煤浆磁化对水煤浆性质影响的研究

煤浆磁化对水煤浆性质影响的研宠徐革联·2,祖东伟2,张荣曾1(1.中国矿业大学(北京校区)化工与环境工程学院,北京1000832.黑龙江科技学院资源与环境工程学院,黑龙江哈尔滨150027)摘要:研究了磁化对蒸馏水、自来水和工业废水配制的水煤浆性质的影响,磁化对水煤浆添加剂吸附量的影响。结果表明:较强旳磁场强度和较短旳磁化时间可以显著地降低水煤浆的粘度,磁化会使水煤浆添加剂的吸附量增加,并对水煤浆的磁化机理进行了初步探讨关键词:磁化;水煤浆;流变性;吸附量中图法分类号:TQ536文献标识码:A文章编号:1006-6772(2006)01-0038-04水煤浆性能的好坏直接与构成水煤浆的煤度激光粒度分析仪测定其粒度分布测定结果如水以及添加剂的性质密切相关。大部分煤均具有图1中的1、2、3所示。抗磁性,煤的芳香性与抗磁性磁化率有关。另外弱磁场、强磁场都可能使煤浆结构发生变化,改变了水分子、原子、离子等的磁距。磁场处理已在水处理、原油处理、水泥浆处理和矿物分选技术方面获36130-176得了广泛的应用,国内外研究人员对煤的表面物粒径/μm理化学性质和添加剂的分子结构特征等影响水煤图1煤样的粒度分布浆性能的因素做了比较深入的研究。但关于煤浆1——鸡西二道河子煤;2——杏化煤;3——山西大同煤磁化对水煤浆性质的影响的报道很少1.2水样1实验部分配制水煤浆的水样分别是蒸馏水、自来水和11煤样焦化厂生化处理前的焦化废水,3种水的水质分制浆所用煤样为黑龙江鸡西的杏花、二道河子析结果见表2煤矿煤和山西大同煤,3种煤的工业分析见表113添加剂添加剂选用了萘磺酸盐的甲醛缩合物NNO表1煤样工业分析1.4实验方法与步骤煤种M%A/%V/%FC%水煤浆的磁化实验采用ⅩCQS顺控湿法强磁鸡西杏花煤1.500511.8053057550510.16选机,强磁选杋产生旳磁场是电磁场,磁感应强鸡西二道河子煤1.7235146428.8359690.355度较强且是均匀的。将制好的煤浆放入高强磁选山西大同煤4237.265.11558.740.755机中,在一定磁场强度下,磁化一定时间,然后测制浆用的煤样经研磨全部过0.074mm,用矿定其粘度及流变性业工程重点实验室的法国产的 CILAS1064高精实验中水煤浆的表观粘度用NXS-11旋转式收稿日期:2005-09-28中国煤化工作者简介:徐革联11967-1,男,上海人,副教授,中国矿业大学(北京校区)在读aYHCNMHG教学与科研工作《洁净煤技术》2006年第12卷第1期表2制浆用水水质分析结果氯化物耗氧量总硬度氨氮亚硝酸盐氮浑浊度铁蒸馏水16.1<0.001自来水焦化废水粘度计测定,水煤浆的稳定性及析水率用法国Formulaction Inc.,生产的浓缩体系分散稳定性分析仪测定剪切率/s-1磁化前后水煤浆添加剂的吸附量用722型分光光度计进行测定。图4二道河子煤与焦化废水配置的水煤浆磁化前后流变性的影响2结果与讨论1道河子煤焦化废水NNO未磁化;2——二道河子煤焦化废水NNO57610;3道河子煤焦化废水NNO2.1磁化对鸡西二道河子煤流变性的影响54720;4——二道河子煤焦化废水NNO38330磁化对鸡西二道河子煤与蒸馏水、自来水和工业废水配制的的水煤浆流变性的影响如图2~2.2磁化大同煤水煤浆流变性的影响图4所示。磁化大同煤与蒸馏水、自来水和焦化废水对其流变性的影响如图5~图7所示。剪切率/图2二道河子煤与蒸馏水配置的水煤浆磁化前后流变性的影响二道河子煤蒸馏水NNO未磁化;2-道河子煤蒸馏水NNO54710;3道河子煤蒸馏水NNO57630;4——二道河子煤蒸馏水NNO38320剪切率/s-图5大同煤与蒸馏水配置的水煤浆磁化前后流变性的影响1——大同煤蒸馏水NNO未磁化;2——大同煤蒸馏水NNO38320;3—大同煤蒸馏水NNO54710;4——大同煤蒸馏水NNO57630剪切率/s1图3二道河子煤与自来水配置的水煤浆磁化前后流变性的影响道河子煤自来水NNO未磁化;2道河子煤自来水NNO38310;3—二道河子来水NNO54730;4——二道河子煤自来水NNO5762060120由上述流变图可以看出磁化对二道河子煤剪切率/s-1图6大同煤与自来水配置的水煤浆磁化的流变性有较大影响,磁化强度高、磁化时间短前后流变性的影响对降低水煤浆的粘度有利。1—大同煤中国煤化工二大同煤自来水NNO38310CNMHG同煤自来水煤浆磁化对水煤浆性质影响的研究4——杏花煤焦化废水NNO57610由上述流变图可以看出磁化对杏花煤的流400变性有较大影响,较低的磁化强度对降低水煤浆的粘度有利。从上述水煤浆的流变性图中可看出,磁化后,水煤浆的粘度与空白样比较均下降,将不同剪切率/s的磁场强度和磁化时间进行比较,发现,过高的图7大同煤与焦化废水配置的水煤浆磁化磁场强度,过长的磁化时间,会使水煤浆粘度升前后流变性的影响高。当磁化时间小于20min时,制得的煤浆粘度1—大同煤焦化废水NO未磁化;2—大同煤焦化废均小于空白试样;而当磁化时间大于20min时水NNO383大同煤焦化废水NNO57610以大同煤为原料制得的煤浆粘度则大于空白试样,也是随磁场强度的增大而增加。同时,还发由上述流变图可以看出磁化对大同煤的流现,当磁化时间为10min时,磁化效果最好。因变性有较大影响,磁化强度高、磁化时间中等,对此,为制得粘度低、流动性好的煤浆,应适当减小降低水煤浆的粘度有利。磁场强度,控制磁化时间小于10min。2.3磁化对杏花煤水煤浆流变性的影响就同一种煤、不同的水配制成的水煤浆而磁化对杏花煤与蒸馏水、自来水和焦化废水言,以废水制得的水煤浆粘度减小的程度最大水煤浆流变性的影响如图8~图10所示。自来水较小。究其原因,可能是因为废水和自来水、蒸馏水比较,其中所含有的离子不同、胶体含量不同、水的硬度不同、pH值不同等因素造成120剪切率/s1的。磁场之所以影响水煤浆的粘度,是因为水分子是一种按四面体分布的电荷体系,氢原子属图8杏花煤与蒸馏水配置的水煤浆磁化前后流变性的影响于抗磁性的,氧原子属于顺磁性的。抗磁性元素1——杳花煤蒸馏水NNO未磁化;2——杏花煤蒸馏水受到外磁场作用时,感生的附加磁矩与外磁场方NNO38320;3—杏花煤蒸馏水NNO54710;4—杏向相反,而顺磁性元素受到外磁场作用时,感生花煤蒸馏水NNO57630的附加磁矩与外磁场方向相同,所以水分子在受到外磁场作用时,氧原子和2个氢原子所产生的磁场方向相反,结果2个氢原子与氧原子相邻产生了同性相斥的作用,使氧和氢之间的结合键距离变长,从而降低了水溶液的表面张力,使水的剪切率/s1浸润性提高,增加了煤与水的附着力,从而影响图9杏花煤与自来水配置的水煤浆磁化水煤浆的粘度4。前后流变性的影响2.4磁化对水煤浆添加剂吸附量的影响1——杏花煤自来水NNO未磁化;2花煤自来水用分光光度计法测定了磁化对水煤浆添加一杏花煤自来水NNO54730;4——杏剂吸附量的影响,结果如图11~图13所示。花自来水NNO38310冒120剪切率/s1图10杏花煤与焦化废水配置的水煤浆磁化0.3840.576前后流变性的影I中国煤化工1——杏花煤焦化废水NNO未磁化;2——杏花煤焦化废图11磁化吸附量的影响NNO38330;3——杏花煤焦化废水NNO54720CNMHG《洁净煤技术》2006年第12卷第1期140匀,从而使水煤浆的粘度降低,是磁化使水煤浆性质发生变化的原因之10min3结论0.5480.576(1)磁化后的水煤浆与空白试样相比粘度明磁场强度/T显减小,当磁场强度较大,磁化时间较短时,对水图12磁化对大同煤水煤浆添加剂吸附量的影响煤浆的粘度的降低有利(2)磁化对水的性质和水煤浆添加剂的吸附量都有影响,磁化对水煤浆性质的影响是磁化对l70|30mi水和添加剂吸附量影响的综合作用的结果0min(3)从水质方面来看,用工业废水制得的水煤浆的性能,要比自来水、去离子水好,主要体现在0.5480.576稳定性方面,在经过10d以后仍然可以保持稳定磁场强度/T并具有良好的流动性。图13磁化对杏花煤水煤浆添加剂吸附量的影响参考文献:由图11~13可以看出,由于水煤浆添加剂为「]汤永新,李寒旭,葛琦.永恒磁场对水煤浆性质影响的初有机化合物是顺磁性物质,磁化对其性质有影步研究[淮南工业学院学报,1999,19(4):60-632]汤永新,李謇旭,纪眀俊,等磁场对水煤浆性质影响的初响。导致水煤浆添加剂的吸附量在不同的磁化条步研究[J选煤技术,2001,3:9-11件下发生较大的变化,同时可以看出,磁化后水3]李寒旭,李辉,帅应泉,等.焦化厂工业废水对水煤浆性能煤浆添加剂的吸附量均较磁化前增加,从而改变的影响[J煤炭科学技术,1999,27(8):27~30了煤粒的表面状况,使煤粒表面的水膜更薄更均41朱永辉,成善生,吕其生,等,磁化水的检测及评价U理化检验-化学分册,2001,37(6):279~282Study on the effect of Magnetization on Coal Water Mixture Propertylian, ZU Dong-wei, ZHANG Rong-zeng'(L. Chemical Engineering and Environment Engineering Dept.(Beijing Branch ), China University of Mining and TechnologBeijing 100083, China; 2. Resource and Environment Engineering Dept, Heilongjiang Institute of Science and Technology, Haerbin150027, China)Abstract: The effect of magnetization water including distilled water, tap water and industry waste water onoal water mixture property and effect of magnetization on adsorption quantity of coal water mixture werestudied. The result is sown that, the more intense magnetic field and the less magnetization time can reduceviscosity of coal-water slurry remarkably, and besides, magnetization make adsorption quantity of coal-waterslurry additive increasing. The magnetization mechanism of coal water mixture is also discussedKeywords: magnetization; coal water mixture; rheology; adsorbent mete欢迎订阅《洁净煤抟术左志CNMHG煤浆磁化对水煤浆性质影响的研究