鸡西烟煤制磁化水煤浆性能的研究

2010年第3期煤炭工程究探讠鸡西烟煤制磁化水煤浆性能的研究赵艳红(黑龙江科技学院资源与环境工程学院化工系,哈尔滨150027)摘要:为研究水磁化对水煤浆性能的影响,以鸡西烟煤、水(蒸馏水、自来水、焦化废水)配制浓度为60%的磁化水煤浆,采用正交实验法,考查了水、磁化时间、磁化强度对水煤浆性能的影响,结论是磁化水是影响水煤浆性能的最主要因素,其次是磁化强度,磁化时间的影响最小,最佳配制条件是蒸馏水、磁化强度0.547t、磁化时间为10min关键词:磁化水;水煤浆;磁化强度;磁化时间中图分类号:TQ5369文献标识码:A文章编号:1671-0959(2010)03-008903水煤浆作为一种洁净煤技术在世界和我国发展具有重要意义,近年来磁化处理技术在水处理、石化工业、矿物1实验部分浮选等领域的应用,为磁化处理水煤浆提供了有力的参考,1.1实验材料特别是研究者们对构成水煤浆的煤、添加剂的物理化学性由于要考查磁化水对水煤浆性能的影响,故实验用水质及制备过程的研究投入较多,较少关注磁化这种物理手和测试水样选用一次蒸馏水,简称蒸馏水;自来水;焦化段对水煤浆性能的影响。本文实验是以原煤为原料制备浓废水。三种水的水质分析见表1。度为60%水煤浆,并讨论了磁化处理对水煤浆性能的影响。表1蒸馏水、自来水、焦化废水的水质分析氯化物总硬度色度pH值NH-N亚硝酸盐浑浊度总铁蒸馏水00.7216.10<0.001l自来水焦化废水7.87.5<0.0010.4试验研究煤样取鸡西矿务局平岗煤矿原煤,煤样经破场强度下,磁化一定时间,然后测定其粘度及稳定性碎、筛分和加工制备到200目以下掺和、缩分成若干份,采用NXS-Ⅱ型旋转粘度计,测定水煤浆的表观粘度。煤样的工业分析数据如表2所示。实验采用正交试验法进行了研究,以100的粘度作本实验制水煤浆时添加剂种类为腐植酸钠为性能指标,分析磁化水配制水煤浆影响程度及最佳磁化配表2煤样的工业分析比条件。正交实验表为L934对不同水及磁化强度、磁化时种类%A/%V/%FC/%间对水煤浆性能的影响进行了研究。试验因素及水平的选取鸡西平岗煤1.0627.0929.1642.69详细情况见表3。为了对比另外作了三种水的空白实验。表3磁化水制水煤浆因素水平表1.2实验方法水平水的种类A磁场强度B(T)磁化时间C/min在烧杯中将一定量的添加剂和一种水混合,待添加剂0.383溶解后,加入煤样,搅拌均匀,在搅拌机上搅拌10min,取焦化废水10下静置5min后测定水煤浆的性质。蒸馏水0.576水煤浆的磁化实验采用XCQS顺控湿法强磁选机,强磁选机产生的磁场是电磁场,磁感应强度较强且是均匀的。将制好水煤浆中煤对添加剂吸附量的测定,采用间接法,即的煤浆先装入自制的磁化盒,再放入高强磁选机中,在一定磁吸附量中国煤化工E。添加剂加入一定收稿日期:2009-06-22CNMHG作者简介:赵艳红(1979-),女,讲师,黑龙江科技学院资环学院化工系教师,现从事煤的综合利用教学和科研工作。研究探讨煤炭工程2010年第3期体积的水中,最初浓度可定,水煤浆用离心机离心分离至分析结果列表4中。上层澄清为止,取一定量的上层清液作为待测液。由正交试验的方差分析可以看出,不同水对磁化水配配置一系列标准浓度的添加剂溶液,用分光光度计确制水煤浆的性能有显著影响,而磁化时间和磁场强度的影定峰位,绘制成标准曲线。对处理过的添加剂溶液用分光响不显著。而且从方差比来看,磁化时间对水煤浆性能的光度计测定添加剂溶液的吸光度,再在标准曲线上对应查影响很小,因此,将磁化时间归为误差列,重新对正交试出溶液浓度,并进行含量计算。验结果进行方差分析,分析结果见表5。2实验结果与讨论由这个方差分析可以看出,不同水和磁感应强度对磁化水配制水煤浆的性能有显著影响。同时由方差分析可以2.1正交实验结果与讨论看出各因素对水煤浆性能的影响如图1所示。按正交表进行磁化水煤浆实验,并将每个试样测定和表4磁化水配制水煤浆的正交试验表001s粘度/mPl.90B12312312378.4036438222333459.80331588.75311.57278.87263.471446.771267.57628.25833.911228.601276.703773.44436.89422.52y=419.27Ⅱ,277.97409.53Sa=∑(y.-y)2=13949827极差D差平方和S06718.49424.35自由度方差v53359.25212.185830.46方差比F显著性2*(0.10)(0.25)0*(0.25)衰5方差分析表方差来源偏差平方和S方差V显著性106718.49533592517.662·(0.01)20694.5110347.261*(0.25)误差e12509.623021.32总和T139498.27从上图(a)可分析出,较高的磁化强度虽然有利于水煤磁化对水煤浆粘度降低的影响不同,磁化自来水配制的水浆粘度的降低,但达到一个最低值后,再增加磁化强度效煤浆粘度比磁化工业废水配制的水煤浆粘度低,说明水中果不再明显。不同水质磁化后影响水煤浆的性能不同,其的成分在磁场的作用下发生了变化,水质成分多受磁场影中磁化蒸馏水配制水煤浆粘度最小,如图(b)所示。机理是响情况磁化使氧和氢之间结合键距离变长,从而降低了水溶液的磁化中国煤化工也产生了多样性。降低成本可在生产表面张力,使水的浸润性提高,增加了水与煤的附着力,中选择CNMHG使水煤浆的流动性有明显改善,这样测定水煤浆的粘度由上述结果可以看出,比较理想的磁化水配制水煤浆较未磁化处理的就下降很多。另外,从图1中发现不同水的条件是蒸馏水、0.547t、磁化时间为10min,即AB2C2,2010年第3期煤炭工程研究探讨0.6果0.30383T0.547T0.576T0.10.20.3040.50.60.70.8091.0(a)磁化强度对水煤浆性能的影响添加剂含量/g图2煤表面吸附添加剂量的标准曲线由表7的数据可知,经磁化后添加剂在煤表面的吸附量大大增加,添加剂的两亲分子即可以与水分子结合也可自来水焦化废水蒸馏水以与煤分子结合,在煤浆中形成很多小微团,小微团结合b)磁化不同水对水煤浆性能影响的紧密情况,决定了煤浆的稳定程度。用静态法测定磁化后的水煤浆的稳定性,发现磁化水煤浆的较未磁化水煤浆稳定性提高35%。分析其原因,可能是由于在磁场作用下使添加剂分子的结构发生改变,更利于它与水分子和煤分410子的结合,增大了煤浆中小微团的结合的紧密程度,进而改变了磁化水煤浆的稳定性。10min 20min 30min(c)磁化时间对水煤浆性能的影响3结论图1各因素对水煤浆性能的影响1)实验结果发现水是影响磁化水煤浆性能的最主要因素,其次是磁化强度,磁化时间对磁化水煤浆的影响最小正交表中无此实验,所以需要按此条件做补充实验,结果以鸡西烟煤和磁化水配制水煤浆最佳实验条件是蒸馏水、显示与正交表中的第八号实验相近,又考虑到磁化时间不0.547t、磁化时间为10min是最显著的影响因素,而且从生产成本来说磁化时间越短2)磁化降低水煤浆粘度的机理是磁化使氧和氢之间结越经济,故磁化水配制水煤浆最佳实验条件是蒸馏水、合键距离变长,从而降低了水溶液的表面张力,使水的浸0.547t、磁化时间为10min润性提高,增加了水与煤的附着力,使水煤浆的流动性有2.1添加剂吸附量测定结果与讨论明显改善,而且水中成分不同,受磁场影响就多样,对水对添加剂在煤粒表面的吸附量进行测定。将不同质量煤浆性能的影响就不同添加剂分别加入煤水混合物中,制得含不同浓度添加剂的3)磁场作用使添加剂分子的结构更利于它与水、煤分水媒浆,然后将水媒浆试样经离心分离后得到的清液,用子的结合,增大了煤浆中小微团结合的紧密程度,进而改可见光分光光度计测其吸光度,其测量值见表6。对表6中变了磁化水媒浆的稳定性。的数据进行处理,得到煤粒表面吸附添加剂量的标准曲线,文献如图2所示。表6添加剂溶液不同浓度下吸光度的测量值[1]汤永新,李寒旭,葛琦.磁场强度对水煤浆性能影响[门添加剂质量/g0.0.煤炭加工与综合利用,2001,(3):33~35吸光度A0.1240.2050.2500.2660.330[2]汤永新,李寒旭,纪明俊,等.磁化对水煤浆成浆性能影响添加剂质量0.6的初步研究[].选煤技术,2001,(3):9-1吸光度A0.3620.3820.4310.4640.490[3]汤水新,李虎,陆向阳,等.磁化水对水煤浆流变性和流动性的影响[J].选煤技术,2003,(5):8-10根据标准曲线对磁化前后添加剂的吸附量进行比较[4]郝临山,彭建喜.水煤浆制备与应用技术[M].北京:煤结果见表7。炭工业出版社,2003表7磁化后添加剂的吸光度值所对应的吸附量[5]徐革联,祖东伟,张荣曾.煤浆磁化对水煤浆性质影响的研未磁化水煤浆磁化水[6]中国煤化工吸光度A0.2060.l15化对水煤浆性能的影响CNMHG吸附量/g0.51(責任編辑赵巧芝)