压滤过程中煤泥滤饼结构演化规律及组合药剂优化机理
马晓敏1
孙筱淞2
董宪姝2
樊玉萍2
常明2
1.太原理工大学矿业工程学院,山西太原 030024;矿冶过程智能优化制造全国重点实验室,北京 100160;矿冶过程自动控制技术北京市重点实验室,北京 1001602.太原理工大学矿业工程学院,山西太原 030024
摘要：煤泥滤饼结构对脱水效果有重要影响,采用自制加压脱水装置及CT扫描等方法研究了压滤脱水过程中滤饼结构特性及其演化规律.将压滤过程修正为4个阶段,其中滤饼脱水阶段主要脱去滤饼内部水分,此阶段滤饼孔隙结构越发达则压滤脱水效果越好;滤饼压缩阶段主要对滤饼进行最后压缩,此阶段滤饼可压缩性越高,滤饼最终的孔隙率和含水量就越低.并采用聚合硫酸铁(PFS)和α-半水石膏(α-HH)对煤泥进行助滤实验.从煤泥颗粒絮团结构、滤饼物相组成、滤饼三维结构等多方面分析了助滤机理.结果表明:PFS和α-HH联合使用显著提升了煤泥的过滤效果,通过中心组合设计(CCD),确定了 2者最佳药剂量为1711.44g/t和48.33mg/g.在最佳条件下,滤饼含水量降低至16.97％,过滤速度提高至145.89 mL/(s·m2).α-HH的加入使滤液Zeta电位的绝对值降低到1.45 mV,从而降低了煤泥颗粒之间的静电排斥力,增强了 PFS的絮凝效果,使絮状物的弦长增加到71～171 μm.同时在PFS体系中,α-HH的水化反应被加速,形成大量二水石膏晶体,在煤泥絮体中形成交织的骨架,发挥了骨架构建体的作用,使煤泥压滤脱水指数(ICD)提升至176.30,增强了滤饼强度,使压滤过程中煤泥滤饼孔隙率从12.14％提高到14.39％,提高了煤泥滤饼的孔隙配位数及连通性从而提高了过滤效果.
关键词：煤泥脱水滤饼结构压滤过程CT骨架构建体
分类号：TD923(选矿)
资助基金：国家重点研发计划(2023YFC2907704)矿冶过程智能优化制造全国重点实验室开放基金资助项目(BGRIMM-KZSKL-2023-18)国家自然科学基金(52004178)
论文发表日期：2024-03-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：14( 1611-1624 )
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