2004.6國外金屬礦選礦精細(xì)油水煤漿漿體特性研究劉萬峰劉樹華↓付曉恒3摘要利用幾種表面活性劑及其電解質(zhì)制備了精細(xì)油水煤漿并主要針對漿體的流變特性及其穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。關(guān)鍵詞油水煤漿流變性穩(wěn)定性添加劑序言本次研究中采用以下四種添加劑添加劑PES非離子表面活性劑LMI和LM2及無機(jī)電解質(zhì)眾所周知煤漿技術(shù)是潔凈煤技術(shù)的一項(xiàng)重要wDl。按不同比例將煤、輕質(zhì)柴油、添加劑和水混內(nèi)容。精細(xì)油水煤漿三元混合燃料克服了油煤漿的合制漿制成的漿體成分如表1~表3所示。黏度高、成本高以及水煤漿熱值低的缺點(diǎn)。因而目表1用PFS+wJD1添加劑制成的漿體成分前國內(nèi)外對油水煤三元混合燃料的研究日益高漲煤質(zhì)量/%油質(zhì)量/%水質(zhì)量/%添加劑質(zhì)量/%該三元混合燃料有著廣闊的發(fā)展前景。本文主要制20.520.31.3備了一種輕油、水和精細(xì)煤粉三元混合燃料對于液1,319.21.3態(tài)混合燃料其流變性、穩(wěn)定性是至關(guān)重要的,它們18.71,3決定著燃料的霧化和燃燒特性。因此文中重點(diǎn)研表2用LM與LMx4:添加劑制成的漿體的成分究了三元混合體系的流變性和穩(wěn)定性。煤質(zhì)量濃度油質(zhì)量濃度水質(zhì)量濃度添加劑質(zhì)量濃度1試驗(yàn)物料和方法/%24,01.1試驗(yàn)物料.253.828,0l8.3試驗(yàn)中采用大同煤樣。精細(xì)油水煤漿所用藥品有表面活性劑PES表面活性劑LM1、表面活性劑LM2、無機(jī)電解質(zhì)WJD1和無機(jī)電解質(zhì)WJD2。研表3用IMI1與IMx1:1加劑制成的漿體成分究中還應(yīng)用了輕質(zhì)柴油、自來水和超純水煤質(zhì)量/%油質(zhì)量/%水質(zhì)量/%添加劑質(zhì)量/%1.2試驗(yàn)方法28.018.31.3先將一定比例的添加劑、水和柴油的混合物在17.7高速攪拌器中攪拌一定時(shí)間使其充分乳化攪拌一17.247.316.4段時(shí)間后再將一定質(zhì)量的精細(xì)煤粉加入攪拌數(shù)分鐘后即形成油水煤漿。制漿完畢用Hake旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)測其流體黏度繪出精細(xì)煤漿黏度分析圖。將制2試驗(yàn)結(jié)果備好的煤漿放入一容器內(nèi)靜置采用靜置觀察法進(jìn)2.1潤濕熱行穩(wěn)定性的測定。用微熱量儀 SETARAMC8OD測測定結(jié)果為超純水與煤作用時(shí)的潤濕熱為出其選用藥劑與原有藥劑與煤作用熱量所發(fā)生的變11.424J/gPES無機(jī)電解質(zhì)、超純水、煤作用時(shí)的化。用Zeta電位儀分析選用的藥劑與煤作用時(shí)電潤濕熱為17.97J/g;LMl和LM2比例為4:1的混位的變化情況。合物、無機(jī)電解質(zhì)、超純水和煤作用時(shí)的潤濕熱為1.3油水煤漿成份16.346J/gM1和IM比例為1:1的混合物無機(jī)國外金屬礦選礦2004.6電解質(zhì)超純水和煤作用時(shí)的潤濕熱為15.790J/g2,4漿體的穩(wěn)定性由此可以看出超純水與煤作用時(shí)的潤濕熱最本試驗(yàn)對使用PES或LM1和LM2(LM1l和小LM1和LM2比例為1:1的混合物、無機(jī)電解LM2用量比例為4:1和1:1時(shí))無機(jī)電解質(zhì)做添質(zhì)、超純水和煤作用時(shí)的潤濕熱稍大LM1和LM2加劑時(shí)所制的漿體采用的是靜觀察法進(jìn)行漿體穩(wěn)比例為4:1的混合物、無機(jī)電解質(zhì)、超純水和煤作用定性測定的并根據(jù)所測數(shù)據(jù)作圖結(jié)果如圖2圖3時(shí)的潤濕熱適中PES無機(jī)電解質(zhì)、超純水煤作用和圖4時(shí)的潤濕熱最大2.2Teta電位20.5%測定結(jié)果為PES無機(jī)電解質(zhì)WJDl煤和超純一—20%水作用的Zeta電位為-49.7mVLM和LM2混一248%合物L(fēng)M1:LM2=4:1)無機(jī)電解質(zhì)wI1煤和超純水的作用的Zeta電位為-58.8mV:LM1和LM2一262%的混合LM1:LM2=1:1)無機(jī)電解質(zhì)wJDl煤和超純水作用的Zeta電位為-67.6mV。時(shí)間由此可以看出用PES時(shí)Zeta電位絕對值最圖2不同濃度漿體隨時(shí)間的穩(wěn)定性(PES)小M1和LM2比為4:1時(shí)zeta電位絕對值適中;LM1和LM2比為1:1時(shí)Zeta電位絕對值最大2.3漿體黏度6420240926.2%在剪切速率為100s-1時(shí)不同漿體的黏度測定結(jié)果如圖1所示。295%一LM(4:1)圖3不同濃度漿體隨時(shí)間的穩(wěn)定性LMI:LM2=4:1)LM(:1)煤量百分含量隔%一320%圖1煤漿黏度隨煤量百分含量的變化由圖1可知用PS作添加劑所制的漿體比4205%LMI和LM所制的漿體在同樣煤質(zhì)量濃度下黏度偏高在同樣油質(zhì)量濃度下黏度也偏高。在同樣藥劑的條件下隨著煤的質(zhì)量濃度的增大漿體的黏度增大。在同樣的黏度條件下添加劑PES和無機(jī)電時(shí)間l解質(zhì)wJD所制的精細(xì)油水煤漿中煤的質(zhì)量濃度最圖4不同濃度漿體隨穩(wěn)定性LM:LM2=1:1低添加劑LM1和LM2比例為4:1時(shí)與無機(jī)電解由以上圖可知每種濃度的精細(xì)油水煤漿隨著質(zhì)所制的精細(xì)油水煤漿中煤的質(zhì)量濃度次之添加時(shí)間的增長清澈層的高度變大但都在28d后基劑LM1和LM比例為1:1時(shí)煤的質(zhì)量濃度最高。本保持清澈層高度不變。由PES所制的漿體在煤幾種漿體都是在煤質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低時(shí),黏度值增加幅質(zhì)量濃度為20.5%在28d后基本為19.5mm煤質(zhì)度較小煤質(zhì)量分?jǐn)?shù)高時(shí)黏度急劇上升這與水煤量濃度為2%的精細(xì)油水煤漿在28d后保持162004.6國外金屬礦選礦4128d后保持15.5mm不變煤質(zhì)量濃度為26.2%的與煤作用時(shí)的Zeta電位最小,LM和LM2比為4精細(xì)油水煤漿在28d后保持11mm不變。由LM11的混合乳化液與煤作用時(shí)的Zeta電位小于LMI和LM2比例為4:1時(shí)所制的漿體在煤質(zhì)量濃度為和LM2比為1:1的混合乳化液與煤作用時(shí)的Zeta24.0%在28d后基本為15mm到兩個(gè)月之后達(dá)到電位,所以由PES所制漿體的穩(wěn)定性能最差,由l8mm煤質(zhì)量濃度為26.2%旳精細(xì)油水煤漿在28LM和LM所做的漿體中后者的穩(wěn)定性比前者的d后保持9.5mm不變在2個(gè)月后達(dá)到10mm煤穩(wěn)定性能強(qiáng)。各種乳化液與煤作用的zeta電位之質(zhì)量濃度為28.0%的精細(xì)油水煤漿在28d后保持所以出現(xiàn)這種差異主要是由于PES對OH的吸5.5mm不變兩個(gè)月之后達(dá)到6mm;煤質(zhì)量濃度附不如LM和LM2組成的混合添加劑對OH的為29.5%的精細(xì)油水煤漿在28d后保持5.5mm吸附而LM和LM2比為4:1時(shí)不如比為1:1時(shí)不變。由LM1和LM比例為1:1時(shí)所制的漿體,對OHⅠ的吸附所造成的。煤質(zhì)量濃度為20.5%在28d后基本為18mm到23.3LMI與LM2乳化液對煤漿的穩(wěn)定機(jī)理個(gè)月之后保持20mm不再發(fā)生變化煤質(zhì)量濃度為乳化劑LM1和乳化劑LM2均為大分子結(jié)構(gòu)的28.0%的精細(xì)油水煤漿在28d之后保持7mm不非離子型乳化劑本身既是乳化劑又是很好的分散變煤質(zhì)量濃度為30.%的精細(xì)油水煤漿在28d之劑和穩(wěn)定劑。在疏水性礦物表面非離子型表面活后保持4mm不變楳質(zhì)量濃度為32%的精細(xì)油水性劑的吸附量很大。這兩種乳化劑中均含有大量的煤漿在28d后保持3.5mm不變;煤質(zhì)量濃度為羥基、醚基和醛基等其它含氮的功能團(tuán)。由于氧、氮35.0%的精細(xì)油水煤漿在28d后保持5.5mm不等均為強(qiáng)負(fù)電性原子,可以和官能團(tuán)中的氫結(jié)合形變。由上圖可知煤質(zhì)量濃度低時(shí)穩(wěn)定性比較差隨成氫鍵。乳化劑中兩種乳化劑的混合由于氫鍵的著煤漿中煤質(zhì)量濃度的增加煤漿的穩(wěn)定性提高只作用,可能形成兩種乳化劑組成的新的大型締合物有LMI與LM2比例為1:1時(shí)所制的漿體在結(jié)構(gòu)形成煤漿后煤顆粒也可以由于氬鍵的作用吸5.0%后穩(wěn)定性降低了。PES所制的漿沉降速度最附在這種結(jié)構(gòu)的上面形成煤漿體。這種結(jié)構(gòu)所形快穩(wěn)定性最差,LMI和與M2比例為1:1時(shí)沉降成的乳化液的界面膜的強(qiáng)度非常大在煤漿中可以速度最慢穩(wěn)定性最好。阻止乳化液液珠的聚合加之電解質(zhì)的加入使其靜3分析與討論電作用增強(qiáng),使其更能很好的分散穩(wěn)定。LMI和LM2兩種配比的乳化液之所以穩(wěn)定作用有差別可3.1潤濕熱與精細(xì)油水煤漿成漿性的關(guān)系能是由于在LM1和LM2形成大型締合物的時(shí)候,由測定的潤濕熱的大小和所測各種漿體的黏度存在一定的比例當(dāng)接近這種比例關(guān)系的時(shí)候所形可知不同藥劑或藥劑配比所制成的精細(xì)油水煤漿成的乳化液就越來越穩(wěn)定。PES的穩(wěn)定性不如的成漿性和潤濕熱有很好的對應(yīng)關(guān)系潤濕熱越高,LMI和LM配比的混合物,可能是由于PES中沒定黏濃度越低成漿性越差。這與傅曉恒所得的煤有大量的類似基團(tuán)致使所形成的漿體所形成的結(jié)在水中的潤濕熱與水煤漿成漿性的關(guān)系是一致構(gòu)不能象它們所形成的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的2)這說明精細(xì)油水煤漿也符合這條規(guī)則3,4流變性3.2κeta電位與精細(xì)油水煤漿穩(wěn)定性的關(guān)系同種乳化液制得精細(xì)油水煤漿中隨著煤質(zhì)量的LMI和LM2比為4:1的混合乳化液所制漿體增加黏度也隨著增加這主要是由于隨著煤質(zhì)量的的穩(wěn)定性不如LMⅠI和LM比為1:1的混合乳化液增加漿體中的煤顆粒間距減小相互作用增強(qiáng)的原所制漿體的穩(wěn)定性這與Zeta電位的大小有很大的因。同時(shí)幾種漿體在煤質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低時(shí)黏度值增關(guān)系。Zeta電位大時(shí)可以增大煤顆粒間的靜電斥加幅度較小渫質(zhì)量分?jǐn)?shù)高時(shí)黏度急劇上升這種力防止煤顆粒下沉。性質(zhì)決定了流動性合適時(shí)最大煤含量(1無機(jī)電解質(zhì)的加入使得漿體呈弱堿性這樣就由圖可知每種藥劑對煤漿的黏度有一定的影有OH的存在PES和LM1和LM2組成的混合添響這可能是由于每種藥劑對煤的潤濕性能不同的2004.6國外金屬礦選礦47題今年還會繼續(xù)。更甚的是今擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃。2004年公司計(jì)劃生800-1000t鉍,占產(chǎn)量的20%年電的消費(fèi)量將同比增長12%。產(chǎn)245萬盎司鉑同比增長6%30%英美鉑業(yè)公司計(jì)劃由于擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目推遲以及擔(dān)心據(jù)悉,目前現(xiàn)貨市場鉍價(jià)約供給緊缺3月底鉑價(jià)大幅上漲觸為每磅2.9-3.2美元。2月份,在中國開發(fā)鉑礦及924美元/盎司的24年最高中國下調(diào)金屬出囗退稅后鉍價(jià)南非英美鉑業(yè)公司( anglo曾上漲10美分。plat近日表示該公司計(jì)劃成立歐洲市場鉍價(jià)上漲一家合資公司在中國四川省開在基金屬市場行情上漲帶動智利埃斯孔迪達(dá)發(fā)鉑礦下中國出口商提高出口價(jià)格歐銅礦將擴(kuò)產(chǎn)公司發(fā)言人表示合作事宜洲市場鉍價(jià)上漲。據(jù)外電報(bào)道,世界上最大的正在初步討論不便透露太多細(xì)中國是全球最大的鉍生產(chǎn)私營銅礦企業(yè)——埃斯孔迪達(dá)礦節(jié)。英美鉑業(yè)公司首席執(zhí)行官剛國全球每年鉍產(chǎn)量總計(jì)約為業(yè)公司將在位于智利北部的礦區(qū)剛訪問了中國會見了相關(guān)人員。900~10000t,中國產(chǎn)量約占耗資8.7億美元建造一座脫硫目前英美鉑業(yè)公司所有產(chǎn)40%-50%。鉍主要用于醫(yī)藥行廠以擴(kuò)大這家公司的銅業(yè)生產(chǎn)出均來自南非但在加拿大與俄業(yè)以及生產(chǎn)低熔點(diǎn)合金產(chǎn)品是根據(jù)投資計(jì)劃準(zhǔn)備投建的羅斯有合資公司,目前正在津巴基金屬如銅與鉛精礦的副產(chǎn)品。脫硫廠工程預(yù)計(jì)可在2006年下布韋投資開發(fā)鉑礦。公司表示,近期,倫敦金屬交易所半年完工投產(chǎn)屆時(shí)它將通過生鉑類金屬礦石主要分布在南非與(LME)銅、鉛以及錫價(jià)大幅上物細(xì)菌來加工由于品位低而不宜津巴布韋在中國發(fā)現(xiàn)大量資源漲觸及多年以來的最高。由于直接進(jìn)入選礦廠的銅礦砂。脫硫?qū)崒僖馔?。供給短缺鴇價(jià)也大幅走強(qiáng)。廠投產(chǎn)后埃斯孔迪達(dá)礦業(yè)公司中國是全球最大的鉑飾品消歐洲市場一些貿(mào)易商表示,每年可望增加精銅產(chǎn)量18萬t費(fèi)國全部依賴進(jìn)口去年消費(fèi)量鉍價(jià)上漲主要是心理因素造成,且生產(chǎn)能力可持續(xù)25年以上?？傆?jì)為120萬盎司約占全球需基本面上需求并未顯著增長。歐2003年智利埃斯孔迪達(dá)礦求的18%。洲、日本以及北美地區(qū)是中國鉍業(yè)公司生產(chǎn)精銅和換算成精銅的由于南非蘭特大幅走強(qiáng),主要的出口市場。近年這些市銅礦砂120多萬t,全年贏利些南非境內(nèi)的鉑礦生產(chǎn)成本過場需求狀況比較穩(wěn)定,目前看將5.29億美元。高英美鉑業(yè)公司被迫暫時(shí)擱置繼續(xù)保持穩(wěn)定。中國每年約消費(fèi)上接第41頁)體中最低在煤漿的煤質(zhì)量濃度為35.0%時(shí),黏度如LMI和LM2配比乳化液對煤的潤濕性能好乳僅為172.4mas,流動性良好不影響煤漿的流動化液不能完全把小煤顆粒包裹使很多煤粒表面裸性。露造成在剪切發(fā)生時(shí)克服阻力增大從而表現(xiàn)出黏精細(xì)油水煤漿的成漿性和潤濕熱有很好的對應(yīng)度增大關(guān)系潤濕熱越高定黏濃度越低成漿性越差。4結(jié)論LMI和LM2配比的混合物對精細(xì)油水煤漿同時(shí)具有良好的分散性和穩(wěn)定性。從煤漿的穩(wěn)定性來看由LM1和LM2配比為1:1時(shí)所制精細(xì)油水煤漿穩(wěn)定性在幾種添加劑所制參考文獻(xiàn)漿體中最好具有良好的穩(wěn)定性穩(wěn)定期能達(dá)到2個(gè)1郭照冰吳國光簿,水煤漿的流變特性J1.連云港化工高等專月以上并能通過稍微攪拌使其恢復(fù)到初始的狀態(tài)?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)2001142):15-16從煤漿的黏度來看由LM和LM2配比為12付曉恒朱書全等.煤在水中的潤濕熱與水煤漿成漿性的關(guān)系[J].選煤技術(shù),997(1)45-47