亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        李家壕選煤廠煤泥水難沉降原因分析及試驗研究

        2022-06-08 04:08:32張錦龍崔家畫
        煤炭加工與綜合利用 2022年3期
        關(guān)鍵詞:沉降速度氯化鋁泥水

        張錦龍,崔家畫

        (1.國能包頭能源有限責(zé)任公司煤炭洗選中心 李家壕選煤廠,內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000;2.中國礦業(yè)大學(xué)(北京) 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院,北京 100083)

        煤泥水是煤炭洗選加工過程中產(chǎn)生的工業(yè)污水,直接外排不僅會對環(huán)境造成污染,同時也會導(dǎo)致水資源和煤炭資源的浪費(fèi),因此選煤廠洗水要進(jìn)行閉路循環(huán)[1]。煤泥水處理是選煤廠問題最多、最難解決的工藝環(huán)節(jié),其工作效果的好壞直接影響其他作業(yè)的效果[2]。隨著采煤機(jī)械化的發(fā)展,開采出的原煤質(zhì)量下降,矸石含量增大,矸石中不乏粘土類礦物,如高嶺石、蒙脫石和伊利石等[3,4]。這類礦物在煤炭洗選過程中易泥化為極細(xì)的顆粒,并且這些顆粒在水中呈現(xiàn)出分散性好、高負(fù)電性等性質(zhì)[5],不易自發(fā)凝聚進(jìn)行沉降。

        目前,選煤廠多添加絮凝劑和凝聚劑加速煤泥水沉降濃縮。絮凝劑多使用聚丙烯酰胺,凝聚劑使用聚合氯化鋁[6]。但是聚丙烯酰胺根據(jù)其離子特性可分為陽離子型(CPAM)、陰離子型(APAM)和非離子型(NPAM),不同類型的聚丙烯酰胺對煤泥水的作用效果不同[7]。文章以李家壕選煤廠難沉降煤泥水作為研究對象,分析李家壕煤泥水難沉降的原因,并使用不同類型的聚丙烯酰胺作為絮凝劑和不同鹽類作為凝聚劑進(jìn)行沉降試驗研究。

        1 難沉降原因分析

        1.1 粘土礦物高嶺石的影響

        圖1所示為李家壕選煤廠煤泥顆粒的XRD測試圖譜。

        煤泥中的礦物組成主要是高嶺石和石英(圖1)。高嶺石為層狀硅酸鹽礦物,其結(jié)構(gòu)單元層由一硅氧四面體和一鋁氧八面體組成,遇水極易泥化分散為細(xì)顆粒。高嶺石和石英顆粒在水中表面負(fù)電性強(qiáng),煤泥水中顆粒表面帶相同性質(zhì)的電荷,顆粒間的靜電斥力使得顆粒難以聚團(tuán)沉降,導(dǎo)致煤泥水沉降困難[8-12]。

        1.2 煤泥顆粒粒度的影響

        表1所示為李家壕煤泥樣品的粒度組成。從表1看出,小于0.045 mm粒級的產(chǎn)率為77.10%,小于0.074 mm粒級的產(chǎn)率為86.34%,并且隨著粒度變細(xì),煤泥灰分顯著增加,結(jié)合煤泥的礦物組成可知高嶺石發(fā)生了泥化。

        圖1 煤泥XRD測試圖譜

        圖2所示為李家壕煤泥中小于0.074 mm粒級顆粒的激光粒度組成,其中小于0.010 mm粒級的顆粒含量約為40%,細(xì)顆粒含量極高。顆粒在自由沉降條件下滿足Stokes定律,顆粒粒度越細(xì),沉降速度越慢[13-15]。

        李家壕煤泥水細(xì)顆粒含量高,這部分細(xì)顆粒不易自發(fā)沉降,同時,因煤泥中顆粒表面帶電,也不易自發(fā)凝聚形成絮團(tuán)沉降。

        表1 煤泥粒度組成

        圖2 -0.074 mm煤泥激光粒度組成

        2 試 驗

        2.1 試驗材料

        (1)試驗樣品:試驗用煤泥水樣品來自李家壕選煤廠濃縮機(jī)入料煤泥水,煤泥灰分為26.36%,煤泥水濃度為13.07 g/L。

        (2)試驗藥劑:① 絮凝劑,分別使用分子量為1 000萬、1 200萬和1 600萬的陰離子型聚丙烯酰胺(APAM),分子量為1 000萬、1 400萬和1 800萬的非離子型聚丙烯酰胺(NPAM),離子度為10%~20%、30%~60%和70%~80%的陽離子型聚丙烯酰胺(CPAM)作為絮凝劑,配置藥劑濃度0.1%。② 凝聚劑,分別使用氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁、氯化鐵和聚合氯化鋁作為凝聚劑,配置藥劑濃度為1%。

        2.2 試驗方法

        煤泥水沉降試驗:參照標(biāo)準(zhǔn)GB /T 26919—2011 《選煤廠煤泥水自然沉降試驗方法》和MT 190—1988 《選煤廠煤泥水沉降試驗方法》進(jìn)行煤泥水沉降試驗。

        Zeta電位測試:采用Zetasizer Nano ZS90電位儀對不同離子度條件下的懸浮液進(jìn)行Zeta電位測量。每個樣品循環(huán)測3次,結(jié)果取平均值。

        2.3 試驗儀器

        英國馬爾文公司生產(chǎn)的Zetasizer Nano ZS90納米粒度和Zeta電位儀和上海雷磁WZS-186濁度計等,250 mL沉降柱和秒表等。

        3 結(jié)果與討論

        3.1 絮凝劑種類和用量對煤泥水沉降的影響

        不同分子量的APAM和NPAM以及不同離子度CPAM為煤泥水沉降絮凝劑,添加量分別為0.6 g/m3、1.2 g/m3、2.4 g/m3、3.6 g/m3、4.8 g/m3和7.2 g/m3進(jìn)行煤泥水沉降試驗,添加藥劑后沉降柱上下翻轉(zhuǎn)10次,試驗結(jié)果如圖3所示。

        圖3中(a)、(b)看出,添加陰離子型聚丙烯酰胺的煤泥水沉降速度為零,煤泥水沉降后濁度變化較小,煤泥水基本未發(fā)生沉降;添加CPAM和NPAM,隨著用量的增加,煤泥水沉降速度逐漸變快,沉降后濁度呈下降趨勢;使用CPAM作為絮凝劑,在添加量較小時沉降速度慢、澄清區(qū)濁度較高,沉降效果不佳;相同用量下,添加NPAM的沉降速度大于添加CPAM的沉降速度大于添加APAM的沉降速度,添加的NPAM分子量越高,沉降速度越快,濁度也越低。

        試驗結(jié)果表明:聚丙烯酰胺種類和用量對煤泥水沉降效果有顯著的影響。如圖3(c)反映了不同類型聚丙烯酰胺在不同用量下的煤泥水沉降后Zeta電位變化。煤泥顆粒表面帶負(fù)電且電位值較高,而APAM的分子鏈上的活性基團(tuán)帶負(fù)電,與帶負(fù)電的煤泥顆粒有排斥力,煤泥顆粒不易與APAM發(fā)生吸附形成絮團(tuán)進(jìn)行沉降。CPAM能有效降低煤泥顆粒的Zeta電位值,CPAM分子鏈含有帶正電的活性基團(tuán),容易與表面帶負(fù)電的煤泥顆粒表面發(fā)生吸附,在架橋作用下形成絮團(tuán)進(jìn)而沉降。CPAM的離子度越高,分子鏈中帶正電基團(tuán)的數(shù)量越多,易對煤泥顆粒形成包裹,同時鏈長變短,形成的絮團(tuán)較小,影響煤泥水的沉降。NPAM 能夠降低煤泥顆粒表面的Zeta電位值,可以與帶負(fù)電的煤泥顆粒發(fā)生吸附,在架橋作用下形成大絮團(tuán)進(jìn)行沉降,煤泥水沉降速度快,澄清區(qū)濁度較低。

        圖3 絮凝劑種類和用量對煤泥水沉降的影響

        3.2 凝聚劑種類和用量對煤泥水沉降的影響

        分別添加氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣、氯化鎂、氯化鐵、氯化鋁和聚合氯化鋁作為凝聚劑,添加量分別為6 g/m3、12 g/m3、24 g/m3、36 g/m3、48 g/m3、72 g/m3,添加凝聚劑后將沉降柱上下翻轉(zhuǎn)10次,然后添加用量為2.4 g/m3的1 800萬分子量的NPAM作為絮凝劑并上下翻轉(zhuǎn)10次,試驗結(jié)果如圖4所示。

        如圖4(a)和圖4(b)所示,添加凝聚劑后,較不添加凝聚劑時煤泥水沉降速度變快,沉降后濁度隨著用量增加呈現(xiàn)下降趨勢。添加的凝聚劑為氯化鈉、氯化鉀、氯化鎂、氯化鈣、氯化鐵和氯化鋁時,煤泥水沉降后的濁度較高,添加聚合氯化鋁時煤泥水沉降后濁度較低。

        圖4中(a)和(b)看出,添加凝聚劑后,較不添加凝聚劑時煤泥水沉降速度變快,沉降后濁度隨著用量增加呈現(xiàn)下降趨勢。添加的凝聚劑為氯化鈉、氯化鉀、氯化鎂、氯化鈣、氯化鐵和氯化鋁時,煤泥水沉降后的濁度較高,添加聚合氯化鋁時煤泥水沉降后濁度較低。

        圖4 凝聚劑種類和用量對煤泥水沉降的影響

        試驗結(jié)果表明:凝聚劑種類和用量是影響煤泥水沉降效果的重要因素。作為凝聚劑的金屬陽離子鹽的陽離子價態(tài)越高,對煤泥水沉降后濁度的影響越大。如圖4(c)所示,Na+、K+、Mg2+、Al3+、Fe3+等離子的價態(tài)越高,降低Zeta電位的效果越明顯。凝聚劑能壓縮顆粒表面的雙電層,減小顆粒間的斥力,可以使顆粒發(fā)生凝聚形成凝聚體,在絮凝劑的作用下,加速煤泥顆粒的沉降。與氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣、氯化鎂、氯化鐵和氯化鋁相比,聚合氯化鋁作為凝聚劑時煤泥水沉降效果較好,沉降速度快,澄清區(qū)濁度低,并能更加顯著地降低煤泥顆粒的Zeta電位。

        3.3 藥劑混合對煤泥水沉降的影響

        藥劑與煤泥水的混合影響著煤泥水的沉降效果,先添加用量為12 g/m3的聚合氯化鋁作為凝聚劑,將沉降柱上下分別翻轉(zhuǎn)0次、5次、10次、15次、20次、25次,然后添加用量為2.4 g/m3分子量為1 800萬的NPAM作為絮凝劑,再次將沉降柱上下分別翻轉(zhuǎn)0次、5次、10次、15次、20次、25次,以翻轉(zhuǎn)次數(shù)確定煤泥水和藥劑的不同混合時間,翻轉(zhuǎn)時氣泡從沉降柱底部完全浮到頂部時為1次翻轉(zhuǎn)。試驗結(jié)果如圖5所示。

        圖5 翻轉(zhuǎn)次數(shù)對煤泥水沉降的影響

        從圖5看出,隨著翻轉(zhuǎn)次數(shù)的增加,煤泥水沉降后的濁度先快速減小后趨于平緩,煤泥水的沉降速度先快速增大后逐漸減小。煤泥水要想獲得好的沉降效果,必須要將煤泥水和藥劑進(jìn)行一定程度的混勻?;旌蠒r間太短,煤泥水和藥劑未混合均勻,煤泥水沉降速度慢,沉降后澄清區(qū)濁度高?;旌蠒r間過長,煤泥水和藥劑進(jìn)行了充分的混合,但在翻轉(zhuǎn)混合的過程中,絮團(tuán)發(fā)生破碎并不再重組,絮團(tuán)變小,沉降速度變慢,對煤泥水沉降不利。

        4 結(jié) 語

        (1)李家壕選煤廠煤泥水難沉降的主要原因是:細(xì)粒級的煤泥顆粒含量高,并且煤泥存在易泥化的高嶺石顆粒,這些顆粒粒度細(xì)、分散性好、表面負(fù)電性強(qiáng),不易自發(fā)凝聚形成絮團(tuán)進(jìn)行沉降。

        (2)高分子量的NPAM和聚合氯化鋁適合作

        為李家壕選煤廠難沉降煤泥水的藥劑,組合使用煤泥水沉降速度快,沉降后澄清區(qū)濁度低。

        (3)沉降過程中,煤泥水和藥劑必須進(jìn)行一定程度的混合,藥劑混合不勻會導(dǎo)致沉降效果變差。

        猜你喜歡
        沉降速度氯化鋁泥水
        磁鐵礦顆粒在復(fù)合力場中的沉降特性研究①
        礦冶工程(2022年6期)2023-01-12 02:14:56
        煤泥水處理智能控制研究現(xiàn)狀
        泥水加壓平衡盾構(gòu)
        北方建筑(2021年3期)2021-12-03 22:19:10
        基于自適應(yīng)內(nèi)??刂频拿耗嗨詣蛹铀幙刂葡到y(tǒng)仿真研究
        海州灣水流紊動強(qiáng)度和含沙量對沉降速度的影響研究
        海洋通報(2020年4期)2020-12-11 01:56:44
        土壤團(tuán)聚體對泥沙沉降速度的影響
        近年來聚合氯化鋁生產(chǎn)工藝的新發(fā)展
        化工管理(2017年16期)2017-03-05 12:24:15
        大決心
        中國地區(qū)大氣汞沉降速度研究
        聚合氯化鋁與雞糞生物炭聯(lián)合強(qiáng)化處理活性藍(lán)KNR染料溶液的研究
        狠狠爱婷婷网五月天久久| 国产精品视频一区日韩丝袜| 色爱情人网站| 亚洲精品乱码久久久久久中文字幕 | av高清视频在线麻豆免费观看| 国产精华液一区二区三区| 亚洲av最新在线网址| 国产成人精品免费久久久久| 亚洲一区二区丝袜美腿| 极品人妻少妇av免费久久 | 黄片大全视频在线播放| 亚洲综合精品伊人久久| 乱中年女人伦av三区| 国产免费一区二区三区在线观看 | 中文字幕中乱码一区无线精品| 国产一级二级三级在线观看视频| 消息称老熟妇乱视频一区二区 | 亚洲裸男gv网站| 男人天堂免费视频| 免费国产自拍视频在线观看| 26uuu在线亚洲欧美| 亚洲成av人片在线观看无码 | 成人免费视频在线观看| 日本一区二区三区小视频 | 无套内谢老熟女| 国产精品乱码在线观看| 日韩成人精品一区二区三区| 麻豆最新国产av原创| 国产成人aaaaa级毛片| 中文字幕不卡高清免费| 手机在线播放成人av| 国产免费无遮挡吸奶头视频| 国产精品一区二区久久| 亚洲精品国产一区av| 精品高朝久久久久9999| 国产欧美亚洲精品a| 精品久久久无码不卡| 日本伦理精品一区二区三区| 曝光无码有码视频专区| 久久国产精品免费一区六九堂| 在线播放国产自拍av|