雞西煙煤制磁化水煤漿性能的研究

2010年第3期煤炭工程研究探討雞西煙煤制磁化水煤漿性能的研究趙艷紅(黑龍江科技學(xué)院資源與環(huán)境工程學(xué)院化工系,哈爾濱150027)摘要:為研究水磁化對水煤漿性能的影響,以雞西煙煤、水(蒸餾水、自來(lái)水、焦化廢水)配制濃度為60%的磁化水煤漿,采用正交實(shí)驗法,考查了水、磁化時(shí)間、磁化強度對水煤漿性能的影響,結論是磁化水是影響水煤漿性能的最主要因素,其次是磁化強度,磁化時(shí)間的影響最小,最佳配制條件是蒸餾水、磁化強度0.547、磁化時(shí)間為10min關(guān)鍵詞:磁化水;水煤漿;磁化強度;磁化時(shí)間中圖分類(lèi)號:TQ536.9文獻標識碼:A文章編號:1671-0959(2010)03008903水煤漿作為一種潔凈煤技術(shù)在世界和我國發(fā)展具有重1實(shí)驗部分要意義,近年來(lái)磁化處理技術(shù)在水處理、石化工業(yè)、礦物浮選等領(lǐng)域的應用,為磁化處理水煤漿提供了有力的參考,1.1實(shí)驗材料特別是研究者們對構成水煤漿的煤、添加劑的物理化學(xué)性由于要考查磁化水對水煤漿性能的影響,故實(shí)驗用水質(zhì)及制備過(guò)程的研究投入較多,較少關(guān)注磁化這種物理手和測試水樣選用一次蒸餾水,簡(jiǎn)稱(chēng)蒸餾水;自來(lái)水;焦化段對水煤漿性能的影響。本文實(shí)驗是以原煤為原料制備濃廢水。三種水的水質(zhì)分析見(jiàn)表1。度為60%水煤漿,并討論了磁化處理對水煤漿性能的影響表1蒸餾水、自來(lái)水、焦化廢水的水質(zhì)分析mg/L氯化物總硬度色度pH值H3-N亞硝酸鹽渾濁度總鐵蒸餾水72<0.001自來(lái)水055焦化廢水7.50.0012試驗研究煤樣取雞西礦務(wù)局平崗煤礦原煤,煤樣經(jīng)破場(chǎng)強度下,磁化一定時(shí)間,然后測定其粘度及穩定性碎、篩分和加工制備到200目以下?lián)胶?、縮分成若干份采用NXS-Ⅱ型旋轉粘度計,測定水煤漿的表觀(guān)粘度。煤樣的工業(yè)分析數據如表2所示。實(shí)驗采用正交試驗法進(jìn)行了研究,以100-6的粘度作本實(shí)驗制水煤漿時(shí)添加劑種類(lèi)為腐植酸鈉。為性能指標,分析磁化水配制水煤漿影響程度及最佳磁化配表2煤樣的工業(yè)分析比條件。正交實(shí)驗表為L(cháng)934對不同水及磁化強度、磁化時(shí)種類(lèi)W/%A』/%V%F%S』%間對水煤漿性能的影響進(jìn)行了研究。試驗因素及水平的選取雞西平崗煤1.0627.0929.1642.690.54詳細情況見(jiàn)表3。為了對比另外作了三種水的空白實(shí)驗。表3磁化水制水煤漿因素水平表1.2實(shí)驗方法水平水的種類(lèi)A磁場(chǎng)強度B(T)磁化時(shí)間C/min在燒杯中將一定量的添加劑和一種水混合,待添加劑0.383溶解后,加入煤樣,攪拌均勻,在攪拌機上攪拌10min,取焦化廢水下靜置5min后測定水煤漿的性質(zhì)。蒸餾水水煤漿的磁化實(shí)驗釆用XCQS順控濕法強磁選機,強磁選機產(chǎn)生的磁場(chǎng)是電磁場(chǎng),磁感應強度較強且是均勻的。將制好水煤漿中煤對添加劑吸附量的測定,采用間接法,即的煤漿先裝入自制的磁化盒,再放入高強磁選機中,在一定磁吸附量由最初濃度和最終濃度差值確定。添加劑加入一定收稿日期:2009-06-22作者簡(jiǎn)介:趙艷紅(1979-),女,講師,黑龍江科技學(xué)院資環(huán)學(xué)院化工系教師,現從事煤的綜合利用教學(xué)和科研工作。研究探討煤炭工程2010年第3期體積的水中,最初濃度可定,水煤漿用離心機離心分離至分析結果列入表4中。上層澄清為止,取一定量的上層清液作為待測液由正交試驗的方差分析可以看出,不同水對磁化水配配置一系列標準濃度的添加劑溶液,用分光光度計確制水煤漿的性能有顯著(zhù)影響,而磁化時(shí)間和磁場(chǎng)強度的影定峰位,繪制成標準曲線(xiàn)。對處理過(guò)的添加劑溶液用分光響不顯著(zhù)。而且從方差比來(lái)看,磁化時(shí)間對水煤漿性能的光度計測定添加劑溶液的吸光度,再在標準曲線(xiàn)上對應查影響很小,因此,將磁化時(shí)間歸為誤差列,重新對正交試出溶液濃度,并進(jìn)行含量計算。驗結果進(jìn)行方差分析,分析結果見(jiàn)表5。由這個(gè)方差分析可以看出,不同水和磁感應強度對磁實(shí)驗結果與討論化水配制水煤漿的性能有顯著(zhù)影響。同時(shí)由方差分析可以2.1正交實(shí)驗結果與討論看出各因素對水煤漿性能的影響如圖1所示。按正交表進(jìn)行磁化水煤漿實(shí)驗,并將每個(gè)試樣測定和表4磁化水配制水煤漿的正交試驗表,粘度/mPa378.40581.305980567891Ⅱ皿222333311.57263.471310.681446.771628.25098.07229.17833.91422.52y=419.27皿/k409.53425.57Sa=∑(y-y)2=139498.27極差Dl16.偏差平方和S06718.4920694.51424.35自由度廠(chǎng)方差V53359.2510347.26212.185830.46方差比F.15顯著(zhù)性2*(0.10)0·(0.25)0*(0.25)衰5方差分析表方差來(lái)源平方和S自由度6718.49M2一20694.5110347.261*(0.25)誤差e12509.623021.32總和T139498.27從上圖(a)可分析出,較高的磁化強度雖然有利于水煤磁化對水煤漿粘度降低的影響不同,磁化自來(lái)水配制的水漿粘度的降低,但達到一個(gè)最低值后,再增加磁化強度效煤漿粘度比磁化工業(yè)廢水配制的水煤漿粘度低,說(shuō)明水中果不再明顯。不同水質(zhì)磁化后影響水煤漿的性能不同,其的成分在磁場(chǎng)的作用下發(fā)生了變化,水質(zhì)成分多受磁場(chǎng)影中磁化蒸餾水配制水煤漿粘度最小,如圖(b)所示。機理是響情況也多樣,進(jìn)而對水煤漿粘度影響也產(chǎn)生了多樣性。磁化使氧和氫之間結合鍵距離變長(cháng),從而降低了水溶液的磁化時(shí)間對水煤漿性能影響不顯著(zhù),為降低成本可在生產(chǎn)表面張力,使水的浸潤性提高,增加了水與煤的附著(zhù)力,中選擇較短的磁化時(shí)間。使水煤漿的流動(dòng)性有明顯改善,這樣測定水煤漿的粘度由上述結果可以看出,比較理想的磁化水配制水煤漿較未磁化處理的就下降很多。另外,從圖1中發(fā)現不同水的條件是蒸餾水、0.5471、磁化時(shí)間為即A3B2C2,2010年第3期煤炭工程研究探討0.60383T0.547T0.576T(a)磁化強度對水煤漿性能的影響01020304050.60.708091.0圖2煤表面吸附添加劑量的標準曲線(xiàn)由表7的數據可知,經(jīng)磁化后添加劑在煤表面的吸附量大大增加,添加劑的兩親分子即可以與水分子結合也可自來(lái)水焦化廢水蒸餾水以與煤分子結合,在煤漿中形成很多小微團,小微團結合(b)磁化不同水對水煤漿性能影響的緊密情況,決定了煤漿的穩定程度。用靜態(tài)法測定磁化后的水煤漿的穩定性,發(fā)現磁化水煤漿的較未磁化水煤漿8425穩定性提高35%。分析其原因,可能是由于在磁場(chǎng)作用下415使添加劑分子的結構發(fā)生改變,更利于它與水分子和煤分子的結合,增大了煤漿中小微團的結合的緊密程度,進(jìn)而改變了磁化水煤漿的穩定性。(c磁化時(shí)間對水煤漿性能的影響3結論1各因素對水煤漿性能的影響1)實(shí)驗結果發(fā)現水是影響磁化水煤漿性能的最主要因素,其次是磁化強度,磁化時(shí)間對磁化水煤漿的影響最小。正交表中無(wú)此實(shí)驗,所以需要按此條件做補充實(shí)驗,結果以雞西煙煤和磁化水配制水煤漿最佳實(shí)驗條件是蒸餾水顯示與正交表中的第八號實(shí)驗相近,又考慮到磁化時(shí)間不0.547t、磁化時(shí)間為10min是最顯著(zhù)的影響因素,而且從生產(chǎn)成本來(lái)說(shuō)磁化時(shí)間越短2)磁化降低水煤漿粘度的機理是磁化使氧和氫之間結越經(jīng)濟,故磁化水配制水煤漿最佳實(shí)驗條件是蒸餾水合鍵距離變長(cháng),從而降低了水溶液的表面張力,使水的浸0.547t、磁化時(shí)間為l0min潤性提高,增加了水與煤的附著(zhù)力,使水煤漿的流動(dòng)性有2.1添加劑吸附量測定結果與討論明顯改善,而且水中成分不同,受磁場(chǎng)影響就多樣,對水對添加劑在煤粒表面的吸附量進(jìn)行測定。將不同質(zhì)量煤漿性能的影響就不同。添加劑分別加入煤水混合物中,制得含不同濃度添加劑的3)磁場(chǎng)作用使添加劑分子的結構更利于它與水、煤分水煤漿,然后將水煤漿試樣經(jīng)離心分離后得到的清液,用子的結合,增大了煤漿中小微團結合的緊密程度,進(jìn)而改可見(jiàn)光分光光度計測其吸光度,其測量值見(jiàn)表6。對表6中變了磁化水媒漿的穩定性。的數據進(jìn)行處理,得到煤粒表面吸附添加劑量的標準曲線(xiàn),如圖2所示參考文獻:表6添加劑溶液不同濃度下吸光度的測量值[1]湯永新,葛琦.磁場(chǎng)強度對水煤漿性能影響[門(mén)]添加劑質(zhì)量/g0.10.20.30.40.5煤炭加工利用,2001,(3):33吸光度A0.1240.2050.2500.2660.30[2]湯永新紀明俊,等.磁化對水煤漿成漿性能影響添加劑質(zhì)量g0.60.70.80.的初步研究[J,選媒技術(shù),20,(3):9-1吸光度A0.3620.3820.4310.4640.490[3]湯永新,李虎,陸向陽(yáng),等.磁化水對水煤漿流變性和流動(dòng)性的影響[J].選煤技術(shù),2003,(5):8-10根據標準曲線(xiàn)對磁化前后添加劑的吸附量進(jìn)行比較,[4】郝臨山,彭建喜水煤漿制備與應用技術(shù)[M].北京:煤結果見(jiàn)表7。炭工業(yè)出版社,2003表7磁化后添加劑的吸光度值所對應的吸附量[5]徐革聯(lián),祖東偉,張榮曾.煤漿磁化對水煤漿性質(zhì)影響的研究[冂].沽凈煤技術(shù).2006,(1):38~41樣品未磁化水煤漿磁化水吸光度A0.2060.ll5[6]湯永新,李寒旭,郝勇.水與煤的磁化對水煤漿性能的影響吸附量/g0.51[J].選煤技術(shù).2006,(1):17-20.(夤任編輯趙巧芝)