本文關(guān)鍵詞：表面疏水改性對(duì)微細(xì)礦物過(guò)濾特性的影響研究

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【摘要】：隨著采煤機(jī)械化程度的提高,煤泥水中微細(xì)煤泥含量趨于增加。這些微細(xì)煤泥的主要礦物組成是石英和高嶺石等親水性礦物。它們極易泥化,具有顆粒小、比表面積大、表面極性高、表面水化、表面負(fù)電性強(qiáng)等特點(diǎn),導(dǎo)致煤泥過(guò)濾脫水產(chǎn)品水分居高不下,給生產(chǎn)和利用帶來(lái)一系列負(fù)面效應(yīng)。目前的助濾劑主要是從顆粒絮凝聚團(tuán)的角度出發(fā)進(jìn)行輔助脫水,沒(méi)有考慮顆粒表面水化問(wèn)題。論文提出從對(duì)煤泥礦物顆粒表面疏水改性來(lái)改善煤泥過(guò)濾脫水效果并開(kāi)展相關(guān)研究,研究可以為煤泥過(guò)濾脫水提供理論及技術(shù)支持。論文以選煤廠煤泥水中主要礦物(石英、煤)為研究對(duì)象,研究了三種不同種類(lèi)的疏水改性藥劑(1#陰離子表面活性劑、2#陽(yáng)離子表面活性劑、3#非離子表面活性劑)對(duì)石英和低灰精煤的過(guò)濾特性的影響。優(yōu)選出最佳疏水改性藥劑,采用單因素尋優(yōu)試驗(yàn),從藥劑用量、攪拌時(shí)間、攪拌速度、礦漿pH值、粒度等方面分別考察了兩種礦物的最佳藥劑過(guò)濾脫水條件。并探究了最佳疏水改性藥劑作用下,低灰精煤和石英不同混合體系(不同混合比例、不同粒度組成、不同濃度等)對(duì)其過(guò)濾特性的影響。并利用小型的DL-5C盤(pán)式真空過(guò)濾系統(tǒng)對(duì)微細(xì)礦物進(jìn)行過(guò)濾條件的驗(yàn)證以及幾種常用助濾劑過(guò)濾的對(duì)比試驗(yàn)。結(jié)合疏水藥劑吸附在微細(xì)礦物前后的紅外圖譜變化及礦物的表面潤(rùn)濕性變化試驗(yàn),從機(jī)理上分析疏水改性藥劑對(duì)礦物的助濾作用。研究結(jié)果表明：1)三種不同種類(lèi)疏水改性藥劑中,2#藥劑對(duì)石英和低灰精煤過(guò)濾效果最好,一定范圍內(nèi),微細(xì)礦物濾餅水分隨著藥劑用量的增加而減少,過(guò)濾速度隨著藥劑用量的增加而增大。在2#藥劑作用下,石英最佳過(guò)濾條件是藥劑用量200g/t,攪拌時(shí)間4min,攪拌速度300 r/min, pH值在接近石英等電點(diǎn)pH=2處；低灰精煤的最佳過(guò)濾條件是藥劑用量40g/t,攪拌時(shí)間4 min,攪拌速度300r/min, pH值在6-8左右。0.074 mm的粒級(jí)對(duì)低灰精煤的過(guò)濾影響最大,疏水藥劑對(duì)粒度細(xì)的微細(xì)煤顆粒過(guò)濾改善效果明顯。2)對(duì)石英和低灰精煤的不同混合體系過(guò)濾,石英含量越高,混合體系濾餅水分越高,過(guò)濾速度越慢；0.074 mm粒度級(jí)含量越多,過(guò)濾的濾餅水分越高,過(guò)濾速度越慢；礦漿濃度越高,過(guò)濾的濾餅水分越低,過(guò)濾速度反而越慢。3)利用DL-5C盤(pán)式真空過(guò)濾系統(tǒng),對(duì)石英、低灰精煤及兩者混合礦物在不加藥劑和加2#藥劑最佳過(guò)濾條件下,過(guò)濾的試驗(yàn)效果跟抽濾試驗(yàn)效果相一致。濾餅水分較空白試驗(yàn)分別降低5.93%,2.25%,3.09%。對(duì)比2#疏水改性藥劑、十二烷基硫酸鈉、聚丙烯酰胺以及聚合氯化鋁等助濾藥劑對(duì)過(guò)濾的影響,其中2#疏水改性藥劑降低濾餅水分效果最明顯。4)表面活性劑的主要助濾作用機(jī)理是降低表面張力,使顆粒表面疏水。結(jié)合加藥劑和不加藥劑兩種情況下,微細(xì)礦物紅外光譜分析試驗(yàn)和表面接觸角試驗(yàn)前后的變化得知疏水改性藥劑的加入,一定程度上吸附在礦物表面,礦物表面接觸角增大,增大了其表面疏水性。
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TD94

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