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絮凝剂性能试验方法
【来源/作者】周世华 【更新日期】2017-01-04

一、方法原理

对选煤厂煤泥水来说,絮凝剂性能表现为沉降速率、上清液澄清度和沉淀物体积的差异。将絮凝剂溶液加入盛有煤泥水的量筒中,混匀,上清液和絮团之间形成界面,测定自由沉降速率(或初始沉降速率)、上清液澄清度和沉淀物体积,表征絮凝剂性能。絮凝沉降分为诱导区、自由沉降区和压缩沉降区,即絮凝过程中,在上清液和絮团界面形成初期,通常有诱导期,诱导期后是自由沉降期,然后是压缩沉降期。自由沉降速率指自由沉降区的沉降速率。

二、试验材料

1.选煤厂煤泥水的采取和缩制

(1)煤泥水的采取选煤厂煤泥水在采取时,煤泥水为未加任何絮凝剂或凝聚剂的煤泥水。稳定生产2h以后取样,至少分段取10个子样,总体积不少于50L。

煤泥水试样在采取后放入惰性容器中,在室温下贮存。贮存时间会影响煤泥水特性,所以,应尽可能在24h内进行试验。

(2)煤泥水固体含量、灰分和粒度的测定 ,

(3)煤泥水子样的缩制(500mL子样) 用搅拌器将煤泥水搅拌均匀,在搅拌过程中,用50mL烧杯取小样,循环倒入每一量筒约50mL,重复取样,至试验量筒满刻度。取量筒的数量与试验次数相符。

2.水

制备絮凝剂溶液的水应该采用选煤厂清水。取水量应充分完成所有絮凝剂性能试验。

3.絮凝剂

选煤用絮凝剂可以是粉体、乳化液、胶体或溶液状态。乳化液、胶体或溶液状态的絮凝剂统称液态絮凝剂。对絮凝剂样品应按照下列规定使用:

①使用絮凝剂不超过6个月的生产期。

②絮凝剂样品应在室温下密封贮存,远离日光直射和热源。粉体絮凝剂应该存放在通风干燥处。

③样品容器应避免不必要的开启。

④试验时应该一次性取出足够量的絮凝剂。

三、絮凝剂溶液的制备

1.粉体絮凝剂溶液的制备

用药勺取子样于称量瓶中,称取絮凝剂(O.25±0.01)g。

低分子量(600万以下)粉体絮凝剂溶液的制备是在500mL烧杯中加入(250.0±0.5)g水,高分子量(600万以上)粉体絮凝剂溶液的制备是在1000mL烧杯中加入(250.0±0.5)g水,然后搅拌水形成足够大的涡流,将预先称好质量的絮凝剂均匀地分散在涡流表面上,继续搅拌分散,然后慢速(溶液形成旋流)搅拌,直至完全溶解。溶解时间应不少于2h。低分子量(600万以下)絮凝剂溶液的浓度为0.1%,高分子量(600万以上)絮凝剂溶液的浓度为0.05%。该溶液在24h内使用。

2.液态絮凝剂溶液的制备

(1)液态絮凝剂浓度的测定 取液态絮凝剂约5g放人已恒重的称量瓶(φ60mm×30mm)中,称量(精确至0.0001g),记录液态絮凝剂的质量(mLF)。在1050C烘箱中干燥至恒重,称量。记录烘干后絮凝剂的质量(mSF)。

液态絮凝剂的浓度(cF) 按式(3-15)计算:

式中CF——液态絮凝剂的浓度,%;

mSF——烘干后絮凝剂的质量,g;

mLF——液态絮凝剂的质量,g。

(2)低黏度液态絮凝剂溶液的制备 用5mL人工注射器吸满低黏度液态絮凝剂,称量 (精确到0.01g)。在500mL.烧杯中加入(250.0±0.5)g水,搅拌形成涡流。根据絮凝剂浓度估算加入量(体积),将注射器中的絮凝剂推入涡流表面,回称注射器,记录加入液态絮凝剂的质量。在该搅拌速度下继续搅拌5min,然后慢速(溶液能形成旋流)搅拌至絮凝剂完全溶解。该溶液在24h内使用。

絮凝剂溶液的浓度 按式(3-16)计算:

式中c——絮凝剂溶液的浓度,%;

mF——溶解的絮凝剂质量,mF = mLFCF,g;

mW——水的质量,g。

(3)高黏度液态絮凝剂溶液的制备取约3g高黏度液态絮凝剂于称量瓶中,称重(精确至0.01g)。其他步骤与(2)完全相同。

四、试验步骤

1.试验准备

①将装满煤泥水的量筒双向翻转5回合。

②用注射器取适量的絮凝剂溶液,加入量筒中煤泥水表面上,双向翻转量筒5回合,静置。

2.沉降速率的测定

(1)自由沉降速率的测定静置量筒,可以观察到上清液和絮团清晰的界面,记录界面从量筒第一刻度(450mL)降至下一刻度(250mL)的时间,测量两个刻度间距。

自由沉降速率 按式(3-17)计算:

式中υf——自由沉降速率,m/h;

d——量筒450mL刻度至250mL刻度的间距,ram;

t——界面从450mL刻度下降至250mL刻度的时间,s。

用同一絮凝剂溶液,加不同量重复以上步骤。

如果比较不同絮凝剂性能,用每种絮凝剂溶液重复以上试验。

(2)初始沉降速率的测定静置量筒,可以观察到上清液和絮团清晰的界面,记录界面通过量筒每50mL分度值的时间,测量50mL分度值间距。按式(3—17)计算一系列沉降速率(m/h),计算出最大平均沉降速率,即为初始沉降速率,计算方法如下:

选择500mL量筒,50mL分度值的间距是25mm。煤泥水浓度为30.4g/L。上清液-絮团界面通过不同刻度的时间和沉降速率计算见表3-24。

结果表明,煤泥水絮凝沉降随时间延长,经过沉降速率增加,到最大后又降低的过程。

表明煤泥水的沉降经历了诱导期、自由沉降期和压缩沉降期。根据这一系列沉降速率,逐级对沉降速率平均,结果如下:

按同一方法计算:

因此最大平均沉降速率,即初始沉降速率Amax=24.28m/h。

用同一絮凝剂溶液,加不同絮凝剂量,重复以上步骤。

如果比较不同絮凝剂性能,用每种絮凝剂溶液重复以上试验。

3.沉淀物体积和澄清度的测定

静置沉降30mm后,测量沉淀物的体积,然后用倾析法将上清液倒入澄清度测定仪中,读取最大清晰的数值。

五、絮凝剂用量

絮凝剂用量(DF) 按式(3-18)计算:

式中 DF——絮凝剂用量,kg/t(干煤泥);

vF——加入量筒中的絮凝剂溶液体积,mL;

vS——矿浆的体积,L。

六、试验记录

1.自由沉降试验记录

见表3-25,初始沉降试验记录见表3-26。表中记录煤泥水、絮凝剂和水的特性以及试验日期、试验者等。

通过对初始沉降速率的计算,找出最大自由沉降速率(或初始沉降速率)时絮凝剂的用量,绘制自由沉降速率(或初始沉降速率)与每种絮凝剂用量的关系曲线,如图3—3所示。

2.试验结果校核

同一试验者两次试验结果允许偏差不超过10%。

3.试验报告

试验报告包括以下几方面内容:

①试验日期;

②絮凝剂特性;

③煤泥水特性;

④参照试验标准;

⑤沉降速率;

⑥上清液澄清度;

⑦30min后沉淀物体积;

⑧絮凝剂用量。

参考资料:煤质分析及煤化工产品检测


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