给料浓度对浓密机内颗粒絮凝及沉降影响研究

基于CFD-PBM耦合数值模拟方法,采用RNG k-ε湍流模型、Euler-Euler多相流模型以及所建立的微细矿物颗粒絮凝动力学数学模型,对直径为600 mm的实验室深锥型浓密机内铁尾矿颗粒絮凝及沉降行为进行了模拟研究,探究了给料浓度对颗粒复杂运动行为的影响。结果表明,在所研究给料浓度范围内,给料井出口位置絮团平均粒度随着给料浓度的增加先增加后减小,约为8%的给料体积浓度条件下铁尾矿颗粒絮凝效果较好;絮团沉降速率随着给料浓度增加而逐渐降低,且给料浓度增加,不同粒度絮团沉降速率差异逐渐减小。本研究为揭示浓度特性对微细矿物颗粒絮凝及沉降行为影响机制提供理论依据,为浓密机给料浓度调控提供技术指导。

超声波改性阳离子聚丙烯酰胺对煤泥水絮凝沉降及脱水性能的影响

絮凝沉降和过滤脱水是煤泥水处理的常见方法。絮凝效果直接影响煤泥的脱水效果。提出了一种利用超声改性的阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)强化煤泥水絮凝脱水过程的新技术。用流变仪研究了超声预处理不同时间的CPAM溶液的特性。通过沉降试验以及浊度测试分析了超声改性絮凝剂对煤泥水沉降的影响。使用聚焦光束反射率测量系统与颗粒观测系统观察不同改性CPAM处理煤泥水时的絮体特性。建立了絮体特性与煤泥水过滤过程所形成的滤饼特性的联系。实验结果表明,经过40 s超声处理的CPAM作用于煤泥水后,煤泥絮凝效果最好,上清液浊度最低,为180 NTU。在该条件下,煤泥的过滤速度最快,与未经超声处理的情况相比,过滤时间减少25 s。此外,在此条件下获得的滤饼水分含量也最低,为29%。因为经过40 s的超声处理后,部分CPAM分子链被超声产生的强烈的机械以及化学作用随机切断,这些被切断的CPAM分子链将煤泥颗粒逐渐聚集成微小絮体,而未被切断的CPAM分子链进一步将这些小絮体连接在一起。煤泥颗粒在聚合物内部通过多组分聚合物的复杂体系得以紧密结合。随着絮体的沉降,形成了更加致密的结构和沉积床。这些致密的絮体构建的沉积层具有较低的过滤阻力,从而有助于提高过滤速度,同时也导致过滤结束后的滤饼具有更低的水分含量。

基于NSGA-Ⅱ算法的尾砂动态浓密半工业实验及其多目标优化

尾砂浓密工艺是一种多输入、多输出、高时滞的复杂系统,探究不同因素影响下尾砂浓密多目标优化问题具有重要意义,为推进尾砂浓密工艺的精准控制和智能化发展提供参考。研制了一套尾砂动态浓密半工业智能实验装置,开展了尾砂动态浓密正交实验,考察泥层高度、进料流量和耙架转速对尾砂浓密多目标的影响;结合尾砂动态浓密半工业正交实验结果,建立了底流质量浓度、溢流浊度和耙架扭矩的多元回归模型,利用MATLAB软件的通讯模块,实现了对尾砂动态浓密半工业实验效果的实时预测;结合矿山对尾砂浓密的实际需求,构建了基于NSGA-Ⅱ算法的尾砂动态浓密多目标优化模型,获得了优化后的尾砂动态浓密参数和浓密效果。研究结果表明:泥层高度和进料流量对尾砂浓密效果具有显著影响,泥层高度是影响浓密效果的最主要因素;尾砂浓密多元回归模型的预测差异在4.53%以内,模型拟合效果良好;多目标优化后的尾砂动态浓密参数为泥层高度0.30 m、进料流量0.91 m^(3)/h、耙架转速3.80 r/min,优化后的尾砂浓密效果为底流质量浓度69.57%,溢流浊度40.41NTU、耙架扭矩11.53 N·m。

液态聚醚/丙二醇提高铁精矿滤饼结构渗透性

针对铁精矿滤饼颗粒微细、孔道狭窄、过滤脱水困难这类问题,采用5种不同类型的助滤剂,对铁精矿进行助滤脱水试验。结果表明,液态聚醚的助滤效果优于其余助滤剂,在铁精矿中添加150 g/t(按干物料计)液态聚醚,滤饼水分从14.74%降至10.2%,过滤速度提高1.3倍。为进一步优化过滤性能,对液态聚醚进行复配试验,结果表明液态聚醚与丙二醇配合使用时(液态聚醚∶丙二醇质量比7∶3),助滤效果最佳,当药剂投加量为150 g/t时,滤饼水分降至8.35%,过滤速度提高1.5倍。液态聚醚在铁精矿颗粒表面形成“蘑菇”型吸附,使颗粒间产生位阻排斥作用,造成滤饼结构蓬松。通过X射线CT扫描滤饼结构,结果表明,加入液态聚醚/丙二醇后滤饼的孔隙率增加、迂曲度减少、盲孔数量减少,有助于水分的迁移。本研究为提高铁精矿过滤速度、降低滤饼水分提供了新思路。

尾矿泥浆沉降的微细观机制研究

由于堆存于尾矿库中的尾矿泥浆长期处于流动状态,是重大的危险源。因此针对尾矿泥浆进行了一系列沉降试验,利用Malvern-3000激光粒度仪对其沉降过程进行粒度分析,试样沉降稳定后进行了核磁共振(NMR)试验。结果表明,盐溶液增加了尾矿泥浆的絮凝和阻碍沉降阶段的持续时间,降低尾矿泥浆的初始平均沉降速度,尾矿泥浆在盐溶液中的稳定孔隙比小于在蒸馏水中的稳定孔隙比。激光粒度分析结果表明,在相互阻碍沉降阶段,随盐溶液中阳离子浓度增加,尾矿泥浆絮凝体直径变小。核磁共振试验结果表明,在盐溶液中的沉降稳定阶段,尾矿泥浆的结合水向自由水转变,对尾矿泥浆的沉降过程存在影响。可以考虑通过添加阳离子对絮凝剂继续改性,增加洗矿过程中的工作效率,加速尾矿泥浆在尾矿库中的自固结速度。

盐度对疏水改性聚丙烯酰胺吸附行为的影响

选择性絮凝分选是微细粒矿物高效分选的重要手段之一.为了强化絮凝剂在亲水、疏水矿物表面的絮凝选择性,将疏水基团十六烷基二甲基烯丙基氯化铵(C16DMAAC)引入聚丙烯酰胺(PAM)分子链中合成了疏水改性聚丙烯酰胺(HMPAM),采用耗散型石英晶体微天平(QCM-D)研究了不同浓度K^(+)和Ca^(2+)对分散剂六偏磷酸钠(SHMP)和HMPAM在亲水和疏水化表面原位吸附行为的影响,并使用激光粒度分析仪分析了不同盐度下SHMP和HMPAM对硅微粉及疏水改性硅微粉粒径分布的影响.结果表明,不同盐度环境下HMPAM均呈现了较好的絮凝选择性.背景溶液分别为10 mmol·L^(-1)、100 mmol·L^(-1)KCl及1 mmol·L^(-1)CaCl_(2)时,QCM-D结果表明SHMP在疏水化表面均未形成吸附层,随后HMPAM在疏水化表面发生吸附,且随着盐度的增加,HMPAM的吸附量增大且吸附层的耗散性降低;背景溶液为10 mmol·L^(-1)CaCl_(2)时,SHMP也未抑制HMPAM在疏水化表面的吸附,形成了谐振频率变化(Δf)为-18.3 Hz的吸附层.相比,100 mmol·L^(-1)KCl时1 mmol·L^(-1)SHMP在SiO_(2)表面形成薄而致密的吸附层,随后抑制了HMPAM的吸附;10 mmol·L^(-1)CaCl_(2)中SHMP在SiO_(2)表面形成耗散的吸附层,随后10 mmol·L^(-1)CaCl_(2)冲洗过程中沉积了较为致密的吸附层,也抑制了HMPAM吸附.不同盐度下SHMP和HMPAM对硅微粉及疏水化硅微粉粒径分布的影响与QCMD试验结果相一致.本研究是选择性絮凝分选中絮凝剂选择与研发的重要研究基础.

选矿废水净化处理及回用试验研究

针对该选矿废水 ,提出了混凝沉淀 -活性炭吸附 -回用的废水处理工艺 ,研究了该工艺的影响条件。研究结果表明 ,经过该工艺处理的选矿废水可以全部回用 ,不仅不影响选别指标 ,而且还可以降低浮选药剂用量 ,通过控制活性炭用量来调节铅选别指标 ,真正实现了零排放 。

立式砂仓尾砂浆液絮凝沉降试验研究

针对不同供砂浓度的尾砂浆液,分别选用相对分子质量为2000万、1540万和1200万的阴离子聚丙烯酰胺(APAM)作絮凝剂,再配以一定量的无机絮凝剂(FeCl3),进行了立式砂仓尾砂浆液絮凝沉降试验。研究了立式砂仓的尾砂沉降规律,确定了立式砂仓合理的供砂浓度为20%,最佳絮凝剂相对分子质量为1540万,掺入量为100 g/t,适宜的料浆pH值约为9。研究结论为立式砂仓全尾砂沉降澄清脱水连续充填工艺改造提供了设计依据。

煤泥分级浮选工艺的研究

为了解决煤泥混合浮选工艺中分选粒度范围过宽、高灰细泥夹带污染精煤,导致浮选精煤灰分高、尾煤灰分低,严重影响精煤产品质量的问题,采用正交试验、小筛分、分步释放浮选实验方法,对影响浮选效果的因素进行深入的探讨,提出了分级浮选工艺:用分级旋流器组进行浮选入料粗、细煤泥分级,<0.125mm细煤泥采用新型旋流微泡浮选柱-快速双隔膜压滤机处理,0.5～0.125 mm粗煤泥采用原有的浮选机-过滤机处理,实现粗、细煤泥高精度分选和高效脱水.结果表明:应用分级浮选工艺,浮选精煤灰分下降了1.08%,尾煤灰分提高了9.51%,精煤回收率提高了0.73%.

从细粒煤泥中回收精煤的分选与脱水技术研究

介绍了研制开发的旋流微泡浮选柱和精煤快速压滤机技术工艺,并分别与传统的机械搅拌浮选机和圆盘真空过滤机的性能作了对比.研究结果表明:浮选柱降灰和精煤快速压滤机脱水效率高,精煤灰分和滤饼水分低,工艺指标先进,且动力消耗小,节能明显,维修量小,运行稳定可靠,因而旋流微泡浮选柱和精煤快速压滤机是细粒煤降灰脱水的有效而经济的工艺设备,具有广阔的推广应用前景.

FCMC-1500型旋流微泡浮选柱在煤泥浮选中的应用研究

介绍了ＦＣＭＣ－１５００型旋流微泡浮选柱的工作原理、结构特点以及在选煤厂煤泥分选中的应用结果，证明它具有选择性好，降灰效率高，能耗、油耗低，操作维护方便等，是一种很有推广应用前途的细粒煤分选设备。

蛇纹石酸浸滤液提镁制备针状纳米氢氧化镁

首先考察由蛇纹石酸浸滤液所制粗硫酸镁净化后 ,制备精制硫酸镁溶液的方法 ;并以此精制硫酸镁和氨水为原料 ,直接利用表面活性剂在固 /液界面的“双亲性” ,使其吸附在新生成的氢氧化镁微粒上 ,制备纳米氢氧化镁。并采用XRD和TEM等进行表征 ,结果表明 ,样品晶型发育完善、呈针状、直径为 5～ 10nm、长径比为 15～ 2 0且分散性好。研究结果为纳米级氢氧化镁阻燃剂的深入研究提供了基础。

微波作用下的细粉煤脱水研究

The coal water slurry with different concentrations was prepared using 4 different kinds of coal (gas coal, fat coal, coking coal and lean coal) and dewatered using microwave The effect of coal particle, rank, strength and irradiation time of microwave on the moisture content of the filter cake was investigated In addition, the dewatering efficiency using microwave and electronic heat under same power and time was compared The results show that the moisture content of the coal cake depends on the particle size and coal rank The fine coal has higher water content in its cake With increasing coal rank, the moisture content in the cake decrease and then increase and the coking coal cake has the lowest value With increasing irradiation time, the water content of the cake with different rank and particle size tends to be same The water content in the cake decreases with the enhancement of the microwave strength, but has no effect on the relationship between the water content and the gronularity Compared with electronic heating, microwave decrease dewatering time, therefore, decrease energy consumption and improve

表面活性剂对细粒煤脱水的试验研究

研究了阴离子和阳离子型表面活性剂对细粒煤的脱水 ,探讨了脱水条件对脱水效果的影响。结果表明 ,阴、阳离子表面活性剂能够明显地提高细粒煤过滤脱水的技术指标。

极细粒级尾砂絮凝沉降规律试验研究

在尾砂充填系统中,细粒级尾砂沉降速率慢、沉降后的底流浓度低,在砂仓中很难靠自然沉降获得理想的底流浓度,制约了尾砂充填的用料范围。为了实现全尾砂充填,减少砂仓中细粒级尾砂的溢流跑浑,本文采用聚丙烯酰胺(PAM)絮凝剂,针对极细颗粒细尾砂在立式砂仓中的沉降规律进行了实验研究,并建立了沉降相关参数的数学模型,得到了细粒级尾砂沉降规律。结果表明:在不添加絮凝剂条件下,浆液浓度与沉降速率基本呈线性规律,当添加絮凝剂之后,沉降速率与絮凝剂添加量的关系表现为非线性凸曲线,浆液浓度越高曲线越凸。对于特定的充填料浆浓度,在最佳絮凝剂添加量之前,沉降速率随着絮凝剂添加量增大而加快,当絮凝剂添加量超过该最佳添加量,絮凝沉降速率随絮凝剂添加量增大而减小。

煤泥离心过滤和机械压滤的滤饼层粒度分布及其影响

针对离心过滤和机械压滤过程中煤粒成饼机理的差异,采用分层取样法分析对比了煤泥离心过滤与机械压滤两种不同过滤方式形成的滤饼内部的粒度及水分分布特点,基于沉降理论探讨了离心过滤和机械压滤的成饼过程,并分析了入料级配对离心过滤过程中滤饼粒度分布的影响。结果表明:机械压滤形成的滤饼中,颗粒粒度和滤饼水分沿滤饼厚度的方向无显著变化,而离心过滤形成的滤饼中,颗粒粒度和滤饼水分沿滤饼厚度的方向存在较大变化,距离滤网越近,滤饼层颗粒的平均粒度越粗、水分越低;入料级配对离心过滤的滤饼层粒度的径向分布及脱水效果影响显著,随着入料平均粒度的减小,上述径向分布差异呈现缩小的趋势;沿着滤饼厚度的方向,压滤滤饼中的过滤比阻分布是相对均匀的,在理论分析中可近似为常数,而离心过滤的滤饼层的过滤比阻分布具有非均匀性,影响比阻分布的因素具有复杂性。

混凝沉淀法处理煤泥水的试验研究

对混凝沉淀法处理难于自然沉降的煤泥水进行试验研究 ,通过分析煤泥水的性质、煤泥的粒度及干煤泥的矿物组成 ,确定煤泥水难处理的主要原因是煤泥颗粒粒度小 ,且表面带有较强的负电荷。试验研究了电石渣和 Ca Cl2 对煤泥水的混凝效果 ,并采用正交试验确定了电石渣— PAM混凝沉淀法处理煤泥水的最佳工艺条件和实际应用条件。研究结果表明 ,采用电石渣— PAM混凝沉淀法处理煤泥水具有较好的处理效果 ,处理后煤泥水的各项指标均能达到国家排放标准 ,且能满足洗煤工艺的用水要求。

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 。

助滤剂CAM对煤泥的脱水效果研究

用ＣＡＭ助滤剂，在不同助滤剂用量和真空度情况下，测定了其对煤泥的助滤脱水效果，揭示了助滤剂用量和真空度对煤泥滤饼水分和滤饼厚度的影响。

混凝法处理广西平果铝矿高浊度洗矿水

研究了单独使用Ａｌ２（ＳＯ４）３·１８Ｈ２Ｏ，聚丙烯酰胺（ＰＡＭ）和用Ａｌ２（ＳＯ４）３·１８Ｈ２Ｏ与ＰＡＭ，淀粉与ＰＡＭ联合混凝处理平果铝矿高浊度洗矿水。研究表明：从混凝效果（出水浊度和沉降泥含水量）和处理成本，经济效益综合考虑，淀粉与ＰＡＭ复合使用效果最佳。