粘土泥化抑制对煤泥水沉降性能影响研究

发布时间：2017-09-14 16:09

  本文关键词：粘土泥化抑制对煤泥水沉降性能影响研究

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【摘要】：粘土矿物是造成煤泥水难沉降的主要因素。煤中粘土在水中易泥化分散成单元晶层颗粒,恶化煤泥水沉降效果,其中蒙脱石影响最大。泥化抑制旨在从水与煤接触之初开始,采用抑制剂抑制粘土膨胀分散,改善煤泥水沉降效果。本文首先以蒙脱石为研究对象,分别采用Ca Cl2和苄基三甲基氯化铵(TMBAC)为抑制剂,对比研究抑制和非抑制条件对悬浮体系沉降性能的影响规律,并通过颗粒粒径、电动力学和流变学特征分析了变化原因,借助Cryo-SEM技术观察了颗粒的作用模式。结果表明:与非抑制条件相比,Ca~(2+)抑制可显著改善蒙脱石分散体系的沉降性能。其原因在于颗粒晶层保持紧密的F-F结合形式,呈较大粒度,ζ电位绝对值小于非抑制条件,在水中颗粒自由沉降,所以体系表现为牛顿流体特性。随Ca~(2+)浓度增加,沉降效果改善逐步增强。非抑制条件下,粒径较小,ζ电位较大,颗粒间呈F-E形式结合,所以随固体浓度增加,分散体系由牛顿型变为非牛顿流体,因此沉降性能变差。此外,p H值越小,颗粒越易面面结合,沉降效果越明显。TMBAC也可有效抑制蒙脱石泥化分散,使分散体系的沉降性能改善,TMBAC浓度越大,抑制效果越明显。添加TMBAC颗粒团聚效果优于Ca~(2+),这是由于双电层斥力减小,溶液呈牛顿流体,而非抑制时溶液呈非牛顿流体。煤泥水试验表明:Ca~(2+)和TMBAC抑制均可使煤泥水沉降性能改善,颗粒保持较大粒径,ζ电位绝对值降低。Ca~(2+)在两种分散条件下溶液都呈牛顿型流体;在TMBAC非抑制条件下体系呈有屈服值的假塑性流体特征,沉降性能较差。可见,粘土泥化抑制是改善煤泥水沉降性能的有效方法,但有机抑制中抑制剂投加量是关键因素。
【关键词】：煤泥水 泥化抑制 蒙脱石 沉降性能
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X752
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-17
• 1 绪论17-20
• 1.1 研究背景及意义17-18
• 1.2 研究内容和技术路线18-20
• 2 文献综述20-34
• 2.1 煤泥水组成及沉降性能影响因素20-24
• 2.2 粘土矿物泥化抑制方法及原理24-28
• 2.3 粘土矿物对抑制剂的选择性吸附研究28-30
• 2.4 煤泥水泥化抑制研究进展30-32
• 2.5 本章小结32-34
• 3 试验物料和方法34-43
• 3.1 试验原料及样品制备34
• 3.2 试验试剂及试验仪器34-35
• 3.3 样品特性分析35-37
• 3.4 试验设计37-40
• 3.5 试验评价指标40-42
• 3.6 本章小结42-43
• 4 无机泥化抑制对分散体系沉降性能的影响43-70
• 4.1 CaCl_2抑制泥化对蒙脱石体系沉降性能影响43-52
• 4.2 颗粒粒度和ζ电位变化52-58
• 4.3 颗粒间作用模式和流体流态特征58-67
• 4.4 CaCl_2对煤泥水沉降性能的影响67-68
• 4.5 本章小结68-70
• 5 有机泥化抑制对分散体系沉降性能的影响70-80
• 5.1 TMBAC抑制泥化对蒙脱石体系沉降性能影响70-73
• 5.2 颗粒粒度和ζ电位变化73-76
• 5.3 颗粒间作用模式和流体流态特征76-77
• 5.4 TMBAC对煤泥水沉降性能的影响77-78
• 5.5 本章小结78-80
• 6 结论与展望80-82
• 6.1 主要结论80-81
• 6.2 展望81-82
• 参考文献82-88
• 作者简历88-90
• 学位论文数据集90

【参考文献】

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1 靳红敏,托马·法,卡斯·让,邦斯·夏,尚德库;温度与无机盐阳离子对水化蒙脱土微观结构的影响[J];石油学报;1998年04期

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本文编号：850973