第4期選煤技術2004年8月COAL PREPARATION TECHNOLOGY文章編號:1001-3571(2004)04-0050-04水煤漿濃度快速測定的試驗方法研究楊巧文,雷征宇,鮑媛媛,劉鯉粽,肖紅梅(中國礦業(yè)大學(北京校區(qū)),北京100083)摘要:用傳統(tǒng)方法和美國丹佛分析儀器公司生產(chǎn)的IR-100紅外水分分析儀測定水煤漿濃度,以傳統(tǒng)方法測得的濃度為標準,選擇紅外水分分析儀快速測定水煤漿濃度的適宜溫度和時間。在試驗過程中,研究了加熱溫度、樣品初重、樣品濃度等對測定時間的影響。并且探討了用儀器的斛率設定功能自動控制加熱時間的可行性,分析了平行測定結果。關鍵詞:水煤漿;濃度;水分快速測定;溫度;時間中圖分類號:TQ536文獻標識碼:A1概述學、檢測時間短。云南省香料研究開發(fā)中心楊敏在《香莢蘭果莢含水量的快速測定法研究》水煤漿的濃度是指其中所含固體質量的百分文中介紹了采用傳統(tǒng)方法和紅外水分分析儀同時數(shù),是水煤漿質量的重要指標。它直接影響水煤漿測定香莢蘭果莢含水量,以傳統(tǒng)方法所測得的含水的熱值,并對水煤漿的流變性、穩(wěn)定性都有顯著影量為標準,選擇紅外分析儀快速測定果莢水分的溫響,在檢測過程中應盡量減少人為誤差,盡可能做度和時間,其測定結果與傳統(tǒng)方法測定結果最接到準確,以確保水煤漿的質量。采用常規(guī)濃度檢測近方法進行濃度檢測約需要2h,無法適應工業(yè)制漿如上所述,紅外水分測定儀多用于農業(yè)方面各生產(chǎn)。因此,找到一個快速檢測濃度的方法就顯得種水分和濃度的快速分析,較少應用于礦業(yè)方面。非常重要。鑒于水煤漿快速濃度測定在水煤漿工業(yè)生產(chǎn)中的重中國礦業(yè)大學北京校區(qū)支獻華認為,有應要性,采用與楊敏所用的類似試驗方法,以傳統(tǒng)測用價值的水煤漿濃度通常要維持在60%以上。水量方法測得的濃度為基準,尋找紅外水分分析儀快煤漿的粘度對濃度變化很敏感,尤其是接近最大堆速測定水煤漿濃度的適宜溫度和時間積密度時,粘度及屈服應力急劇增加,從而使煤漿2水煤漿濃度快速測定試驗穩(wěn)定性變好。當水煤漿總的固體含量增高時,煤粒間的相互作用力增大,空隙的減少降低了煤顆粒的試驗用傳統(tǒng)方法和紅外水分分析儀同時測定同沉降速度,因此相應提高了水煤漿的穩(wěn)定性。劉麗種水煤漿的濃度,并以傳統(tǒng)方法測得的結果為基儉和謝華2在《水分快速測定儀在水煤漿工業(yè)生準,考察紅外分析儀快速測定水煤漿濃度的最佳溫產(chǎn)中的應用》一文中闡述了水煤漿濃度指標的重度、時間、樣品質量和斜率。要性以及提高工業(yè)生產(chǎn)過程中濃度檢測速度的必要試驗煤樣:斜莊煤、梁莊煤,煤質分析結果見性,并通過采用水分快速測定儀與常規(guī)快速濃度檢表1測兩種方法的試驗對比,認為在水煤漿工業(yè)生產(chǎn)中表1煤質分析采用水分快速測定儀進行快速濃度檢測是可行的煤種大同水煤漿廠的工業(yè)試驗結果表明,采用水分快速斜莊煤梁莊煤測定儀檢測的結果與常規(guī)快速檢測法檢測結果接近。而采用水分快速測定儀檢測,方法簡單、易試驗儀器:IR-100紅外水分分析儀。試驗方法:收稿日期:2004-06-161)傳統(tǒng)方法:在稱量瓶中加入3g左右的試作者簡介:楊巧文(1963-),女,浙江省臺州市人,教樣中國煤化工1.5h,取出迅速蓋授,博土,主要從事礦物加工技術方面的研究。聯(lián)系電話:上CNMHG,以其平均值為基010-62331099準濃度4期楊巧文等:水煤漿濃度快速測定的試驗方法研究04年8月25日(2)IR-100紅外水分分析儀測定法:在試驗有劇烈加速下降,加速平緩。由以上兩圖及其分析中,儀器的液晶顯示器實時顯示樣品的剩余質量,可看出,測65%左右的低濃度水煤漿時,溫度對每分鐘記錄一次測量數(shù)據(jù),將每次測得的質量數(shù)據(jù)測定結果的影響明顯。除以樣品初重得到一系列質量百分比,以質量百分2.1.2溫度對測定時間的彩響(濃度6957%)比為縱坐標,時間(以min為單位)為橫坐標做配制69%的水煤漿,烘箱測得的基準濃度為圖69.57%。用IR-100水分分析儀測濃度,每次取2.1溫度對測定時間的影響同樣的煤漿樣品3g左右,分別在150℃、140℃、2.1.1溫度對測定時間的彩響(濃度65.94%)120℃下加熱15min,試驗方法同上,結果見圖3。圖1、圖2所示分別為不同樣重、相同濃度時圖3中曲線1、2、3分別為樣品依次在150℃礦漿溫度對測定時間的影響。140℃、120℃下加熱所得曲線。樣品初重分別為3.012g、3.054g、3.055g。曲線1、2比較平行在大部分時間幾近重合,而曲線3下降趨于平緩,6min時與曲線I、2交叉后區(qū)別越來越明顯。三條曲線最后都與基準線相交并開始緩慢下降,趨于水01234平,原始數(shù)據(jù)顯示,這時重量損失速率均為圖1溫度對測定時間的影響0.002g/min。曲線1、2與基準線在13min左右相交,曲線3與基準線在接近15min時相交,交點相差2min左右73圖2溫度對測定時間的影響配制65%水煤漿,烘箱測得基準濃度為656594%。用IR-100水分分析儀測濃度,每次取0123459101112131415同樣的煤漿樣品3g左右,加熱15min。曲線1、2圖3溫度對測定時間的影響3分別為樣品在150℃、140℃、120℃下加熱所得同樣的水煤漿,每次取樣4g左右,試驗方法曲線,圖1中三條曲線間的不同均由溫度的不同造同上,結果見圖4。圖4中曲線1、2、3分別為樣成。隨著時間推移,溫度達到設定溫度后3~9min品依次在150℃、140℃、120℃下加熱所得曲線。時曲線加速下降,曲線間的區(qū)別變得明顯;同樣的樣品初重分別為4049g、4.078g、4.082g。不同的時間下溫度高的曲線在溫度低的曲線下方,且下降是曲線1、2和基準線的交點分別在1min和較為迅速。曲線3的下降幅度明顯比曲線1、2平14min,而曲線3在15min時仍未與基準線相交。緩,也就是說溫度較高時水分失去得更快。曲線由圖3和圖4及其分析可看出,測69%左右高濃1、2在7、8mn后開始趨近相同,而曲線3與它度水煤漿時,溫度對曲線的影響不如濃度低時明們則相差越來越遠,因為150℃、140℃只相差顯,曲線比較接近10℃,而120℃比150℃低30℃。最后曲線都與基準濃度線相交然后趨于水平。曲線1、2的交點比→曲線3較接近,它們在9min左右時與基準線相交,曲線803到13min才與基準線相交。同樣的水煤漿,每次取樣4g左右,試驗方法0123456789101112131415測定時間/min同上,試驗結果見圖2。圖2中曲線1、2、3分別圖4溫度對測定時間的影響為樣品在150℃、140℃、120℃下加熱所得曲線,溫度對質量百分比曲線有明顯的影響,溫度高樣品初重分別為4g曲線1和曲線2與基準線在時由中國煤化工低時測試結果對溫12min相交,而曲線3到15min時仍未與基準線相度的CNMHG不同溫度下的區(qū)交,失去了快速測定的意義。圖2中3條曲線都沒別不那么顯者。小管是濃度鬲還是低時,試驗溫度51第4期選煤技術2004年8月25日對曲線和基準線相交時間的影響都一樣大。溫度高重合,但彼此平行而且極為靠近,最后在 II min左時曲線更早與基準線相交,也就是說能更快得到和右相差不到30s時與基準線相交。曲線1在曲線2、傳統(tǒng)方法一樣的結果。因此,在用IR-100水分分3下方且離它們比較遠,在9min時與基準線相交析儀測水煤漿濃度時,試驗溫度選定150℃。之后趨于水平。此外,樣品初重對質量百分比曲線22樣品初重對測定時間的影響確實有一定影響。樣品初重在3~4g間變化時對配制67%的水煤漿,用烘箱在105℃下烘線的影響不大,樣品初重低于3g或高于4g時,對1.5h測得基準濃度為67.23%。在以上選定的曲線影響明顯,所以選定樣品初重為3-4g150℃條件下,分別取2、3、4、5g左右的樣品加2.3水煤漿濃度對測定時間的影響熱15min,做出相應的剩余質量百分比隨時間變化配制不同濃度的水煤漿,在150℃條件下加熱曲線,見圖5。15min,試驗方法如前,結果見圖7。主R曲線4基準線731234567891011121314150123456789101112131415測定時間/min圖5樣品初重對測定時間的影響(濃度67.23%7濃度對測定時間的影響圖5中曲線1、2、3、4對應的樣品初重分別由圖7可見,曲線1、2分別對應基準線1、為:2013g、3.006g4.00g5.016g。曲線2、32,兩種水煤漿的基準濃度分別為67.31%和很接近,在大部分時間內重合,最后與基準線的交69.57%,樣品初重同為4g。在經(jīng)過升溫過程中的點也只差不到30s,交點都在9min左右;曲線1、重合后,較低濃度對應的曲線1比曲線2下降快4和曲線2、3則相差明顯;曲線】在曲線2、3下兩條曲線間距離越來越大。它們與各自對應的基準方,下降劇烈,與基準線交點在8min;曲線4在線相交的時間分別為9min和10.5min。相交后曲線2、3上方,遠離曲線1、2、3,下降趨勢加5min內均迅速趨于水平并與基準線幾乎重合。在速緩慢,到6mn后才達到與曲線2、3-樣的下降選取最后的試驗時間時,以較長的10.5min為準。速率,9min以后下降速率又明顯放緩,到13min在用IR-100水分分析儀測水煤漿濃度時,可以選時與基準線相交之后趨于水平?？梢姌悠烦踔卦?擇較長的交又時間為標準,對濃度測定結果的準確4g間變化時對曲線沒有明顯影響,在4g以上性不會有大的影響。綜合以上的分析,選定的時間時,增加初重對曲線的影響明顯,對交點對應時間為10.5min。的影響也很大。質量越大,試驗要得到標準濃度所2.4用斜率自動控制試驗時間需時間越長。R-100水分分析儀可以通過斜率( slope)自動控制試驗結束時間。斜率指剩余重量對應樣品初重的百分比(%)-時間(min)曲線的斜率,即重量隨時間變化率( Change of weight with time)。斜率的設定有百分比和時間兩個變量。如設成:百分比=0.05%,時間=1min,那么當樣品在lmin0123456789101112131415內損失的重量低于初重的0.05%時,儀器自動停圖6樣品初置對測定時間的影響(濃度69.57%)止試驗,輸出結果。以下就兩個變量對試驗結果的配制69%的水煤漿,用傳統(tǒng)方法在105℃溫度影響進行探討。下烘1.5h,測得基準濃度為69.57%。在150℃條4.1時間變量設定對試驗結果的影響件下,分別取2、3、4g左右的樣品加熱,試驗方出出“,甲然斗測得基準濃度為法同上,結果見圖6。曲線2、3和圖5中的曲線08中國煤化工斜率分別設定為2、3一樣,都很接近。圖6中的曲線2、3雖沒有CNMHG5min;③0.08%2min;④0.12%,3min。結果如表2。楊巧文等:水煤漿濃度快速測定的試驗方法研究2004年8月25日表2時間變量設定對試驗結果的影響制試驗時間。斜率號初重/g停止時間/mn濃度/%表5不同斜率、樣品初重的2.706試驗結果(濃度67.31%)2.75811.367.67樣品斜率/樣品初重/結束時間/濃度2.656號(%·Imimin④0.0513.3由表2可見,在同一個斜率值下(%/min),0.07時間參數(shù)的改變對試驗結果呈規(guī)律性的影響。據(jù)觀察,不管時間設定為多少,儀器都是每1/3min計40.05l1.668.69算一次斜率,所以用斜率決定時間時,時間設定為50.0712.368.472.4.2百分比變量設定對試驗結采的影響2.5試驗方法驗證烘箱測得礦漿基準濃度68.70%,試驗溫度綜合以上的討論,確定測定溫度為150℃,樣150℃,斜率時間設為1min。將百分比分別設置為品初重在3~4g之間,時間設定為9.5-11.5min。0.04%、008%、0.10%,試驗結果見表3。由表為驗證在此條件下快速測定水煤漿濃度的準確性3看出:隨著百分比的增大,加熱時間變短;如果用不同的煤制漿,每種煤漿平行測定5次,在9.5可以用斜率自動控制時間進行水煤漿濃度測定的11.5min內,每0.5min記錄一次數(shù)據(jù),換算成話,百分比設定值應在0.05%-0.09%之間。對應的質量百分比,測定結果見表6和表7。斜莊表3百分比變量設定對試驗的影響煤漿基準濃度為69.20%。樣品號斜率/%·mn”初重/g時間/min濃度/%喪6斜莊煤漿濃度五次平行測定結果初重/g時間/min0.082.75510.367.732.60110.068.773.47769.2669.2369.2069.2069.172.4.3斛率設定的選擇3.49369.2869.2569.2069.1769.173.49169.3269.2669.2269.2169.21在選定的150℃下加熱樣品,斜率時間設定為3.47969.3369.2469.1969.1669.13lmin,百分比分別為0.05%、0.07%、0.09%,472樣品初重為前面選定的3g和4g。用兩種濃度的水表7斜莊水煤漿數(shù)據(jù)結果分析煤漿做試驗,不同斜率和樣品初重的試驗結果分別時間/min見表4和表5。項目51010.511表4不同斜率和樣品初重對平均值/%69.3169.2569.2169.18試驗結果的影響(濃度69.56%)算術平均偏差/%0.3600.3200.2500.2600.26樣品斜率/樣品初重/結束時間/濃度相對平均偏差/%0.0320.0100.0140.0160.019號%·min標準偏差/%0.0400.0160.0190.0200.0280515.069.08相對標準偏差/%0.0470.0150.0210.0020.02711.6在表6和表7中,10.5min時的平均值最接近70.46基準濃度,所以選擇10.5min。隨著時間推移,算12.30.07術平均偏差、相對平均偏差、標準偏差、相對標準70.18670.42偏差均有少量變化。10min以后的數(shù)據(jù)的相對平均表5所及樣品基準濃度為67.31%。樣品初重偏差都低于0.2%,符合實驗室中對數(shù)據(jù)的精確度為4g左右時得不到準確的濃度。隨著百分比的增要求。加,最后結束時間沒有明顯的規(guī)律性變化。隨著百梁莊煤漿基準濃度為68.22%。表8、表9分分比增加,得到的濃度也隨之增加。較低濃度時百別為梁莊煤水煤漿的五次平行測定結果和試驗結果比應設為0.05%,較高濃度時應設為0.07%才分析中國煤化工n時的平均值最能得到準確結果,對于需要測定濃度的水煤漿,這接近n。隨著時間推個方法顯然不可行。所以,不采用斜率設置自動控移CNMHG、標準偏差、相第4期選煤技術2004年8月COAL PREPARATION TECHNOLOGY文章編號:1001-3571(2004)04-0054-03氣浮法處理煤礦井下排水中懸浮物的試驗研究張玉林',時真男,尹蓮風2,張玉芳',張子平(1.河北工程學院,河北邯鄲056038;2.邯鄲市自來水公司,河北邯鄲056001)摘要:對采用氣浮法處理煤礦井下排水進行了試驗,結果表明,當煤礦井下排水中的懸浮物濃度小于500mg/L時,采用6~8min的反應時間,0.30MPa的溶氣壓力,10%~15%的回流比,0.10.3mg/L的表面活性劑劑量和5~7m3/(m2·h)的分離負荷是適宜的,處理后的水質可滿足工業(yè)回用水的要求。該工藝去除效率高、運行管理方便、占地少、投資省、藥劑消耗量小,是種經(jīng)濟實用的煤礦井下排水處理工藝。關鍵詞:氣浮;煤礦井下排水;懸浮物;去除效率中圖分類號:TD946.2文獻標識碼:A在我國,煤礦井下排水大都是未經(jīng)處理而直接壞了生態(tài)環(huán)境,而且造成水資源的巨大浪費。對煤排放,由此造成礦區(qū)周圍環(huán)境的嚴重污染,不僅破礦井下排水處理后作為工業(yè)補充用水加以回用,是最近幾年來受到普遍關注的問題。雖然應用城市給收稿日期:2004-06-16水處理工藝處理煤礦井下排水具有工藝運行可靠、作者簡介:張玉林(1967-),男,河北省石家莊市人,工技術成熟、管理方便等優(yōu)點,但是因沉淀效率低程師。1988年畢業(yè)于河北工程學院,現(xiàn)主要從事市政工程技術方面的研究。聯(lián)系電話:0310-7429178。出水水質不穩(wěn)定,過濾反沖洗周期短,影響了該工對標準偏差均變小。析儀測定水煤漿濃度時,溫度越高,測定時間越表8梁莊水煤漿濃度5次平行測定結果短。但是,如果溫度超過150℃,水煤漿會氧化。所以最佳測定溫度選定150℃初重/g1010.5111.53)樣品初重越大,試驗所需時間越長。每3.51369.14368.57468.28968.11868.033次樣品初重在3~4g時,初重變化對試驗時間影響68.33768.13868.02467.96767.93968.42968.31468.22968.17168.143不明顯。初重選擇在此范圍內有利于減少平行樣間3.500的算術平均偏差,在此范圍內適當增加樣品初重有3.51068.31968.23468.14868,12068.0653利于減少稱量誤差表9梁莊水煤漿數(shù)據(jù)結果分析(4)樣品濃度越高,所需試驗時間越長。樣時間/min品濃度高時,溫度和樣品初重的變化對質量百分數(shù)9.51010.51111.5時間曲線影響相對較弱。平均值/%68.5168.3068,1868.1068.06(5)試驗采用不同的煤種制漿,通過5次平算術平均偏差%0.250.10.070.050.06行測定水煤漿的濃度,對選定的條件進行驗證。數(shù)相對平均偏差/%0.370.170.110.080.09據(jù)分析顯示,時間越長,平行樣間的各種偏差越標準偏差/%0.360.170.100.080.08相對標準偏差/%0.530.250.150.120.13小。對比傳統(tǒng)方法測定的基準濃度,選定10.5min為測定時間。結論參考文獻1]支獻華,水煤漿穗定性的彩響因素及評定方法[J(1)試驗結果表明,用傳統(tǒng)方法測定水煤漿煤炭加工與綜合利用,2000,(1):38-39濃度,需要1.5h以上的加熱時間。而用IR-100[2]劉麗儉,謝華,水分快速測定儀在水煤漿工業(yè)生產(chǎn)紅外水分分析儀整個測定過程不超過15min,該儀器可精確控制溫度和時間,也可精確稱重,比傳統(tǒng)方法簡便快速。TH「]1.媒炭加工與綜合利用,2000,(3)中國煤化工CNMHG快速測定法研究(2)試驗結果顯示,用IR-100紅外水分分化妝品,1y,(1):4-5.