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氣浮濾池不宜用無煙煤濾料的原因分析

氣浮濾池不宜用無煙煤濾料的原因分析
無煙煤粒與微氣泡粘附的理論分析
 微氣飽與無煙煤粒為什么會如此易于粘附, 而且又粘附得如此牢固呢? 這顯然與無煙煤顆粒本身的物化特性及微氣泡的礦化特性有關。
據我們分析, 其主要原因有以下幾個方面:
 無煙煤的天然疏水性能促使煤粒與微氣抱牢固粘附。無煙煤濾料主要由碳原子環所組成。其基本結構單位為六角形的碳原子網格, 所示。由于碳原子環具有對稱結構,使所有原子間的力均最大限度地被限制在分子的內部。因此碳原子網格的平整表面對水分子的吸引力便很弱, 使得無煙煤濾料具有天然的疏水性能。試驗表明, 在不投加任何表面活性物質的情況下, 微氣泡與無煙煤粒表面接觸時, 亦能發生十分牢固的粘附作用。
 無煙煤的高碳化度能促使煤粒與微氣泡牢固粘附。無煙煤的含碳量高達94.12%,均高于其它煤的含碳量。雖然無煙煤的網格周圍也連帶著極性的、親水的各種基(如經基、竣基、磺基等)和含氧官能團的分子鍵,但隨著煤碳化程度的逐漸增高,親水的各種基和含氧官能團便逐漸被分解,非極性的碳原子網格所占有的面積便逐漸增大,取向也愈加規則,范德華氏鍵力便愈加微弱,從而使得煤的疏水性隨著碳化程度的增高而逐漸增大。
無煙煤的明顯光澤性能促使煤粒與微氣飽牢固粘附
 不需借助儀器便可清晰地看到,無煙煤粒具有明顯的光澤。這種光澤的增加,反映出煤粒的浮游性在不斷提高,同時也反映了煤粒中碳素的高度集中。此外,無煙煤的揮發分含量在各種煤中為最低(2.66%)。試驗表明,隨著煤的揮發分含量的減少,便發生碳素的集中,并能生成被碳氫化合物所遮蓋的十分疏水的解理面。此種碳氫化合物的結構為碳氫鍵, 是非極性的。而非極性物質分子的電子是不能進行交換的。加之它們又具有對稱結構,對水分子的吸引力很弱,因而其解理面通常是沿著橫過最弱的分子鍵的結晶面而生成。無煙煤所強烈表現出來的明顯光澤性的平面正是這些解理面。正如選礦工作者的經驗所指出, 如果礦物顆粒中具有玻璃狀或油脂狀光澤時,利用浮選法就能容易被分選出來,其道理就在于這些光澤的解理面具有強烈的疏水性所致
無煙煤粒的不規則表面, 能促使煤粒與微氣飽牢固粘附
 無煙煤粒表面的凹凸不平度, 對煤粒的可浮性有獨特的影響。選礦實踐表明,具有棱角和凹凸不平表面的礦粒, 一般能提高顆粒的可浮性。浮游選煤結果也表明, 浮選具有尖角的碎煤粒比滾圓煤粒容易。
 其原因就是這些煤粒的尖棱和凸出部分, 能顯著地提高三相接觸邊界的穩定性, 從而能促使煤粒在氣泡上粘附得穩定、牢固。在模型氣浮濾池的運行中也同樣可觀測到, 上部溶有部分微氣泡的澄清水, 在濾層表面以上有效水深的靜壓作用下, 隨過濾水一起向下進人無煙煤濾料層時, 便在煤粒表面逐漸結成0.5一2毫米直徑的微氣泡,密布在煤粒的表層上,形成氣絮狀煤粒,并逐漸向濾層深處延伸。這時的氣泡表面已達到最大
程度的礦化, 因而也就具有很高的浮升速度。加之, 無煙煤粒的比重多在1.4一1.6范圍內,遠較其他濾料的比重為輕, 從而緩和了掙脫力的作用。所以, 只要濾池一停止過濾, 氣絮嚴重的煤粒, 就會以很高的速度從煤層中沖出并浮升到水面。當開啟沖洗閥門進行反沖洗時, 整個濾料層處于懸浮狀態.
 其中凡是被氣絮的煤粒, 均能從懸浮狀態的煤層中沖出向上浮升。其氣絮嚴重的煤粒并將隨沖洗水流失, 氣絮較輕的煤粒, 則浮升到一定高度掙脫氣泡后, 在自重作用下再降落到懸浮的煤層中。
微氣泡的礦化作用系數大, 有利于氣抱與煤粒牢固粘附。
 煤粒表面具有很高的浮游活動性, 為微氣泡的礦化創造了有利條件。試驗表明, 微氣泡與無煙煤粒碰撞次數愈多, 則微氣泡表面的礦化作用就愈大, 氣泡表面的利用率就愈高。如果在煤粒上已粘附部分微氣泡, 那末當較大的微氣泡向煤粒接近時, 由于氣泡半徑的不同, 兩者的所受壓力便有所差別,在此壓差的作用下便能導致氣泡之間的夾層破裂。因而微氣泡的存在, 起到了一種特殊的浮選活性劑的作用。氣浮濾池模型試驗中所觀察到的0.5~2毫米直徑的氣泡, 牢固地粘附在無煙煤粒的表面上, 正反映了微氣泡的這種特殊的浮選活性劑作用的存在。
微氣泡的傳氧速度快, 有利于氣泡與無煙煤粒牢固粘附
 由于壓力溶氣水經過釋放器突然減壓后, 產生出大量粒徑為50 戶左右的微氣泡,使相應的氣一液接觸面積大大增加, 這樣結果就增加了氧的轉移機會。大家知道, 小于0. 0 5 毫米的微氣飽, 在水深為0.9 5 一1 . 0 米時便能10 0 % 溶解。那么對于50 微米直徑左右的微氣泡, 在濾池水深1.2 ~ 1.5 米的情況下, 其溶解度必然亦為丈0 0 %。
 經側定當原水溶解氧為4 毫克/ 升時, 經壓力溶氣后, 溶解氧高達6 ~ 7 毫克/升。從浮游選礦的實踐表明, 正是由于水中溶解了這些氧氣, 進一步改善了煤粒的浮游性, 提高了煤粒與微氣飽的附著速度和粘附強度, 促進了微氣泡更好地礦化。因此, 當氣浮區下部含氧濃度增高了的澄清水向下通過無煙煤濾料濾層時, 便能促進無煙煤粒與水中的微氣泡粘附, 結成較牢固的氣絮狀煤粒,導致無煙煤濾料顆粒孔隙被氣泡所堵塞。
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作 者:admin 來 源: 日 期:2014/11/3 11:32:46 標 簽:水處理濾料 無煙煤濾料 無煙煤濾料價格 無煙煤濾料多少錢一噸 無煙煤濾料國標 無煙煤濾料生產廠家 無煙煤濾料用途 無煙煤濾料規格
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