谈重介质选煤中悬浮液动态稳定性的控制
论文关键词 悬浮液 动态稳定性 因素 方法
论文摘要 重介质选煤过程中,悬浮液动态稳定性对煤炭的分选精度影响和大。本文综述了影响悬浮液稳定性的因素,介绍了了现有的保证悬浮液动态稳定性的方法。
0 引言
重介质选煤中,悬浮液的稳定性是指悬浮液在分选容器中,各点的密度在一定时间内保持相对稳定的能力。选煤用的悬浮液属于粗分散体系。分散的固体粒子本身没有保持悬浮液稳定状态的能力,只有靠借助外来的能量使分选设备内各点的悬浮液密度达到一定的均一性,即悬浮液的动态稳定性。
悬浮液在分选机中能否保持动态稳定性是悬浮液能否用于分选的重要指标。其在很大的程度上对主选设备的选型、工艺参数的选择起决定性的作用。同时,也直接影响分选的效果。
1 影响悬浮液动态稳定性因素
悬浮液动态的稳定性主要取决于悬浮液粒子沉降的速度,其沉降速度越慢悬浮液的稳定性越好。一切影响粒子沉降速度的因素都会影响到悬浮液的动态稳定性。一般来说主要有加重质的粒度、加重质的密度、悬浮液的密度、杂质的影响、其它影响因素。
1.1 加重质的粒度
加重质的粒度越小,其沉降速度越慢,对悬浮液的动态稳定越有利,与此同时悬浮液的粘度也会相应增高。当悬浮液粘度过高时,会影响末煤的分选效果,同时使得加重质的制备、净化回收的费用增加,加重质的工艺损耗相应的也会增大。
1.2 加重质的密度
加重质的密度越低,自由沉降速度越小,配制成同一密度悬浮液的固体容积分数也越高,稳定性也越好。但悬浮液的粘度增加。实践证明,在重力场中选煤时,悬浮液加重质的容积浓度最大不应超过30%。在离心力场中,悬浮液的容积浓度最大不应超过35%。
1.3 悬浮液的密度
同一种加重质配置成的悬浮液密度越高,悬浮液的固体容积浓度月高,悬浮液的动态稳定性越好,但其粘度也越高。通常在一定的生产过程中悬浮液的密度是一定的。在使用高密度的悬浮液时,主要的矛盾是悬浮液的粘度。一般使用加重质的密度应大于5kg/m,以降低悬浮液的粘度。
1.4 杂质的影响
在生产的过程中,工作悬浮液中不可避免的要混入部分矿泥(包括煤泥)。在一定的条件下能提高悬浮液的稳定性,对改善分选效果是有利的。但过多杂质的带入,必然使得悬浮液的粘度增加。因此,杂质的含量应加以控制。我国广泛采用的加重质为磁铁矿粉,当工作悬浮液的密度在1 300~1,500kg/m,悬浮液中的最大含泥量应控制在60%~50%。当工作悬浮液的密度在1,600~1,800kg/m时,悬浮液中的最大含泥量应控制在40%~20%。工作悬浮液的密度越高,含泥量应越少。
1.5 其它因素影响
其它影响因素包括:药剂、机械力、电磁力以及水流动力等。
2 确保悬浮液动态稳定性的方法
2.1 添加药剂
加重质的粒度较细,表面积很大,悬浮粒子之间易于聚合成粒团而沉淀,降低了悬浮液的稳定性。为了避免此现象的发生,往悬浮液中加入部分分散药剂,如六聚偏磷酸钠等,但药剂的价格较高,不宜用于生产。
2.2 水流动力
在煤炭进行分选的过程中,人为的加入介质流一方面,为了补充损失的悬浮液,另一方面,迫使悬浮液流动,从而减缓悬浮液中加重质的'沉降速度,进而保证悬浮液的动态稳定性。目前,应用较为成熟的有水平介质流、上升介质流、下降介质流。
1)水平介质流。水平介质流由分选槽的如料口给如。一方面,水平介质流用以维持水平分选带上悬浮液密度的稳定性,提高分选的精度。另一方面,水平介质流起到水平输送浮煤的作用。
2)上升介质流。上升介质流由分选槽的底部给入,其给入的速度并不大,以便在悬浮液中造成微弱的上升介质流。它主要是克服加重质的重力,从而减缓加重质的沉淀速度,上升流的作用不能过强,否则会影响沉物的下沉速度,降低了生产效率。严重时,可使高密度物混入浮煤中,对分选产生不利的影响。
3)下降介质流。下降介质流是悬浮液由分选槽底部排出时形成的,其下降的介质流在加速悬浮液中细粒运动的同时,也是的沉物较快的下沉,创造了有利的分选条件。
3 结论
通过以上的分析,不难看出,影响重介质选煤过程中,悬浮液动态稳定性的因素是来自多方面的。这主要取决于加重质的粒度、密度,以及悬浮液的密度,但在实践生产中对于某种工艺要求,悬浮液本身的性质是无法改变的,因而人们往往通过改变外因,即悬浮液的水流动力性,从而提高悬浮液的稳定性。在一台分选设备中,总是同时采用两种或多种介质流的形式,确保分选过程中分选密度的稳定性,从而保证分选的精度。
参考文献
[1]煤炭科学研究总院唐山分院.选煤用重介质悬浮液性质的研究报告,1990,3.
[2]谢广元.选矿学[M].徐州:中国矿业大学出版社,2001.
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