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浮选精煤中水的存在形式与脱除
作者:管理员    发布于:2015-09-19 13:59:15    文字:【】【】【

  煤炭技术选煤技术浮选精煤中水的存在形式与脱除吕向前,刘炯天(中国矿业大学化工学院,江苏徐州221008)状分析,得出应用高效、低能耗新型脱水设备,以及添加一定的助滤剂,是一种有效的脱水途径。

  0刖目随着采煤机械化程度逐渐提高,我国选煤厂入洗原煤中,小于0.5mm的细粒煤含量在逐年加。有关资料表明,不少选煤厂入洗原煤中,一0.5mm的含量在25 ~.据某年度统计资料分析,全国炼焦精煤水分平均为11. 31其中水分>13的占13.3,水分在10~13的占68.9,水分由于精煤水分加,不但给铁路运输加了负担,而且在炼焦过程中加了热能消耗,延长了焦化时间,降低了焦炉产量,缩短了炉龄。在北方,冬季运输还会发生冻车影响精煤卸车作业。出口精煤水分如超过10,还会被索赔或拒收。

  因此,正确了解水在浮选精煤中的存在形式,选择合适的脱水方法,具有非常重要的意义。

  1浮选精煤中水的存在形式11自由水自由水是借重力作用而无需任何其它外力即可从固液体系中分离出来的水。这部分水存在于固体颗粒之间,其含量一般远大于以其它几种方式存在的水,但由于易于去除,因此并不是脱水过程的困难所在。

  1.2孔隙水在固液体系中,若固体自身含有裂隙,或当体系的局部浓度较大,颗粒之间间隙足够小时,在这些裂隙与间隙中存在的水即为孔隙水,也叫毛细水。体系中毛细水的含量,取决于孔隙的数量,也取决于孔隙的尺寸,还取决于水的表面张力。

  由毛细水上升所产生的液柱的静压力,与附加压力在数值上相等时,才可达到力的平衡状态。由拉普拉斯(Laplace)方程:a表面张力;9――固液接触角;r比,因此降低水的表面张力对于减少固液体系中毛细水的含量便有重要意义。此外,毛细孔的半径越小,固液接触角越小,毛细水的含量也越大。

  1.3表面水在固液体系中水的另一种存在形式是所谓的表面水。水是一种极性很强,表面张力很大的液体,如果与之共存的固体物料也具有极性,则水很容易在固体表面形成一层“水化膜”,即表面水。表面水的含量与固体物料的粒度以及表面的物理化学性质(亲水性或疏水性)密切相关。

  1.4分子水水分子中氧原子外层两对不可分的电子偶,在与氢电子云相反方向形成的支链,使水分子能以配位基形式进入配位化合物中,而成为配位水。另外,水分子中的两个氢原子可以以氢键,与固体中的强负电性元素相互作用,而成为结晶水。在同一种化合物中,配位水与结晶水可以同时存在,例如在化合物中,有4个配位水分子与1个结晶水分子。

  1.5内在水包裹于固体颗粒内部孔隙(这种孔隙或是封闭的或是通过极细的毛细管与外界相连)中的水分称作擂吕向前a,),男,年毕业于中国矿业大学化工学院,现为中国矿业大学化工学院矿物加工侧士研宄生煤炭技术为‘包裹水“即内在水。

  2浮选精煤理论脱水方法分析对于上述的五种水,自由水很容易脱除;内在水只有减少颗粒尺寸才能使内部孔隙暴露出来而得以脱除,而靠机械分离的方法是不能脱除的;而分子7水无论是配位水还是结晶水,都己成为固体分子的组成部分,在通常的固液分离过程中并不予以考虑。

  因此,浮选精煤中水的脱除,主要研究对象是孔隙水和表面水。

  21孔隙水的脱除由拉普拉斯(Laplace)方程可知,要脱除表面水,可以从两方面来实现:一是通过施加外加压力,从理面水;另一方面通过降低水的表面张力,来脱除表面水。水的表面张力虽然随温度的升高而下降,但变化的速度很小,因此借提高温度而降低水的表面张力在实际上并没有多大意义。在实际工作中向固液体系中添加表面活性物质是降低水的表面张力的行之有效的手段。

  22表面水的脱除表面水是水在煤粒表面形成的“水化膜”这种不发生相对运动,因此即使在外加压力作用下也很难脱除。实际工作中,通过添加表面活性剂,降低水的表面张力以达到减少表面水的目的。同时也可以通过表面活性剂来加煤粒的疏水性,使水在煤粒表面难以形成“水化膜”,从而减少了表面水。

  3浮选精煤脱水技术设备应用现状31常用浮选精煤设备目前,我们常用的浮选精煤脱水设备有圆盘真空过滤机、浮选精煤压滤机、加压过滤机等f3.而这几种设备在用于浮选精煤脱水时,又存在不同的问题,各有优缺点,具体指标见表1.项目3型加压过滤机-200型精煤压滤机艾姆柯型真空过滤机处理能力/rh过滤面积/m2滤饼水分/ 3.1.1圆盘真空过滤机浮选精煤传统的脱水工艺设备是真空过滤机,泵产生的真空压力差高只能达到0.真空过滤机指标存在脱水效率低,滤饼水分高,能耗大的问题,尤其是在处理细粘的物料时,过滤脱水则更为困难。

  31.2浮选精煤压滤机精煤压滤机能同时实现高压流体进料压滤,隔膜剪切挤压,高压风穿流过滤,使物料得以强化脱水。并且改进了进料、卸料方式,缩短了循环周期。

  从精煤压滤机现场使用情况看,精煤压滤机脱水指标均较好,精煤水分可以达到18~ 20,比真空过滤机降低约10滤液可以出清水,动力消耗可节省60以上。但浮选精煤压滤机也存在单块滤饼体积大,不易破碎,脱水后产品需间断集中卸料,并且难以保证出厂终精煤的粒度、水分和质量的均匀性等一系列问题。

  31.3加压过滤机加压过滤机实质上是将一台特殊的过滤机置于一个封闭的圆筒中,将过滤动力由真空改为压缩空气而进行工作的液固分离设备。在压缩空气作用下,过滤机将矿浆中的固液分离形成滤饼和滤液,滤液排到仓外,而滤饼经干燥区由刮刀卸落,再经刮板运输机集中到密封排料装置以间歇方式排出机外,整个工作过程是自动进行的。加压过滤机是近年来出现的高效、节能、全自动控制的新型脱水设备,它有效地解决了其它浮选精煤脱水设备存在的生产能力低、滤饼水分高以及由此引发的一系列弊病。为我国选煤厂解决浮选精煤脱水难的问题,提供了一个新河北填料途径。

  32助滤剂在浮选精煤脱水技术中的应用在强化煤泥过滤脱水的措施中,添加助滤药剂的方法是简单易行的。常用的助滤剂主要有高分子絮凝剂,表面活性剂等。

  3.21高分子絮凝剂周少雷,等。浮选精煤和煤泥脱水的高效设备一加压过滤机。煤炭加工与综合利用,1997.曾凡,胡永平,等。矿物加工颗粒学。徐州:中国矿业大学出版社,2⑴1.杨俊利,邢玉梅。我国细粒煤脱水技术与设备研究现状。过滤与分离,1999田歆,王建明。浮选精煤脱水设备的效果比较李满,徐海宏。药剂对细粒煤脱水的作用分析。煤炭科学技术,2001.

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