金属离子对蒙脱石颗粒水化作用影响及机理

这是一篇矿业工程领域的论文。蒙脱石是对煤泥水沉降影响显著的黏土矿物,其表面带电和易发生水化作用等特性阻碍颗粒间的聚团,使悬浮液保持分散性,恶化煤泥水沉降。基于沉降实验,考查了煤泥水中常见金属离子Na^(+)、K^(+)、Mg^(2+)、Ca^(2+)及Al^(3+)对蒙脱石沉降特性的影响,并采用微量热仪、Zeta电位分析仪及红外光谱仪等表征手段揭示金属离子对蒙脱石水化作用及沉降行为的影响机理。结果表明,与Na^(+)、K^(+)、Mg^(2+)相比,蒙脱石悬浮液或含蒙脱石煤泥水在加入Al^(3+)、Ca^(2+)后,可获得较小的沉降压缩层体积和上清液浊度,沉降效果较好。机理分析表明,加入金属离子可压缩蒙脱石表面双电层厚度,抑制蒙脱石水化作用,有利于蒙脱石聚团沉降。研究结果对处理含蒙脱石煤泥水具有一定指导意义。

蒙新选煤厂浮选系统优化改造

为了解决蒙新选煤厂煤泥水处理效果差,细粒级精煤回收率低的问题,对该选煤厂原有生产系统进行了分析,发现该厂入选原煤煤质差异较大且缺少粗颗粒煤泥处理工艺,浮选入料粒度控制效果较差,造成浮选效果差的问题,而且入浮物料存在不均匀现象。因此决定增设高频叠筛与矿浆预处理器,以完善原厂浮选选前截粗工艺,增加两次浮选选前预处理环节;针对原煤煤质变化造成的浮选入料煤泥性质变化大的问题,选用对煤泥性质有更强适应性的机械搅拌式浮选机替代原喷射式浮选机。改造完成后,浮选精煤回收率得到了显著提高,经济效益也随之提高。

煤泥水浓缩池智能加药系统的设计与实践应用

针对屯兰选煤厂煤泥水处理工艺中絮凝沉降加药工序存在初始加药量依靠经验输入、加药后数据波动大、浊度仪易污染等问题,设计了一种新型煤泥水浓缩池智能加药系统。该系统能对浓缩机澄清水层、中间水层、沉淀层絮凝效果、溢流水水质数据等进行实时检测,对加药量进行修正调整,实现对浓缩池加药系统的精确控制;通过检测底流浓度,防止底部煤泥积聚过多无法及时排出导致压耙事故的发生;检测滤液水微小流量判断压滤结束时机,检测滤液水颗粒浓度判断板框损坏、滤布呲包等故障。现场应用效果表明:该浓缩池智能加药系统运行稳定,能有效实现浓缩池加药系统精确控制和压滤机智能高效运行,安全、社会效益显著。

瑞盛选煤厂煤泥水系统问题分析及改进措施

针对瑞盛选煤厂生产过程中出现的粗煤泥分选效果差、粗煤泥泵电机超负荷及煤泥离心机产品水分高等问题,通过综合分析,找出问题出现的原因,并实施了调整浓缩旋流器底流循环水加入量、减少煤泥量、更换底流口等改进措施,实现了选煤厂正常运转。

无机盐类助滤剂在煤泥压滤中的应用研究

为提高煤泥产品的脱水率、降低含水量,减少煤泥带来的环境污染以及水分导致的热能损耗,通过实验室抽滤试验及扫描电镜图像表征,研究不同种类无机盐类助滤剂对煤泥水的脱水效果,并进行了试验分析。试验结果表明,无机盐类助滤剂的加入能够有效提高煤泥过滤效率,煤泥水分脱除效果显著;其中聚氯化铝对提升过滤速度的效果最好,在助滤剂添加量为900 g/m^(3)时,煤泥脱水时间比原方案减少8.43 min,煤泥含水率减少5.14%。工业试验进一步验证了聚氯化铝对提升煤泥过滤速度的效果,并且发现在复配聚丙烯酰胺絮凝剂的共同作用下,压滤效率更高,滤饼水分更低。

CPAM离子度对高泥化煤泥水沉降特性的影响研究

为研究不同离子度阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM)对高泥化煤泥水的沉降特性与作用机理,使用李家壕选煤厂高泥化煤泥水研究对象,对其进行了粒度粒度组成和矿物组成等性质的研究。运用煤泥水絮凝沉降试验方法研究了CPAM的离子度对高泥化煤泥水沉降速度、澄清区浊度、压缩区厚度以及沉降动力学的影响。测试了煤泥颗粒表面Zeta电位,分析了不同离子度CPAM对煤泥颗粒Zeta电位的影响规律。使用Turbiscan Lab稳定性分析仪对不同离子度条件下的煤泥水稳定性进行了研究。基于煤泥水沉降特性和动力学稳定性分析了CPAM离子度对煤泥水的沉降作用机理。研究结果表明:煤泥水中大量易泥化难沉降的高岭石颗粒和高细颗粒含量是煤泥水难沉降的主要原因。相同用量下,离子度较低时,CPAM对煤泥水的沉降效果较差;离子度高时煤泥水沉降速度较低,压缩区厚度较高,浊度较低;离子度较高时,煤泥水的沉降效果好,其中离子度为30%~60%的CPAM在用量为36 g/m^(3)时,煤泥水的沉降效果最好,沉降速度快、浊度低、压缩区厚度薄。CPAM离子度对煤泥水沉降效果和稳定性有很大的影响。CPAM因其长链上含有带正电的活性基团易与带负电煤泥颗粒表面的吸附,能够降低颗粒表面的Zeta电位值,促进煤泥水沉降过程中絮团的形成,加快沉降速度,降低煤泥水稳定性和煤泥水沉降后的浊度,与煤泥水作用原理为“电性中和”“吸附架桥”和“网捕卷扫”,是一种性能优良的煤泥水处理药剂。

煤泥水絮凝沉降效果导向的旋流-扰流流场优化

絮凝装置通过其内部流场影响絮凝过程和效果。根据涡旋絮凝动力学理论设计了旋流-扰流连续絮凝沉降一体化装置并用于煤泥水的絮凝沉降试验。首先通过沉降管絮凝沉降试验确定合适的药剂添加条件:聚合氯化铝质量浓度5 mg/L,聚丙烯酰胺质量浓度2 mg/L。在该药剂制度下,以底流浓度和溢流浊度为指标,考察了在内外径分别为50和100 mm的环形流道内,底边长10 mm的等腰三角形扰流板的高度、组数和安装角度对煤泥水絮凝沉降效果的影响。结果表明,扰流板高度和组数对絮凝沉降效果影响显著:试验范围内,5组扰流板条件下,扰流板高度15 mm时最好,溢流浊度为142 NTU,比无扰流板时下降54 NTU;扰流板组数在0~5时,3组效果最好,溢流浊度降至112 NTU;在3组15 mm扰流板条件下,改变扰流板角度对絮凝沉降效果影响较小,浊度在107~125 NTU,其中30°最理想。分析认为扰流板高度通过控制其引导的涡流特征尺度和能量耗散影响颗粒碰撞与破碎,而扰流板组数主要影响混凝区的长度,进而改变颗粒有效混凝时间。

响应面法优化煤矸石基PASC制备及絮凝机理研究

利用煤矸石为原料制备聚硅酸氯化铝(PASC)絮凝剂,以PASC对煤泥水的去浊率为指标,通过单因素实验探究pH、聚合时间、聚合温度对PASC絮凝性能的影响,在此基础上进行响应面实验优化制备参数。利用XRD,FTIR,SEM和Zeta电位等测试方法对PASC进行理化表征,探究其絮凝机理。结果表明:响应面实验模型的相关系数R^(2)=0.9890,响应面优化模型可靠,在pH=3.32,温度44.3℃下聚合2.2 h,所得PASC对煤泥水的去浊率预测值为99.13%,3次验证实验显示PASC对煤泥水去浊率的平均值为99.11%,预测值与实验值仅有0.02%的误差;三因素按对煤泥水去浊率显著性由大到小依次为pH、聚合时间、聚合温度;XRD分析显示PASC中主要是NaCl衍射峰,非晶态衍射峰表明其形成了新的无定型聚合物,FTIR分析表明PASC内部存在Al—O—Si等多种成键作用,SEM分析表明PASC形貌呈高聚集度的簇团网状或分枝状结构;PASC为阳离子型无机高分子絮凝剂,粒度分布分析结果预示着PASC通过吸附电中和、吸附架桥以及网捕卷扫作用使得煤泥胶粒絮团,最终沉降。

利民选煤厂煤泥水智能化加药系统研究

利民选煤厂煤泥水系统由于入选原煤复杂,加药系统落后,加药装置老化导致煤泥沉降效果差、浓缩效率低、循环水浊度高。因此,煤泥水智能化是绿色发展的必然选择。以煤泥沉降试验和现场采集煤泥水的数据为依据,构建了基于LS-SVM的药剂添加模型,预测模型输出的加药量和加药浓度传输至PLC控制系统,实时对药剂添加系统进行微调,实现智能化、自动化加药。泥水智能系统的操作界面采用MySQL数据库系统和python+PyQt操作界面技术。智能加药过程通过智能控制系统、自动监视系统、自动加药一体化设备3部分完成,提高了浓缩系统的效率,降低了循环水浊度,减轻了管理负担,改善了浓缩车间环境。

煤泥水沉降检测控制系统的研究与应用

基于目前浓缩加药过程中依赖人工、工人劳动强度大和药剂消耗量高的问题,提出浓缩加药系统升级改造方案;通过新增界面仪、浊度仪等监测装置,实时监测煤泥水沉降效果,反馈相关参数,通过采用反馈的控制策略,最终实现浓缩机加药系统无人值守,可减少药剂消耗量15 g/t,有效降低工人劳动强度,稳定产品质量,最终达到降本增效的目标。

联合助滤剂对高泥化煤泥水助滤效果影响研究

为了改善选煤厂高泥化煤泥水的过滤脱水效果,以鸡西某选煤厂高泥化煤泥水为研究对象,煤泥样品不仅粒度细、灰分高,而且含有大量粘土类矿物杂质,致使煤泥在水中易泥化,泥化现象使煤泥微细颗粒大量增加,严重影响煤泥过滤脱水效果。研究采用凝聚剂型助滤剂CaCl_(2)、MgCl_(2)和不同类型、不同分子量的PAM进行联合用药,探索联合用药对煤泥水助滤效果的影响。试验结果表明:在一定试验条件下,凝聚剂型助滤剂选择CaCl_(2)效果好于MgCl_(2),CaCl_(2)与不同分子量的HPAM联合用药时,CaCl_(2)和分子量为800万的HPAM进行联合试验效果最佳。

基于神经网络的选煤厂智能化综合平台设计

为优化选煤厂选煤质量,设计基于神经网络的选煤厂智能化综合平台。用户可在业务层的移动监管客户端登录平台下达操作指令,感知层采集选煤厂的监控视频数据与生产过程数据,通过传输层的统一数据接口总网关传输至业务层,业务层可针对用户所需处理问题,启动煤泥水浓缩智能加药系统或重介分选过程智能控制系统,2种系统采用基于神经网络的煤泥水浓缩剂智能添加模型,控制凝聚剂与絮凝剂的添加量,通过基于神经网络的重介分选密度智能控制模型,以期望灰分值为参照,合理设置重介分选密度。实验结果表明,选煤厂选煤时,凝聚剂、絮凝剂、重介分选密度实际值与指定值一致,不存在明显的异常增量,可优化选煤厂选煤质量。

马兰矿选煤厂煤泥水智能加药系统的研究与应用

针对马兰矿选煤厂煤泥水浓缩过程中存在的人员依赖性强、药剂消耗不能精准控制等问题,根据煤泥水沉降相关参数,建立了煤泥水智能加药数学模型;结合入料煤泥水性质预测给定药剂添加量;根据煤泥水沉降效果,实时调节絮凝剂和凝聚剂的配药浓度及加药量;利用在线数据的自学习功能,实现浓缩环节加药量的预判控制和自动优化。煤泥水智能加药系统在马兰矿选煤厂的应用,实现了浓缩加药远程监控、加药机自动启停、药剂浓度自动配置、药剂流量自动调节等,最终在浓缩工艺环节实现煤泥水的高效浓缩。

煤泥水难沉降原因分析及处理技术研究现状

针对湿法选煤生产过程中会产生大量煤泥水且存在难沉降问题,从煤泥的矿物组成、粒度组成、水质状况等方面分析了造成其难沉降的影响因素,综述了用于煤泥水处理的常用技术及存在问题,介绍了新型煤泥水处理技术,并分析了混凝技术、电场辅助沉降技术、微波处理技术、磁絮凝处理技术、微生物絮凝沉降技术等在难沉降煤泥水处理方面的应用现状,最后结合各技术的优缺点对煤泥水处理技术的今后发展进行了展望。

煤泥水浓缩池自动加药系统的设计与应用

针对絮凝沉降加药过程中存在的问题,设计了煤泥水浓缩池自动加药系统,通过实时检测浓缩机澄清水层、中间水层、沉淀层的絮凝效果和溢流水水质数据来修正调整加药量,实现对浓缩池加药系统的精确控制;同时,通过检测底流浓度,防止压耙等事故的发生;通过检测滤液水微小流量,判读压滤结束时机,通过检测滤液水颗粒浓度,判断板框损坏、滤布呲包等故障情况,实现压滤机智能高效运行。该系统在棋盘井选煤厂的生产实践中取得了显著的社会和经济效益。

贯屯煤矿选煤厂煤泥水絮凝沉降试验研究

延安子长矿区三叠纪煤田煤泥水中粘土矿物含量极高,引起煤泥水絮凝沉降困难。以贯屯选煤厂煤泥水为研究对象,研究煤泥粒度、矿物组分和表面电位等基本性质,分析了煤泥水处理难度大的原因,另外,煤泥水絮凝沉降试验研究结果表明,采用明矾作凝聚剂,分子量为1 400万的阴离子型聚丙烯酰胺作絮凝剂,絮凝沉降效果最佳。

浮选煤泥制备水煤浆技术研究及工业应用

为实现煤泥资源的清洁高效利用,开展了浮选煤泥制备水煤浆的技术研究和工业化应用。以浮选煤泥为原料,采用分级研磨制浆工艺,将细磨机超细研磨制备的细浆加入到原棒磨机系统内进行煤浆提浓。据此设计了1套包括原料煤泥装车系统、汽车运输、煤泥储存及粗浆制备系统、细浆制备系统和细浆返回棒磨机提浓系统的工艺流程。工业试验运行结果表明:在添加剂用量相同的条件下,增加浮选煤泥制浆系统后,煤浆质量分数提高了3.12个百分点,表观黏度增大了235 mPa·s,析水率减少了0.8个百分点,煤浆的流动性和稳定性得到了明显改善。

选煤厂煤伴生矿物煤泥水处理系统工艺改造设计

选煤厂伴生矿物煤泥水处理系统中,煤的粒度差异会导致其分选精度较差。为提高煤泥水处理系统的处理效果,提出了选煤厂伴生矿物煤泥水处理系统的改造设计方法。根据采集到的煤泥数据,对煤泥的浓度和粒度进行测量和分析,实现了煤伴生矿物煤泥水的性质分析。根据分析结果,分别对煤泥分选流程、煤泥脱矿短流程和煤泥水剂处理3个方面进行了改造和优化,完成了选煤厂伴生矿物煤泥水处理系统的改造设计。通过对改造前后的净耗水量、水煤浆灰分和循环水浓度的测试,结果表明该方法是有效的。

智能煤泥水系统在察哈素选煤厂的应用

察哈素选煤厂加药机和压滤机均为单机自动化设备,生产期间煤泥水系统存在岗位劳动强度大、生产效率低、安全可靠性低等问题,基于以上原因开发设计了智能煤泥水系统。该系统从架构设计、控制逻辑等多个维度进行研究,提升煤泥水系统各环节的智能化水平,提高生产效率与煤泥水指标,减少人工依赖性,降低岗位劳动强度。