灵武煤制水煤浆级配技术研究

第32卷第1期宁夏大学学报(自然科学版)2011年3月Vol 32 No IJournal of Ningxia University( Natural Science EditionMar.2011文章编号:0253-2328(2011)01-0062-05灵武煤制水煤浆级配技术研究李和平,戴好,于文斌,胡奇林,刘万毅(1.宁夏大学化学化工学院,宁夏银川750021;2.银川佳通长城轮胎有限公司,宁夏银川750021)摘要:在提出间隙级配模型的基础上,用QQ4AB轻型球磨机和PS!200拍击式标准振筛机,分析了煤料粒度为0.1~1.0,0.3~1.25mm,m(钢珠)m(煤)=81-121,研磨罐转速为90~110r/min,研磨时间为15~60min条件下,钢珠添加种类对研磨效率的影响;并用D-1+PRO黏度计测试了浆体黏度,结果表明,用直径间隙法可以获得较高浓度的水煤浆,其中钢珠添加种类为R1:R2:R1=110.41410.291模式下水煤浆浓度较大关键词:颗粒尺寸;级配模型;间隙;研磨效率分类号;(中图)TQ536.1文献标志码:A级配技术作为水煤浆制备技术中的重要组成部分,直接决定着浆体的性能.有关级配技术中颗粒的分布模式、最大或最小钢珠直径的计算、钢珠的运动方式等研究,文献[1-7做了较为详细的阐述.笔者探讨了一种新型的级配堆垛模式,并通过对钢珠添加种类与数量的计算,研磨工艺参数的调节,考察了四面体间隙八面体间隙间隙模型、直径间隙模型和直径级配模型下的研磨效率与配比关系.结果表明,直径间隙级配模型是较理想的级配制浆模型1间隙堆垛模型的推导过程图1颗粒的排布方式该模型中,煤料被假定为半径不等的圆球,则半径为R1的煤粒以图1所示的方式排布8,图中o,r分别对应着圆球排布形成的八面体间隙和四面体隙.为使煤粒以最大填充密度堆垛,则次小半径为R2,R3的煤粒优先填充于r所示的八面体间隙与o所示的四面体间隙.同理,更小半径为R4,R3的煤粒逐次向更小间隙位置填充依据理想堆垛模型,R1,R2,R3,R4,R,…,Rn1,R,的关系遵循以下模式1)体心立方的四面体间隙排布方式(图2).将半径为R1的颗粒看作是黑色质点,假设半径为R2图2体心立方中的四面体间陳的颗粒填充于黑色质点所堆垛出来的四面体间隙位2)体心立方的八面体间隙排布方式(图3).当置,则白色质点位置即为半径R2颗粒填充位置根半径为R1的颗粒填充于立方体顶点和体心位置据理想模型的堆垛空间,则间隙处可以填充的最时,若次小半径为R3,R4的颗粒完全填充在图中所大颗粒半径R2(max)=0.291R对应间隙处,则该处可以填充的最大颗粒半径收稿日期:2009-10-19中国煤化工基金项目:宁夏自然科学基金资助项目(NZ1021);教育部大学生HCNMHO;宁夏大学自然科学基金资助项目(ZR200806)作者简介:李和平(1975—),男,讲师,主要从事煤化学基础、材料制备与成型研究通信联系人:胡奇林(1952—),男,副教授,主要从事煤基材料与化工研究第1期李和平等:灵武煤制水煤浆级配技术研究R3(max)=0.633R1,R4(max)=0.154R160mm颚式破碎机(南昌通用化验制样机厂),DHJ-9同理,图4与图5中R3,R6的最大间隙半径恒温鼓风干燥箱(上海齐心科技有限公司)Rs(max)=0.225R1,R6(max)=0.4143两种级配模型下的钢珠直径计算3.1间隙法以加入的最大钢珠的直径为基准,则其他钢珠的直径大小遵循间隙模型中所确定的大小关系.基本的排布方式可分为体心立方堆垛模型、面心立方堆垛模型和混合堆垛模型3种.1)体心立方堆垛模型图3体心立方中的八面体间陳R1:R2R3:R4=1:0.291:0.633:0.154,(1)R式中:R1为最大研磨钢珠半径;R2为由最大研磨钢珠堆垛而成的四面体间隙半径;R3为由最大研磨钢珠堆垛而成的第1个八面体间隙半径;R4为由最大研磨钢珠堆垛而成的第2个八面体间隙半径2)面心立方堆垛模型R1:R3:R6=1:0.225:0.414,(2)式中:R1为最大研磨钢珠半径;R5为由最大研磨钢图4面心立方的四面体间陳珠堆垛而成的四面体间隙半径;R6为由最大研磨钢珠堆垛而成的八面体间隙半径3)混合堆垛模型1:0.291:0.633:0.154:0.225:0.414,(3)式中:R1为最大研磨钢珠半径;R2为由最大研磨钢珠堆垛而成的第1个四面体间隙半径;R3为由最大研磨钢珠堆垛而成的第1个八面体间隙半径;R4为图5面心立方的八面体间陳由最大研磨钢珠堆垛而成的第2个八面体间隙半2原料与仪器径;R5为由最大研磨钢珠堆垛而成的第2个四面体实验用羊二矿块煤、小粒煤与末煤煤质分析见间隙半径;R。为由最大研磨钢珠堆垛而成的第3个表1,添加剂用蒽油7样,a=27.7%八面体间隙半径轻型QQ4A/B球磨机(v=110r/min咸阳金32直径法宏通用机械有限公司);Dv-1+PRO数字式黏度计随机选取各种直径的钢珠,各直径的钢珠占全(上海尼润智能科技有限公司);PSI200拍击式标准部钢珠的质量百分比与钢珠的直径成正比,则某振筛机(浙江杭州卓驰仪器有限公司);PE100mm×直径钢珠的质量m,按下式计算衰1不同煤样的煤质分析种类收率/%一灰分Q/(MJ·kg-1)内灰挥发分固定碳块煤86.696.034.780.1565.4327.6H中国煤化工232CNMHG末煤76.7510.875.2627.834241注:以上结果均为分析基准,其中“为应用基低位,·“为分析基高位宁夏大学学报(自然科学版)第32卷表3.其中钢珠种类I~ⅣV为随机钢珠种类,钢珠式中:φ为某一钢珠的直径;φ为所有钢珠直径的种类V为间隙法配比.由表3可知,在直径法条件总合;m;为所有钢珠的总质量下,间隙级配中颗粒直径小于0.074mm的比例高4两种级配模型下的研磨效率比较于随机钢珠种类条件下的煤料粒径为0.1~1.0mm,研磨罐规格Φ110×5两种级配模型下的粒度分布比较300(mm),钢珠直径=30.00,9.56mm,研磨时间t5.1双珠级配=15~60min,研磨速度v=80~110r/min时,两种测试了AB,AC,AD3种钢珠配比,在级配条件下的研磨效率见表2.表2~3中,r4为Φ