,重点介绍了新型的疏水性纳米粒子的设计、合成及其在浮选中的应用现状。其中,包括阴离子和阳离子聚苯乙烯纳米粒子以及具有更好选择性吸附效果的功能化纳米粒子。这些纳米粒子具有优良的浮选性能,可以有效回收难浮煤泥和微细粒矿物资源。讨论了纳米粒子与矿物界面的微观相互作用机理。纳米粒子的尺寸和表面性质对其与矿物之间的相互作用具有重要影响。阴离子和阳离子聚苯乙烯纳米粒子具有疏水性,可与煤泥中疏水矿物发生作用,增强其浮选性能。而功能化纳米粒子通过表面改性,使其与特定矿物具有更好的选择性吸附效果。了解微观相互作用机理有助于优化纳米粒子的设计和合成,提高其在矿物浮选中的应用效果。最后,针对新型纳米粒子捕收剂的研究方向提出建议,推动纳米技术的快速发展和矿物浮选领域不断进步,为矿业行业带来新的活力与机遇。

基于正交设计的煤泥压滤过程影响因素研究

随着机械化采煤的大范围推广,原煤中细粒煤泥含量越来越高,经加压过滤机脱水后水分仍很高。采用自主研制的新型加压脱水试验装置,结合正交试验、极差分析和方差分析等方法,研究了压力、入料质量浓度以及粒级组成对煤泥水脱水的影响,并进一步分析了滤饼的压缩成型特性。结果表明:粒级组成对煤泥脱水速率影响最大,入料质量浓度影响次之,压力影响最小,通过滤饼压力-形变关系分析得到了滤饼成型过程的3个阶段,发现压缩脱水阶段与脱水效果密切相关,进一步定义了压缩脱水指数Compression Dehydration Index(C_(DI)),C_(DI)越低,滤饼可压缩性越高,相同压力下滤饼厚度降低幅度越大,水分越低。最优设计参数:压力为0.6 MPa、入料质量浓度为200 g/L和粒级组成0.045~0.125 mm,进入压缩脱水阶段仅需34.5 s,滤饼水分为15.12%,滤饼厚度最低为2.924 mm,滤饼可压缩性强,C_(DI)最小仅为3.59。

煤泥絮凝过程聚并-破碎效率研究

为了揭示流体剪切对微细煤泥絮凝过程破碎-聚并效率的影响规律,在不同剪切速率和搅拌桨离地高度条件下进行煤泥絮凝试验,并采用聚焦光束反射测量仪实时测定絮凝过程中絮团尺寸变化情况,以絮团平均粒径增长率间接反映絮凝过程聚并-破碎效率。研究结果表明:絮团平均粒径增长率可以反映煤泥颗粒絮凝过程的聚并-破碎效率,依据增长率的变化情况,煤泥絮凝过程可分为聚并阶段、破碎阶段和亚稳定阶段;剪切速率对煤泥絮凝行为有显著影响,在G<35.89s-1时增大剪切速率,有利于聚并效率和亚稳定阶段时絮团平均粒径的增加;但过高的剪切速率(G>53.83s-1)将产生较高的湍流耗散率,使絮团破碎效率增大;搅拌桨离地高度对煤泥的絮凝行为有一定影响,在h/H<1/3时,适当增加搅拌桨离底高度有益于煤泥颗粒生成更大的絮团。

基于撞击流调控的煤泥水混合过程强化研究

煤泥水中一般含有大量高分散性悬浮颗粒,固液分离难度大。通过调控湍流来强化流体混合和颗粒碰撞是实现固液分离的有效途径。颗粒碰撞絮凝大多发生在湍流环境中,细微颗粒的运动受湍流最小涡尺度影响较大。研究借助撞击流对湍流涡进行调控以强化两种不同密度悬浮液混合及悬浮液中细微颗粒的碰撞。利用两种不同的解算模型对混料桶中悬浮液混合状况及颗粒的分布进行了三维仿真,进入混料桶的水相被视为连续相,固体颗粒被视为连续相(悬浮液)或二次离散相(颗粒),分析了不同入料密度下不同流速比对混料桶内湍流特征参数及颗粒分布的影响。结果表明:相互垂直碰撞的射流形成的撞击流可诱导产生发卡涡、展向涡和轴向涡等湍流宏观涡。颗粒在湍流宏观涡中移动的速度顺序为:大粒度大密度>大粒度小密度>小粒度大密度>小粒度小密度。涡-涡之间、涡-主流之间的交互作用显著提高湍流动能、降低涡尺度,最终形成的最小尺度涡有利于颗粒聚集碰撞;混料桶内流场中产生的最小涡尺度主要以小于平均最小涡尺度的涡为主。上-侧入料流速比v_(up)∶v_(side)从1.258∶1.87增大至1.882∶1.258,最小涡尺度呈现增大趋势,与入料密度无关。当流速比相近,仅流速增大时,最小涡尺度减小。适当增大上-侧入料流速比有助于流体混合及颗粒聚集碰撞,且上-侧入料流速比在1.40~1.50时,混合密度、表观黏度、颗粒聚集均达到最优效果。此外,在同一流速比时,上入料口入料密度大于侧入料口入料密度的情况下,混合均匀性和混合强度均优于上入料口入料密度小于侧入料口入料密度的情况,更有利于流体混合及颗粒碰撞。研究通过对流体水力条件的调控促进混料桶中煤泥水混合及细微颗粒凝聚,为液液混合和固液分离过程强化方式提供了一种新的思路。

细粒煤螺旋分选流体-颗粒空间分布特征的CFD-DEM模拟研究

螺旋分选是细粒煤高效绿色分选的核心技术之一,探明细粒煤螺旋分选全过程流体-颗粒空间分布特征有利于深入理解螺旋分选行为。以螺旋分选全过程为研究对象,研究了流场、颗粒在螺旋分选全过程的空间分布规律。通过建立颗粒螺旋分选动力学方程并基于螺旋分选流场的多流态特性,构建了复合流态下流体曳力计算模型;结合颗粒堆积实验采用响应面法对颗粒间接触参数进行标定,优化了CFD-DEM耦合模拟方案。结果表明:(1)依据流场分布和颗粒运动行为,细粒煤螺旋分选全过程可分为初始阶段(0~1/3圈)、过渡阶段(1/3~2圈)和亚稳定阶段(2圈以后)。在初始阶段,不同密度、不同粒度颗粒在螺旋槽中的分布基本一致:沿螺旋槽倾斜方向分布并逐渐向槽外缘聚集;(2)过渡阶段内高密度颗粒随着粒度的增大颗粒逐渐向内缘聚集,低密度颗粒逐渐聚集在槽外缘;(3)在亚稳定阶段,高密度颗粒随着粒度的增大越来越多的颗粒聚集在螺旋槽内缘,不同粒度的低密度颗粒均主要聚集在槽外缘。此外,粒度对高密度颗粒空间分布有显著影响,而对于低密度颗粒分选行为影响不大,颗粒粒度低于0.1 mm时,颗粒间按密度差异分选的趋势降低,高密度细颗粒难以依靠密度差沉降到槽底参与二次环流的径向输送,导致其主要聚集在螺旋槽外缘,与低密度颗粒混杂,不利于细粒煤的分选。

低温焙烧改性—机械破碎分离回收废弃光伏电池

废弃晶硅太阳能电池中胶膜材料EVA的改性是改善黏结体系解离效果、提高有价组分分离和浸出效率的关键。通过焙烧改性弱化EVA黏结行为,强化晶硅太阳能电池多组分选择性破碎特性,基于XRD、TG、SEM、ICP-OES分析了物料分布规律、EVA黏结弱化行为、解离效果及金属回收率。结果表明:破碎后背板材料分布在+0.5 mm粒级中,Al分布在-0.5+0.25 mm和-0.045 mm粒级中,Ag在-0.045 mm粒级中富集,Si分布在-0.5+0.25 mm和-0.075 mm粒级,不同组分的粒度分布差异显著。经300℃焙烧5 h后EVA的黏结程度降低,材料的解离程度增强,强化了破碎效果,破碎后细粒级组分产率提高15%;酸浸处理实现了不同组分逐级回收,Si、Ag和Al的回收率分别为83.26、87.11%和88.61%,研究工作对废弃晶硅太阳能电池高效资源化回收具有指导意义。