煤泥水中礦物顆粒表面荷電特性及機理研究.pdf

1、煤炭在我國能源消費中占有主導地位，并且在今后較長時間內(nèi)其主導地位依然不變。十二五規(guī)劃中明確要求:“要合理地使用能源資源，提高能源加工利用效率，構(gòu)建經(jīng)濟清潔的能源產(chǎn)業(yè)體系”。而煤炭洗選加工是煤炭清潔利用的技術(shù)源頭，每洗選1噸原煤就要產(chǎn)生3m3的煤泥水，因此，能否解決好對煤泥水的處理問題已成為“實現(xiàn)煤炭清潔利用”的關(guān)鍵因素。
　　 通過SEM、XRD及工業(yè)分析對淮南丁集選煤廠不同粒度級和密度級的原煤礦物組成、賦存形式及其泥化特性進行

2、分析，發(fā)現(xiàn)丁集選煤廠原煤主要礦物為高嶺土和石英，且以細顆粒形式分散嵌布在煤中;不同密度級原煤隨著密度的增大，礦物含量逐漸增大，原煤泥化煤泥的粒度分布呈現(xiàn)“兩頭大、中間小”的特點;不同粒度級原煤，隨著原煤粒度的減小，礦物含量先減小后增大，粒度為0.5mm時礦物含量最小，原煤泥化煤泥的粒度分布呈現(xiàn)“尾大，頭小”的特點。
　　 煤泥顆粒表面荷負電是煤泥顆粒保持高度分散性、穩(wěn)定性的主要原因，研究表明礦物顆粒表面帶電原因大致有優(yōu)先解離（或

3、溶解）、吸附和電離、晶格取代等。石英顆粒表面由于水合作用存在大量的-SiOH，在不同的pH值條件下，OHˉ或H+在礦物表面的分布發(fā)生變化，便會影響顆粒表面的荷電性。高嶺土顆粒表面的電性及荷電量可近似認為是由其層面電荷和端面電荷的代數(shù)和所決定的。高嶺土層面及端面存在若干Si-O及A1-O會生成Si-OH和Al-OH，但其荷電性要受介質(zhì)pH值的影響:(1)層面電性:①在酸性介質(zhì)中表面帶正電，②在堿性介質(zhì)中表面帶負電;(2)端面電性:①當pH

4、值低時，其端面荷正電，②在中性和弱酸性介質(zhì)中端面不荷電，③堿性介質(zhì)中，端面會荷負電。
　　 通過對攪拌強度、pH值、浸泡時間、水質(zhì)硬度及陽離子價態(tài)五個因素對煤伴生高嶺土、石英、精煤及其混合礦物顆粒表面電動電位變化規(guī)律的研究表明，隨著轉(zhuǎn)速的提高及浸泡時間的增加，各礦物表面zeta電位絕對值都先增大而后趨于減小;隨著水硬度及陽離子價態(tài)的增大，各礦物表面zeta電位絕對值都逐漸減小;隨著pH值的增大，在pH=8左右時，各單一礦物顆粒表