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煤炭廠泡沫如何產(chǎn)生?

來源:廊坊北諾環(huán)??萍加邢薰?nbsp;  2025年03月13日 21:17  

一、煤炭本身的特性

  1. 表面活性物質(zhì)含量

    • 煤炭中本身含有一些天然的表面活性物質(zhì),如瀝青質(zhì)、樹脂類物質(zhì)等。這些物質(zhì)具有兩親性,即分子結(jié)構(gòu)中同時含有親水基團和疏水基團。在與水接觸或者在一定條件下,這些表面活性物質(zhì)會吸附在氣 - 液界面上。

    • 例如,當煤炭被破碎、篩選等處理過程中,內(nèi)部的瀝青質(zhì)等物質(zhì)可能會暴露出來并溶解在水中。一旦水中的這些表面活性物質(zhì)達到一定濃度,就會降低水溶液的表面張力,使氣體更容易分散在水中形成泡沫。

  2. 煤的粒度和孔隙結(jié)構(gòu)

    • 細粒度的煤炭比表面積大,更容易與水接觸并相互作用。煤炭中的孔隙結(jié)構(gòu)也會吸附和截留氣體。當煤炭與水混合并進行攪拌等操作時,孔隙中的空氣會被釋放出來并形成氣泡。

    • 例如,在洗煤過程中,細煤泥顆粒由于其較小的粒徑和豐富的孔隙,會吸附大量的氣體。這些氣體在煤泥水的攪拌和流動過程中逐漸形成泡沫。而且,不同粒度的煤炭混合在一起時,小顆粒填充在大顆粒的間隙中,增加了體系的復雜性,更有利于泡沫的穩(wěn)定存在。

二、生產(chǎn)過程中的化學添加劑

  1. 浮選藥劑的影響

    • 在煤炭浮選過程中,為了實現(xiàn)煤炭與雜質(zhì)的分離,會添加各種浮選藥劑,如起泡劑(常見的有甲基異丁基甲醇等)。這些起泡劑的主要作用是降低氣 - 液界面的表面自由能,使空氣能夠在水溶液中均勻地分散成微小的氣泡,并吸附在煤炭顆粒表面,從而將煤炭攜帶到液面實現(xiàn)分離。

    • 如果起泡劑的用量不合理,例如過量使用,就會導致產(chǎn)生過多的泡沫。而且,一些起泡劑還具有一定的穩(wěn)定性,使得產(chǎn)生的泡沫不容易破裂,從而在系統(tǒng)中積累。

  2. 水處理藥劑的作用

    • 煤炭廠在處理煤泥水時,會添加絮凝劑、凝聚劑等藥劑來促進煤泥的沉降和固液分離。這些藥劑在反應過程中可能會改變水溶液的化學性質(zhì),如電荷分布、pH值等。

    • 例如,某些絮凝劑在作用過程中可能會與其他物質(zhì)反應生成一些具有表面活性的化合物,這些化合物會增加水溶液中泡沫的穩(wěn)定性。同時,水處理過程中的攪拌操作也會卷入空氣,與這些表面活性物質(zhì)共同作用產(chǎn)生泡沫。

三、工藝流程和設(shè)備因素

  1. 攪拌和充氣操作

    • 在煤炭的加工過程中,許多環(huán)節(jié)都涉及到攪拌操作,如煤泥水的攪拌、煤炭與藥劑的混合攪拌等。攪拌會使空氣進入液體中,增加氣體與液體的接觸面積。同時,充氣設(shè)備(如浮選柱中的充氣裝置)會主動向液體中注入空氣。

    • 例如,在浮選機中,葉輪的旋轉(zhuǎn)不僅起到攪拌煤漿的作用,還會將空氣分散成小氣泡。如果攪拌強度過大或者充氣量過多,就會產(chǎn)生大量的泡沫。而且,攪拌過程中還會引起液體的湍流和渦流,進一步促使泡沫的產(chǎn)生和穩(wěn)定。

  2. 壓力變化和溫度因素

    • 在一些煤炭加工過程中,如高壓水噴射、熱水系統(tǒng)等,壓力和溫度的變化會影響氣體的溶解度和液體的表面張力。當壓力降低或者溫度升高時,氣體在液體中的溶解度會減小,導致氣體析出形成氣泡。

    • 例如,在一些利用熱水清洗煤炭的工藝中,隨著水溫的升高,原本溶解在水中的空氣會逐漸釋放出來,同時,高溫也可能改變了水中一些物質(zhì)的性質(zhì),使泡沫更加容易產(chǎn)生和穩(wěn)定。


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