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超声强化稀缺难浮煤泥浮选研究

作　者: 荀海鑫
导　师: 康文泽
学　校: 黑龙江科技学院
专　业: 矿物加工工程
关键词: 稀缺难浮煤煤泥超声波浮选浮选完善指标润湿热吸附量
分类号: TD94
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 184次
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内容摘要

随着国民经济的高速发展,国家对煤的消费需求逐年增加。虽然我国煤炭资源丰富,但用于炼焦的焦煤、肥煤等稀缺煤种含量较少,资源短缺,因而在提高其采出率的同时,应提高其精煤回收率。针对稀缺难浮煤入浮煤泥量日益增加的情况,采用浮选方法改善稀缺煤种的用煤质量已迫在眉捷。在浮选的物理调节法中,超声波不仅可以提高入选煤泥的质量,也可提高煤泥浮选的效率。本文对超声波强化稀缺难浮煤泥浮选进行了试验研究。以稀缺难浮煤河北唐山赵各庄浮选入料煤为研究对象,选用煤油和仲辛醇作为浮选药剂,进行捕收剂与起泡剂配比和总用量的浮选正交试验,确定浮选的最佳药剂制度。在超声浮选试验中,选用25、35、40 kHz三个不同频率的超声头,进行超声时间确定和三种浮选工艺的对比试验。结果得到捕收剂与起泡剂的配比为3﹕1,捕收剂与起泡剂的总用量为1.53 kg/t;超声最佳时间为3或4 min,工艺二为最佳超声浮选工艺。为探讨超声波强化稀缺难浮煤泥浮选的机理,研究了超声处理对煤泥粒度,煤与水的润湿热,自来水、自来水+捕收剂、自来水+捕收剂+起泡剂、经过40 kHz超声处理4 min后的自来水的表面张力及捕收剂在煤表面吸附量的影响。试验结果表明,超声波对煤粒的破碎作用改变了煤粒的大小,促使煤与矸石解离;同一粒级超声处理后的煤与水的润湿热小于超声处理前的煤与水的润湿热;超声处理自来水达到了在自来水中加入捕收剂和起泡剂降低气液表面张力的相同效果;超声处理后每一粒级煤的疏水性都得到了提高,油滴在疏水性强的表面更加铺展,从而提高了油滴的利用率,减少了药耗,提高了浮选效率。从经济效益分析来看,超声处理每吨唐山赵各庄入浮煤泥比常规浮选可增收175.59元,经济效益显著。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-12
第1章绪论  12-19
  1.1 前言  12-13
  1.2 稀缺难浮煤泥浮选的研究现状  13-15
    1.2.1 国外稀缺难浮煤泥浮选的研究现状  13-14
    1.2.2 国内稀缺难浮煤泥浮选的研究现状  14-15
  1.3 超声波在选矿中的应用现状  15-17
    1.3.1 概述  15
    1.3.2 超声波在国外选矿中的应用现状  15-16
    1.3.3 超声波在国内选矿中的应用现状  16-17
  1.4 本文研究的目的和意义  17-18
  1.5 本文研究的主要内容  18
  1.6 本章小节  18-19
第2章基础理论  19-25
  2.1 浮选基本原理  19-21
    2.1.1 概述  19
    2.1.2 矿物表面的润湿性  19-20
    2.1.3 气泡的矿化  20-21
  2.2 超声波理论  21-24
    2.2.1 超声波性质  21-22
    2.2.2 超声空化及其作用机理  22-23
    2.2.3 超声清洗及其作用机理  23-24
  2.3 本章小节  24-25
第3章试验准备与试验方法  25-36
  3.1 试验准备  25-27
    3.1.1 试验用水  25
    3.1.2 试验煤样  25-27
      3.1.2.1 试验煤样来源  25
      3.1.2.2 试验煤样分析  25-27
  3.2 试验药剂  27-28
  3.3 试验设备  28-29
    3.3.1 浮选设备  28
    3.3.2 超声处理装置  28-29
    3.3.3 主要测试仪器  29
  3.4 机理研究方法  29-32
    3.4.1 润湿热测定  29-30
    3.4.2 表面张力测定  30-31
    3.4.3 捕收剂在煤表面的吸附量的测定  31-32
  3.5 试验方法  32-35
    3.5.1 浮选试验  32-34
    3.5.2 浮选效果评定方法  34-35
      3.5.2.1 浮选完善指标  34
      3.5.2.2 可燃体回收率  34
      3.5.2.3 药剂消耗量  34-35
  3.6 本章小结  35-36
第4章稀缺难浮煤泥超声浮选的试验  36-48
  4.1 浮选药剂制度的确定  36-38
  4.2 超声处理时间的确定  38-42
    4.2.1 25 kHz 超声波  38-40
    4.2.2 35 kHz 超声波  40-41
    4.2.3 40 kHz 超声波  41-42
  4.3 超声浮选工艺制度的确定  42-45
    4.3.1 25 kHz 超声波  43-44
    4.3.2 35 kHz 超声波  44
    4.3.3 40 kHz 超声波  44-45
  4.4 超声强化煤泥浮选效果的验证  45-47
    4.4.1 40 kHz 超声波超声时间的确定  45-46
    4.4.2 40 kHz 超声波浮选工艺制度的确定  46-47
  4.5 经济效益分析  47
  4.6 本章小结  47-48
第5章超声强化难浮煤泥浮选机理初探  48-61
  5.1 超声处理对煤泥粒度的影响  48
  5.2 超声处理对润湿热的影响  48-52
    5.2.1 固体颗粒与水相互作用的热力学分析  48-49
    5.2.2 润湿热与接触角的关系  49-51
    5.2.3 润湿热测量  51-52
  5.3 超声处理对浮选药剂气液表面张力的影响  52-53
  5.4 超声处理对捕收剂在煤表面吸附性的影响  53-60
    5.4.1 捕收剂的吸附机理  53-54
    5.4.2 试验条件的选择  54-55
    5.4.3 捕收剂在煤表面上的吸附量  55-58
      5.4.3.1 染色剂的选择及染色煤油的配制  55
      5.4.3.2 标准吸附曲线的绘制  55-56
      5.4.3.3 捕收剂在煤表面上的吸附量  56-58
    5.4.4 超声乳化捕收剂在煤表面的吸附量  58-60
      5.4.4.1 标准吸附曲线的绘制  58-59
      5.4.4.2 超声乳化捕收剂在煤表面上的吸附量  59-60
  5.5 本章小结  60-61
结论  61-63
致谢  63-64
参考文献  64-68
作者简介  68
科研项目  68
发表论文  68

超声强化稀缺难浮煤泥浮选研究

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