充填料浆中气泡作用机理及其流变特性演变规律

充填料浆是由固-液-气三相组成的悬浮体,长期以来有关充填料浆研究重点多是固-液两相的流变特性,而气相因素对于具有复杂流变特性的料浆影响却鲜有报道。气相成分可以显著降低充填浆体的屈服应力、黏度,对于改善管道输送性能、降低管道磨损等方面具有显著优越性。首先,通过控制引气剂(TTAB)掺量调节料浆含气量,并测定充填料浆表面张力、空气体积分数、流变性能等参数,探寻料浆中气泡对其流变性能的影响规律。其次,引入毛细管力(F_(cay))、无量纲屈服应力(τ_(ref)/τy)气泡演变模型来分析料浆内气泡演变特征,以期探明气泡对料浆流变特性的作用机理。结果表明,当充填料浆含气量较低时(<12.5%),气相因素对悬浮体料浆流变特性影响甚微,而伴随含气量增加气泡对充填料浆流变特性的影响愈发显著。引气剂作用下气泡表面对料浆内细颗粒体产生斥力,降低了水泥、固废(尾砂)等细颗粒的吸附力,导致料浆屈服应力表现为递减趋势,其流动性呈现增强趋势。基于毛细管力(F_(cay))与无量纲屈服应力(τ_(ref)/τ_(y))理论分析了充填料浆不同含气量下流变特性演变机制,当含气量增加(12.5%~27.7%),料浆的表面张力、屈服应力降低,气泡挤压变形;高含气量下(接近28.6%),料浆内气泡极易破裂。另外,气泡滞留充填体内部导致强度劣化,为此就气泡对充填体力学性能影响及其解决措施开展了探索,并提出了3点有效措施。通过揭示气泡对于充填料浆流变特性影响与其演变特征规律,为高泡充填减阻减磨技术发展提供理论支撑。

表面活性剂对镁质泡沫料浆及多孔骨料显微结构的影响

以轻烧镁粉为原料、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为表面活性剂,采用直接发泡法制备氧化镁泡沫料浆及镁质多孔骨料。研究表面活性剂SDBS对水系泡沫、氧化镁泡沫料浆、镁质多孔骨料显微结构的影响。结果表明:1)在水系泡沫中,随SDBS加入量增加,水系泡沫液膜增厚,泡沫形状由多边形转变为圆形,泡沫稳定性增加;2)氧化镁泡沫料浆中气泡形状为球形,氧化镁包覆在气泡周围阻碍液膜排液及气体扩散;3)氧化镁泡沫料浆衍生到多孔骨料过程中,骨料气孔数量减少,尺寸增加,形成封闭的圆形气孔,当SDBS加入量超过3%(w)后,气孔形状不完整;4)SDBS加入量为1%~4%(w)时,1600℃下烧结的镁质多孔骨料,平均孔径为40.83~92.90μm,气孔率为51.6%~73.9%。

多元料浆气化炉烧嘴法兰缝隙超温原因分析及对策

针对多元料浆气化炉投料初期出现工艺烧嘴法兰超温问题,通过流场模拟分析、工艺烧嘴装配尺寸调整、炉口物理填充、中心氧量调整、负荷调整等思路,提出相应解决措施。

多元料浆气化系统捞渣机运行问题分析及优化改造

陕西延长中煤榆林能源化工股份有限公司一期多元料浆气化系统配套3台刮板捞渣机(两开一备),自2014年6月投用以来,捞渣机出现了诸多问题。针对捞渣机常见运行故障如销子脱落、刮板脱落、链条脱轨、托链轮卡涩、内导轮卡涩及灰渣含水率高等进行了详细的原因分析,于2020—2022年陆续采取了一系列的优化改造措施,如托链轮结构改造、内导轮及冲洗水改造、铸石板铺设(角度)改造、斜升段长度改造,并加强捞渣机日常运行维护与工艺操作调优等,捞渣机总体故障率下降50%以上,灰渣含水率平均下降5%左右,既保证了气化炉的长周期稳定运行,又达到了灰渣拉运安全环保方面的要求。

帷幕灌浆工程中的混凝土料浆性能与注浆效果研究

本研究的目的在于分析混凝土浆料性能与帷幕灌浆工程注浆效果之间的内在联系,分析基于真实数据展开。实验室检测与实战案例数据搜集两项任务同步实施,针对混凝土料浆的各项性能指标,我们针对流动性、黏度、强度等各项指标进行了细致剖析,均与注浆效果紧密相连。混凝土浆液性能对于帷幕灌浆工程的施工及稳定性具有至关重要的决定作用。对混凝土料浆配比与性能参数实施优化挑选,合理调控有望显著优化注浆成效,将工程质量风险降至可承受范围,旨在优化维修费用。

多因素下尾砂充填料浆流变参数试验研究及预测分析

取某尾砂制备不同质量浓度、灰砂比的尾砂料浆,采用Brookfield R/S+型流变仪对尾砂充填料浆流变特性进行研究。结果表明,室温条件下,膏体料浆质量浓度对膏体流变特性的影响强于料浆灰砂比,且料浆浓度低于64%时,灰砂比对流变特性的影响甚微。料浆浓度增大,其屈服应力和黏度呈指数增长,料浆浓度68%时增长最快。料浆灰砂比增大,其屈服应力和黏度呈近似线性增长。以料浆浓度、灰砂比、级配和温度为变量进行试验,研究以上变量对料浆流变特性的影响,并根据试验数据使用XGBoost对流变参数进行预测,预测结果与实际值相对误差以及均方差均在合理范围内,证实了预测模型的准确性。

氧化铝陶瓷料浆流变性的研究

主要研究了氧化铝料浆的流变性能 ,确定了分散剂的加入量与料浆浓度的关系 ,测得氧化铝浓料浆为剪厚型流体 ,通过对浓悬浮体流变性的研究得到其稳定分散的最佳pH范围是 11～ 12。

湿法料浆制浆原料多元化研究与开发

湿法料浆气化技术的制浆原料来源广泛,除煤样外,还包括多种有机废弃物。从湿法制浆原料多元化的角度出发,简要介绍了传统水煤浆体系的研究现状,并对废液料浆、废固料浆、废液-废固料浆等新型料浆体系进行分类总结,同时提出了在未来新型湿法料浆体系的发展中,必须着力解决助剂、制浆技术、不同属性物料粒度分布等问题。

料浆烧结法制备铌基Y_(2)O_(3)涂层的组织及抗热震性能

为推动核工业乏燃料回收再利用,满足熔炼核金属用坩埚的多轮次有效服役的要求,本文采用料浆烧结工艺在Nb-5W-2Mo-1Zr(Nb521)合金表面制备一系列双层复合Y_(2)O_(3)涂层,添加微量Si、Mo作增强剂,表面均为纯Y_(2)O_(3)涂层。借助有限元模拟、X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪等手段分析涂层的组织及抗热震性能。结果表明:Nb/Y_(2)O_(3)涂层呈典型的层状结构,由不规则的粉末颗粒相互堆叠而成,基体区、扩散区、过渡层、纯Y_(2)O_(3)层结构分明;有限元模拟计算及实验结果均证明双层梯度涂层可改变应力分布并有效减缓热冲击时材料内部应力的产生,其中,70%Y_(2)O_(3)+22%Nb+6%Si+2%Mo(7022)涂层的最大主应力为163.2 MPa,相较单层Y_(2)O_(3)涂层(313.4 MPa)下降47.93%。60次热循环后,7022-Y_(2)O_(3)涂层显微组织致密,无明显缺陷产生,形貌受损最少。

瓜尔胶改性沉降剂对湿法磷酸下游料浆沉降性能的影响

湿法磷酸广泛应用于下游食品磷酸和磷铵的生产,在这两种产品生产过程中产生的萃余酸和氨化料浆需要通过沉降手段进行净化除杂。采用瓜尔胶改性沉降剂对湿法磷酸下游料浆萃余酸和氨化料浆进行沉降。探究了沉降剂用量、分散时间和沉降温度等条件对沉降剂使用效果的影响,对比了瓜尔胶改性沉降剂与常规聚丙烯酰胺的沉降效果。结果表明,需联合使用氧化硅吸附聚合瓜尔胶复合物和阴离子型瓜尔胶改性沉降剂实现萃余酸的沉降,最佳用量分别为400 g/t和10 g/t,最佳分散时间分别为70 s和150 s;单一阳离子型瓜尔胶改性沉降剂即可实现氨化料浆的沉降,最佳用量为8 g/t,最佳沉降温度为70℃、最佳分散时间为60 s。

超细尾砂料浆流变参数预测及管输温度分布特征

为探究初始料浆温度变化对超细尾砂料浆流变参数的影响及管道内料浆温度分布特征,开展了超细尾砂料浆流变试验,进行了料浆流动传热仿真试验,推导了流变参数预测模型及管输温度分布计算模型。结果表明:料浆温度与超细尾砂料浆屈服应力、塑性黏度均遵循Exponential Decay 2拟合模型;不同料浆初始温度下管径与管道内料浆温度符合Asym2sig拟合模型,将其模型参数与管径进行深度拟合分析,利用管径表示拟合模型中的变化参量,实现了变量的统一;超细尾砂料浆流动时摩擦生热高于水化产热,依据传热学理论,超细尾砂料浆经管道内摩擦产热传热、水化产热传热以及与外界环境交换传热后达到动态平衡;基于流变参数预测模型及管道内温度分布模型,可在已知管径、料浆初始温度条件下预测管道内料浆屈服应力和塑性黏度。

七效蒸发料浆闪蒸级数的选择研究

各行各业为实现国家提出的碳排放控制目标都进行了大量卓有成效的工作,氧化铝行业对于母液蒸发这个耗能大户也进行了深入的研究。本文以七效蒸发为例,分别介绍了料浆4级自蒸发和3级自蒸发两种工艺流程,对两种流程进行了对比分析,分别测算了两种流程下蒸水量、进料温度、沸点升和换热面积的分布,循环水需求差异,以及由此导致的热损失差异,并分别给出了两种流程下的综合汽耗,对于确定最佳生产运行模式给出了建议,为氧化铝行业的从业者更好的理解通过蒸发工艺调整助力行业绿色低碳发展提供了借鉴。

多元料浆气化装置改造实践与探索

总结了靖边煤油气资源综合利用一期启动项目多元料浆气化装置运行以来的改造实践和探索,包括制浆用水、气化单元和外排废水系统的改造情况及效果,介绍了项目在水煤浆提浓、低压灰水除垢、气化炉渣综合利用等方面进行的新技术应用探索及试验情况。

酸碱溶液配比对全尾砂充填料浆输送性能的影响

为了探究酸碱溶液配比的全尾砂充填料浆的管道输送性能,对不同酸碱性水配比的全尾砂充填料浆的输送性能进行了研究。设计了包括溶液pH值、料浆浓度、灰砂比及充填管径等影响因素在内的多水平正交试验方案,利用工业环管试验测试得到了不同试验方案下的直管输送管阻损失和弯管输送管阻损失结果。试验结果表明:酸性溶液可降低充填管道管阻损失,而碱性溶液可提高充填管道管阻损失,且充填料浆管阻损失碱性溶液要相对酸性溶液更为敏感。通过Design-Expert对试验结果的进一步深入分析得出,在各影响因素中,配比溶液pH值对充填管道阻力损失的影响仅次于管道内径,要高于料浆浓度和灰砂比;弯管输送时将弱化溶液pH值对充填料浆管道输送的影响。

降低清平磷矿制的磷铵料浆黏度实验

采用氨中和稀磷酸-中和料浆浓缩的“料浆浓缩法制磷铵工艺”经过十几年的发展,已在我国取得了很大成功。围绕完善中和料浆真空浓缩这一工艺核心,在有关的基础研究方面,比如研究加热器结垢机理和防结垢措施、磷酸中的杂质组成对磷铵料浆流动性和浓缩过程的定量影响等方面,也已做了大量研究工作。但是由于采用天然矿物制成的湿法磷酸其组成变化过于复杂。

某金矿膏体料浆流变特性研究与神经网络分析

通过研究某金矿的全尾砂基本性质,采用博乐飞RSR-SST型流变测试仪测定其膏体料浆的流变参数,获取流变曲线并分析其变化过程。利用BP神经网络原理,建立了以料浆质量浓度X_(1)、灰砂比X_(2)、容重X_(3)和扩展度X_(4)影响因素,屈服应力Y_(1)和塑性黏度Y_(2)两个流变参数的流变模型。结果表明:料浆质量浓度是影响流变特性的主要因素,料浆的扩展度次之,灰砂比和料浆容重影响最小;当质量浓度处于72%~74%时,灰砂比、料浆容重和扩展度对流变参数影响较小;全尾砂膏体流变参数随着料浆质量浓度、灰砂比呈线性增长;建立的流变函数模型在预测金矿充填料浆流变特性参数中的误差在可控范围、准确性高,可为管输沿程阻力计算、井下充填管网布置提供依据。

蒸压加气板混凝土料浆发气状态与钢筋位移的关系研究

为研究蒸压加气混凝土板生产时料浆发气过程中钢筋位移变化量及变化趋势与发气状态之间的对应关系,通过时间-钢筋位移曲线定量表征料浆的发气状态,以期为发气和稠化过程的检测和控制提供参考。

湿法磷酸中的杂质对氨化料浆流变性的影响

在将Fe3+、Al3+、Mg2+、F-杂质中的三种固定为平均含量水平、而另一杂质处于一定浓度范围内变化的条件下,用化学试剂配制模拟湿法磷酸,用旋转粘度计测定了其氨化料浆的流变性。结果既研究了个别杂质的特殊性,又研究了多个杂质的协同效应对料浆流变性的影响。由实验所得的流变曲线,分别获得了Fe3+、Al3+、Mg2+、F-存在下磷铵料浆的流变方程。

某硫铁矿充填料浆输送方案研究

某硫铁矿浓密系统和井下开拓工程已建成,为实现矿山尾砂的零排放,降低井下自燃风险,确定了用尾砂进行料浆膏体充填采矿方案。在对尾砂成分和粒度进行分析的基础上,确定其可形成“结构流”,并基于L型管道试验确定了料浆的流变参数,完成了全距离泵送和泵送+自流输送2种输送方案的设备选型和投资估算,最终确定泵送+自流输送的料浆输送方案。

多元料浆气化装置捞渣筛渣设备运行问题及对策

捞渣机及排渣/筛渣切换设备、振动筛能否长周期稳定运行,对多元料浆气化装置的安全、稳定、长周期、经济运行影响巨大。结合陕西陕化煤化工集团有限公司多元料浆气化装置的实际生产情况,阐述捞渣机、排渣/筛渣切换设备、振动筛运行过程中的常见问题(捞渣机内导轮损坏、张紧机构损坏、刮板链脱出、刮板脱落及刮板磨损严重,排渣/筛渣切换设备翻板阀内漏、切换翻板与阀口锈死而切换困难,振动筛筛板脱落、集污箱冲洗水管与排污管堵塞及筛板腐蚀,等等)及其解决方案,以期为业内提供一点参考与借鉴。