实验煤矸石表征、渗滤模型及渗滤液絮凝法处理.ppt

煤矸石表征、渗滤模型及渗滤液絮凝法处理 煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。其主要成分是Al2O3、SiO2，另外还含有数量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3和微量稀有元素（镓、钒、钛、钴）。 煤矸石弃置不用，占用大片土地。煤矸石中的硫化物逸出或浸出物会污染大气、农田和水体。矸石山还会自燃发生火灾，或在雨季崩塌，淤塞河流造成灾害。中国积存煤矸石达10亿吨以上，每年还将排出煤矸石1亿吨。为了消除污染，自60年代起，很多国家开始重视煤矸石的处理和利用。 本实验主要内容 煤矸石的水份，灰分及挥发分的测定； 煤矸石渗漏模型实验； 化学絮凝法处理煤矸石渗滤液。 1. 煤矸石水份，灰分及挥发分的测定 1.1测试原理 水分测定：称取一定量的一般分析实验煤样，置于（105-110）℃鼓风干燥箱内，于空气流中干燥到质量恒定。根据煤样的质量损失计算出水分的质量分数。 灰分是煤矸石中的不可燃成分，其含量的高低是评价煤矸石质的重要标准，确切的讲，煤矸石的灰分是指煤矸石中所有可燃物质完全燃烧，以及煤矸石中矿物质在一定 温度下产生一系列分解、化合等复杂反应后残存的残渣。灰分越高，煤炭燃烧的热效率越低；灰分越多，煤炭燃烧产生的灰渣越多，排放的飞灰也越多。一般，优质煤和洗精煤的灰分含量相对较低。 挥发分是煤矸石中可燃成分。煤矸石的挥发分含量基本随煤矸石的变质程度加深而减少，它不是煤矸石中的固有物质，是煤矸石在特定条件下受热分解的产物。煤化程度低的煤，挥发分较多。如果燃烧条件不适当，挥发分高的煤燃烧时易产生未燃尽的碳粒，俗称“黑烟”；并产生更多的一氧化碳、多环芳烃类、醛类等污染物，热效率降低。因此，要根据煤的挥发分选择适当的燃烧条件和设备。? 1.2 实验目的 掌握测定水份，灰分及挥发分的方法。 1.3 试剂与仪器 煤矸石（80目），灰皿，灰皿架，石棉板，带盖瓷坩埚，坩埚架，药匙，AL204型电子天平（210g/0.1mg）， YX-HF灰（挥发）分仪，干燥烘箱。 1.4 操作步骤 1.4.1水分的测定 在预先干燥并已称量过的称量瓶内称取粒度小于0.2mm的一般分析实验煤样（1±0.1）g，准确至0.0001g，平摊在称量瓶中。 打开称量瓶盖，放入预先鼓风并已加热到（105～110）℃的干燥箱中。 在一直鼓风的条件下，烟煤干燥1h，无烟煤干燥1.5h。?从干燥箱中取出称量瓶，立即盖上盖，放入干燥器中冷却至室温（约20min）后称量。?进行检查性干燥，每次30min，直到连续两次干燥煤样的质量减少不超过0.0010g或质量增加为止。在后一种情况下，采用质量增加前一次的质量为计算依据。?水分小于2.00%时，不必进行检查性干燥。 计算方法：? Mad=m1/m×100% 式中：? Mad-一般分析实验煤样水分的质量分数，%?；m---------称取的一般分析实验 煤样的质量，单位为克（g）；m1-煤样干燥后失去的质量，单位为克（g）。? 1.4.2快速灰化法测量灰分 ①打开电脑、电炉控温盒、马弗炉，点击电脑中的“灰（挥发）分仪”图标，启动测试程序进入主界面。查看“设置”选择“灰分”。 ②点击主窗口中的“灰分仪A”，进入灰分测试窗口。 ③点击“电源开[F10]”，则马弗炉开始升温。 ④用预先灼烧至质量恒重的灰皿，测灰皿的重量（mg）并记录，再称取粒度为2mm以下的空气干燥煤矸石1±0.1g，精确至0.0002g，均匀地摊平在灰皿中，平行称取两份记下编号放在灰皿架上以备用。 ⑤当马弗炉的温度升至850℃时，电炉控温盒发出声音，此时，快速将装有灰皿的灰皿架放入马弗炉中，点击“测试”按钮或按电炉控制盒上的“复位”，开始自动测试。 ⑥测试中马弗炉的门微开一点(防止所测灰分偏高)，炉后面小烟囱的盖子拿下，且测试过程中应保持温度在81510℃，测试时间为40min。 ⑦40min后，控温盒再次发出声音，此时将样品取出放于石棉网上空气冷却5min左右，移入干燥器中恒重至室温（约20min）后称重。 ⑧点“计算”按钮，进入计算功能模块，将称好的数据输入后，将自动计算出该样品的灰分数据。测量误差不超过±0.5％。 1.4.3挥发分的测量 对挥发分的测量，是在程序主界面中点击“设置”，在“测试类型”中选择“挥发分”，其余过程中与测灰分的大致相同，不同的是它的称量用带盖瓷坩埚及瓷坩埚架，样品放入瓷坩埚后，轻轻振动坩埚，使样品摊平，盖上盖，放在坩埚架上以备用。测试温度为900±1℃，时间为7min，且测量中要关紧门，小烟囱盖上。测量误差不超过±0.2％。在实