论文部分内容阅读
神府煤属于低灰、低硫、高内水的低阶煤,难以制备高浓度、低粘度的水煤浆。本文以神府煤为原料,进行了分散剂的筛选、复配以及粒度复配,并使用响应面优化法对分散剂复配比、用量及粒度复配等因素进行了分析、优化。研究结果对于提高神府煤制浆浓度有一定的指导意义。主要研究结果如下: (1)选取了13种分散剂,通过制浆,进行了分散剂的筛选、复配研究。结果表明,脂肪族高效水煤浆分散剂与木质素磺酸钠水煤浆分散剂复配时,神府煤成浆性好,且复配比例为4:1。 (2)采用四种不同粒径的神府煤粉:用中粒级样 CS(d50=33μm)、超细样UFS-A(d50=8μm)、超细样UFS-B(d50=6.5μm)、超细样UFS-C(d50=4.5μm)进行单一制浆实验;用CS分别与UFS-A、UFS-B、UFS-C复配制浆实验;采用Alfred模型计算单一样品、复配样品的理想粒度分布。结果表明,通过样品间的合理复配,部分样品的实际粒度分布接近于理想粒度分布,随着超细样含量的增加,实际粒度分布不断接近于理想粒度分布,可以有效提高神府煤的制浆浓度;当样品(CS):(UFS-A、B、C)=8:2或6:4时,提浓效果最明显;并且随着超细样品比例的增加,浆体依次表现为假塑型、Bingham型和胀流型三种流体。 (3)使用Design-expert软件中的Box-Behnken实验设计方法,设计了两种实验方案来进一步探讨影响神府煤成浆的各因素。方案一:以细样FS(d50=12.5μm)百分含量、超细样品UFS-B百分含量、复配分散剂用量(煤基百分含量)为三因素,在定浓(62%)条件下,使用响应面(RSM)法分析三因素对粘度及稳定性的影响;方案二:以超细样品UFS-A百分含量、超细样品UFS-B、UFS-C百分含量比、分散剂复配比为三因素,在定粘(1100 mPa·s)条件下,分析三因素对浓度影响;并建立相应的预测模型以及探讨最优配方。结果表明,方案一中,以定浓粘度为响应值的二次回归方程模型可用于对粘度的理论预测,并得到了定浓粘度的最优配方:FS百分含量为55%, UFS-B百分含量为35%,复配分散剂用量为1.04%,在定浓(62%)条件下使水煤浆粘度从1975 mPa·s降到1067 mPa·s;方案二中,以定粘浓度为响应值的二次回归方程模型可用于对浓度的理论预测,并得到了定粘浓度的最优配方:超细样品UFS-A百分含量为70%,超细样品UFS-B、UFS-C百分含量比为1.44,分散剂复配比为0.33,在定粘(1100 mPa·s)条件下使水煤浆浓度从58.12%增加到60.29%。通过比较,方案一改善神府煤成浆效果较明显。 (4)依据方案一,在定浓粘度最优配方的基础上,扩展制浆样品粒度范围,分别使用样品A(75μm~125μm),样品B(125μm~200μm)为粗粒级样品。用最优复配样品配方[FS(55%)、UFS-B(35%)、UFS-C(10%)]复配的细样进行提浓制浆研究。结果表明,当粗样A:复配细样的比例为2:8时,可制得浓度为68%的水煤浆;当粗样B:复配细样为4:6时,可制得最高浓度为69.75%的水煤浆;采用复配细样达到了使神府煤水煤浆提浓的目的。