细粒煤的电化学脱水性能研究_矿物加工_毕业论文.doc

PAGE PAGE I 细粒煤的电化学脱水性能研究 摘要 本文简述了细粒煤电化学脱水近年来的发展概况，介绍了细粒煤脱水的意义及工业价值。 本文主要研究了经电化学处理过的细粒煤的主要性能及其对脱水效果的影响。研究在电化学过程中煤的表面双电层结构的改变，从而为这一改变对煤饼结构的性能影响及其对含水率的影响奠定微观解释。 研究了电解工艺与机械过滤的结合方法，并测定了煤—水系统的电化学性质，分析了电解过程对细粒煤脱水效果的影响。结果表明，通过电化学处理后的细粒煤比未经过处理的细粒煤易于脱水。 通过添加电解质来研究电解质对脱水效果的影响。结果表明添加电解质对电化学脱水效果影响不大，而且电耗还有所增加。因此得出用电解质提高脱水能力的试验尚有待进一步研究。 关键字：电化学；脱水；电解质 The studies of the dewatering effect on coal treated with electrochemistry ABSTRACT 第一章 绪论 1.1 选题意义 随着采煤技术的进步，机械化程度的提高，开采的原煤质量降低，细粒煤含量随之增加，尤其是用煤造成的环境污染已成为制约经济发展的重要因素, 搞好煤炭利用前的洗选是使用煤排放的污染物总量得到有效控制的最经济、最有效的途径。而煤炭洗选前将煤炭细粉碎使煤和矸石、黄铁矿先行解离是使煤炭得到有效分选的前提, 这就更增加了细粒煤的总量。但在现有的选煤厂中, 绝大部分都是采用湿法(以水或重悬浮液作为分选介质) 选煤技术进行煤炭的分选,。精煤水分高的关键是细粒浮选精煤。由于浮选精煤粒度细、比表面积和粘度大且不同程度地含有残留浮选药剂，浮选精煤的传统过滤不仅过滤效率低，而且滤饼水分长期高居 25%～30%之间。因此，如何采用高效的过滤设备和工艺 ，以及应用适合的助滤剂，提高浮选精煤的过滤效率、降低当前选煤厂出厂精煤的最终水分是煤炭行业急待解决的主要问题之一,而细粒煤中水分的高低是影响商品煤质量高低的重要因素。 对于炼焦用煤, 精煤水分高, 会增加热能消耗, 延长焦化时间, 降低焦炉产率, 缩短炼焦炉使用寿命。据统计，煤的水分每增加一个百分点，炼焦的时间将延长 10min，焦炭产量降低3%~4%。随着煤炭市场竞争的日趋激烈，用户对煤炭产品的质量要求越来越严格，精煤产品水分作为重要的质量指标之一，国内炼焦用精煤要求水分不能高于 13%，出口精煤水分要求不超过 8%。我国现有的选煤厂中，90% 以上都是采用湿法分选工艺，分选后的细粒煤产品水分约为25%～35%，占总精煤产量的20%～30%，细粒煤水分偏高，是造成精煤水分超标的主要原因。在运输时, 精煤会随着水分渗出而流失, 既浪费宝贵的能源资源, 又污染环境, 尤其在冬季寒冷的地区, 会发生冻车皮事故, 严重影响车皮的周转率, 给铁路运输造成不必要的经济损失。选煤厂生产时，煤中水分过高会使运输胶带打滑，北方冬季寒冷的地区会发生设备或车皮冻结事故，影响生产或者运输。另外，细粒煤水分偏高，其堆放场地周围煤泥水积聚，精煤随水分流失，造成煤炭资源的浪费和污染环境。因此, 煤炭分选后降低出厂精煤水分的关键是搞好细粒煤的脱水。 鉴于以上因素，本试验首先采用电化学手段处理细粒煤，通过研究电化学过程中煤的表面双电层结构的改变，研究电解工艺与机械过滤的结合方法，并测定了煤—水系统的电化学性质，分析了电解过程对细粒煤脱水效果的影响以及阴离子和阳离子表面活性剂对细粒煤的脱水的影响，运用胶体化学及表面化学已有知识对其进行充分的解释，进一步提高细粒煤脱水效率，从而有利于其生产及运输。 1.2 文献综述 1.2.1 煤中水的存在形态及其对煤的后续加工利用的影响 1. 煤中水的存在形态 水分是指单位重量的煤中水的含量。煤中的水分包括成矿过程水分，开采水分，分选加工及运输水分，贮存过程加入的水分。煤是多空性固体，其水分含量随着变质程度的增加而降低，到高煤化程度时又有所回升。一般以煤的内在水分作为评定煤质的指标。煤化程度越低，煤的内部表面积越大，水分含量越高。水分对煤的加工利用是有害物质。另一方面也可也可反映煤的空隙结构变化。通常煤中水分有四种形态，即化合水，结合水，毛细管水和自由水。 A 化合水分 化合水分，指的是水分和物质按固定的质量比率化合而成为新物质的一个组成部分。他与物质之间结合牢固，只有在加热到物质晶体被破坏的温度时才是化合水释放出来。 B 结合水分 在固体物料和液相水接触时，在两相界面上，由于其物理化学性质与固体内部的其物理化学性质不同，位于液体或固体表面的分子具有表面自由能，将吸引相邻相中的分子，在固体表面形成水化膜。结合水又可分为强结合水和弱结合水。 （1）强结合水——其又称为吸附结合水，指靠