第32卷第1期寧夏大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2011年3月Vol 32 No IJournal of Ningxia University( Natural Science EditionMar.2011文章編號(hào):0253-2328(2011)01-0062-05靈武煤制水煤漿級(jí)配技術(shù)研究李和平,戴好,于文斌,胡奇林,劉萬毅(1.寧夏大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,寧夏銀川750021;2.銀川佳通長城輪胎有限公司,寧夏銀川750021)摘要:在提出間隙級(jí)配模型的基礎(chǔ)上,用QQ4AB輕型球磨機(jī)和PS!200拍擊式標(biāo)準(zhǔn)振篩機(jī),分析了煤料粒度為0.1~1.0,0.3~1.25mm,m(鋼珠)m(煤)=81-121,研磨罐轉(zhuǎn)速為90~110r/min,研磨時(shí)間為15~60min條件下,鋼珠添加種類對(duì)研磨效率的影響;并用D-1+PRO黏度計(jì)測(cè)試了漿體黏度,結(jié)果表明,用直徑間隙法可以獲得較高濃度的水煤漿,其中鋼珠添加種類為R1:R2:R1=110.41410.291模式下水煤漿濃度較大關(guān)鍵詞:顆粒尺寸;級(jí)配模型;間隙;研磨效率分類號(hào);(中圖)TQ536.1文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A級(jí)配技術(shù)作為水煤漿制備技術(shù)中的重要組成部分,直接決定著漿體的性能.有關(guān)級(jí)配技術(shù)中顆粒的分布模式、最大或最小鋼珠直徑的計(jì)算、鋼珠的運(yùn)動(dòng)方式等研究,文獻(xiàn)[1-7做了較為詳細(xì)的闡述.筆者探討了一種新型的級(jí)配堆垛模式,并通過對(duì)鋼珠添加種類與數(shù)量的計(jì)算,研磨工藝參數(shù)的調(diào)節(jié),考察了四面體間隙八面體間隙間隙模型、直徑間隙模型和直徑級(jí)配模型下的研磨效率與配比關(guān)系.結(jié)果表明,直徑間隙級(jí)配模型是較理想的級(jí)配制漿模型1間隙堆垛模型的推導(dǎo)過程圖1顆粒的排布方式該模型中,煤料被假定為半徑不等的圓球,則半徑為R1的煤粒以圖1所示的方式排布8,圖中o,r分別對(duì)應(yīng)著圓球排布形成的八面體間隙和四面體隙.為使煤粒以最大填充密度堆垛,則次小半徑為R2,R3的煤粒優(yōu)先填充于r所示的八面體間隙與o所示的四面體間隙.同理,更小半徑為R4,R3的煤粒逐次向更小間隙位置填充依據(jù)理想堆垛模型,R1,R2,R3,R4,R,…,Rn1,R,的關(guān)系遵循以下模式1)體心立方的四面體間隙排布方式(圖2).將半徑為R1的顆粒看作是黑色質(zhì)點(diǎn),假設(shè)半徑為R2圖2體心立方中的四面體間陳的顆粒填充于黑色質(zhì)點(diǎn)所堆垛出來的四面體間隙位2)體心立方的八面體間隙排布方式(圖3).當(dāng)置,則白色質(zhì)點(diǎn)位置即為半徑R2顆粒填充位置根半徑為R1的顆粒填充于立方體頂點(diǎn)和體心位置據(jù)理想模型的堆垛空間,則間隙處可以填充的最時(shí),若次小半徑為R3,R4的顆粒完全填充在圖中所大顆粒半徑R2(max)=0.291R對(duì)應(yīng)間隙處,則該處可以填充的最大顆粒半徑收稿日期:2009-10-19中國煤化工基金項(xiàng)目:寧夏自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(NZ1021);教育部大學(xué)生HCNMHO;寧夏大學(xué)自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(ZR200806)作者簡介:李和平(1975—),男,講師,主要從事煤化學(xué)基礎(chǔ)、材料制備與成型研究通信聯(lián)系人:胡奇林(1952—),男,副教授,主要從事煤基材料與化工研究第1期李和平等:靈武煤制水煤漿級(jí)配技術(shù)研究R3(max)=0.633R1,R4(max)=0.154R160mm顎式破碎機(jī)(南昌通用化驗(yàn)制樣機(jī)廠),DHJ-9同理,圖4與圖5中R3,R6的最大間隙半徑恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海齊心科技有限公司)Rs(max)=0.225R1,R6(max)=0.4143兩種級(jí)配模型下的鋼珠直徑計(jì)算3.1間隙法以加入的最大鋼珠的直徑為基準(zhǔn),則其他鋼珠的直徑大小遵循間隙模型中所確定的大小關(guān)系.基本的排布方式可分為體心立方堆垛模型、面心立方堆垛模型和混合堆垛模型3種.1)體心立方堆垛模型圖3體心立方中的八面體間陳R1:R2R3:R4=1:0.291:0.633:0.154,(1)R式中:R1為最大研磨鋼珠半徑;R2為由最大研磨鋼珠堆垛而成的四面體間隙半徑;R3為由最大研磨鋼珠堆垛而成的第1個(gè)八面體間隙半徑;R4為由最大研磨鋼珠堆垛而成的第2個(gè)八面體間隙半徑2)面心立方堆垛模型R1:R3:R6=1:0.225:0.414,(2)式中:R1為最大研磨鋼珠半徑;R5為由最大研磨鋼圖4面心立方的四面體間陳珠堆垛而成的四面體間隙半徑;R6為由最大研磨鋼珠堆垛而成的八面體間隙半徑3)混合堆垛模型1:0.291:0.633:0.154:0.225:0.414,(3)式中:R1為最大研磨鋼珠半徑;R2為由最大研磨鋼珠堆垛而成的第1個(gè)四面體間隙半徑;R3為由最大研磨鋼珠堆垛而成的第1個(gè)八面體間隙半徑;R4為圖5面心立方的八面體間陳由最大研磨鋼珠堆垛而成的第2個(gè)八面體間隙半2原料與儀器徑;R5為由最大研磨鋼珠堆垛而成的第2個(gè)四面體實(shí)驗(yàn)用羊二礦塊煤、小粒煤與末煤煤質(zhì)分析見間隙半徑;R。為由最大研磨鋼珠堆垛而成的第3個(gè)表1,添加劑用蒽油7樣,a=27.7%八面體間隙半徑輕型QQ4A/B球磨機(jī)(v=110r/min咸陽金32直徑法宏通用機(jī)械有限公司);Dv-1+PRO數(shù)字式黏度計(jì)隨機(jī)選取各種直徑的鋼珠,各直徑的鋼珠占全(上海尼潤智能科技有限公司);PSI200拍擊式標(biāo)準(zhǔn)部鋼珠的質(zhì)量百分比與鋼珠的直徑成正比,則某振篩機(jī)(浙江杭州卓馳儀器有限公司);PE100mm×直徑鋼珠的質(zhì)量m,按下式計(jì)算衰1不同煤樣的煤質(zhì)分析種類收率/%一灰分Q/(MJ·kg-1)內(nèi)灰揮發(fā)分固定碳?jí)K煤86.696.034.780.1565.4327.6H中國煤化工232CNMHG末煤76.7510.875.2627.834241注:以上結(jié)果均為分析基準(zhǔn),其中“為應(yīng)用基低位,·“為分析基高位寧夏大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)第32卷表3.其中鋼珠種類I~ⅣV為隨機(jī)鋼珠種類,鋼珠式中:φ為某一鋼珠的直徑;φ為所有鋼珠直徑的種類V為間隙法配比.由表3可知,在直徑法條件總合;m;為所有鋼珠的總質(zhì)量下,間隙級(jí)配中顆粒直徑小于0.074mm的比例高4兩種級(jí)配模型下的研磨效率比較于隨機(jī)鋼珠種類條件下的煤料粒徑為0.1~1.0mm,研磨罐規(guī)格Φ110×5兩種級(jí)配模型下的粒度分布比較300(mm),鋼珠直徑=30.00,9.56mm,研磨時(shí)間t5.1雙珠級(jí)配=15~60min,研磨速度v=80~110r/min時(shí),兩種測(cè)試了AB,AC,AD3種鋼珠配比,在級(jí)配條件下的研磨效率見表2.表2~3中,r4為Φ