【煤炭行业标准(MT)】 选煤厂煤泥水沉降试验方法

中华人民共和国能源部部标准
选煤广煤泥水沉降试验方法
主题内容与适用范围
本标准规定了选煤厂煤泥水的自然沉降试验方法和絮凝沉降试验方法。MT190—88
本标准适用于测定烟煤和无烟煤煤泥水的自然沉降特性和絮凝沉降特性，褐煤亦可参照执行。2引用标准
MT109煤和研石的泥化试验方法
MT58煤粉筛分试验方法
GB217煤的真比重测定方法
3名词术语
3.1自然沉降（natural falling）指无絮凝倾向或弱凝结倾向的固体颗粒在稀悬浮液中的离散沉降。在自然沉降过程中，颗粒间不发生粘合，其形状、粒径和密度都保持不变。3.2絮凝沉降（ffocculent faing）指絮凝性颗粒在稀悬浮液中的沉降。在絮凝沉降过程中，各颗粒之间能相互粘合成较大的絮体，因而颗粒的物理性质和沉降速度不断发生变化。第篇煤泥水自然沉降试验方法
4仪器、设备
煤泥水自然沉降试验柱及搅拌器：规格见图1与图2，b.：有柄磁质蒸发皿：容量30mL，60mLc.
电动鼓风电热恒温十燥箱：调温范围25200℃干燥器（以可变色硅胶做干燥剂）：直径300mm，分析天平：最大载荷200g，感量0.1mg，湿式分样机：分样误差（质量相对误差）小于2%，量筒：容量50mL和100mL，最小刻度值为1mL。中华人民共和国能源部1988-10-06批准1989-07-01实施
沉降柱
8x8888
图1煤泥水自然沉降试验柱
5煤泥水试样的采取和缩制
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图2沉降柱搅拌器
5.1选煤广煤泥水原始试样的采取5.1.1当测定对象为选煤」‘某一1艺环节的煤泥水时，试样应在选煤厂正常生产情况下，于该环节处流动的煤泥水中采取。
5.1.2以不少于4h的正常生产时间为限度，按相等的时间间隔每次采取1～2L的子样，直到所采516
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试样的体积大140+d（L）为止。d为悬浮固体质量达500g时的煤泥水体积。同时记录采样结束的日期和时间。
5.1.3将采取的试样盛人25kg容量的塑料桶或其他惰性容器中，密封，置于室温下备用。5.2设计用煤泥水原始试样的采取5.2.1从生产煤样采取质量大于150kg的煤样，其粒度应与人选原煤一致。5.2.2缩取25±0.5kg煤样，置干转筒中（转筒尺寸参见MT109），并按选煤工艺要求的煤水比例添加生产用水。无法取得生产用水时，可用性质相近的水。5.2.3将转筒盖紧，以20r/min的转速翻转。以下两种设计流程的翻转时间可供参考：重介一跳汰联合流程为45min；全跳汰流程为30min。对于其他特殊流程，翻转时间可参照附录A确定。选煤工艺若未确定，翻转时间可参照全跳汰流程确定。5.2.4翻转结束后，静置，取出上澄清液体做为以后筛分的喷水用。5.2.5先将简内大于13mm物料筛除，再筛除大于所测定煤泥粒度上限（一般为0.5mm）的物料。筛分时注意加喷水，提高筛分效率。5.2.6将除去粗粒物料的试样和所有筛下水盛人25kg容量的塑料桶或其他惰性容器中，置于室温下备用。此试样可代表浮选前煤泥水的原始试样。5.2.7若测定浮选后的煤泥水，可将5.2.6条所得试样进行小型模拟浮选试验（连续性浮选试验），所得煤泥水产品即代表浮选后原始试样。5.3试样的缩制
5.3.1将原始试样注人湿式分样机，并从全部试样中缩取大约10L，搅拌均匀后注人沉降试验柱（见图1），直到液面距柱顶100mm时为止。另取10L以备平行试验用。5.3.2取一约含500g以上悬浮物的试样，澄清，用虹吸法取出澄清液体，将其中3000mL做为水质分析试样，600mL做为溶解性固体测定试样。5.3.3沉淀物按照MT58进行小筛分试验，并对小于0.074mm细泥做显微组分定量分析。5.3.4缩取10g左右沉淀物，按照GB217测定试样的真密度。6沉降速度分布试验
6.1沉降试验柱取样
6.1.1将已注人沉降试验柱的煤泥水试样，用端部带有机玻璃圆片的搅拌器（见图2）上下搅拌30s使试样充分混合、分散。
6.1.2-侯搅拌完毕，立即开始记时、取样，取样口选择在距液面700mm的下截门处。取样可按下列给定时间进行：0、21、30、42、70、105、210、420、525、700、1050、1400、2100、4200、8400s。
6.1.3每次在取样口取样之前，应迅速打开截门，预先放出约10mL左右的煤泥水，待截门内容留的煤泥水被置换完毕后，用量筒取20～50mL试样到蒸发血中，蒸发血应按6.2.1.1条进行预处理。6.1.4当取出的试样总固体浓度大于9g/L时，取20～50mL即可，当试样总固体浓度小于9g/L，应取50mL左右。取样量读取到0.1mL。6.1.5每次在取样之前，应测量与该取样时间相对应的液面到取样口的距离H；（i=0、1、2……n一1，其中n为取样次数），
6.2悬浮物浓度的测定
6.2.1溶解性闹体含量的测定
6.2.1.1将蒸发皿清洗于净，置于105~110℃的干燥箱中干燥1h，取出置于干燥器中冷却至室温，并称至恒重，再放到1燥器中备用。6.2.1.2将二层洁净的慢速定量滤纸附着在布氏漏斗内，接通减压装置后，将滤纸润湿，抽气，使之紧贴。滤纸直径要比漏斗小，但要将所有孔盖住。517.
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6.2.1.3将待测溶解性固体的试样遂次转移至布氏漏斗，待600mL试样都被抽滤完毕后，取500mL滤液到一容量为1000mL的烧杯中，置于电炉上蒸发。当滤液蒸发到50mL左右时，将其转移至备用蒸发Ⅲ中，同时用少许蒸馏水冲洗烧杯壁，洗液移至该蒸发皿。6.2.1.4将盛有试样的蒸发血置于带鼓风的温度低于沸点1～2℃的十燥箱中蒸干。6.2.1.5将蒸发好的试样在105~110℃的+燥箱中再十燥1h，然后置于十燥器中冷却至室温，称重。
6.2.1.6反复在105～110℃的温度下干燥0.5h，放入干燥器中冷却并称重，直至恒重为止。6.2.1.7溶解性固体的含量可按式（1）计算：S,=
式中：Sd——溶解性固体含量，g/L，A——蒸发Ⅲ加蒸发残渣质量，g，B——蒸发血质量，g,
V—试样的体积，mL。
6.2.2总固体含量的测定
(A-B) ×1 000
6.2.2.1将6.1条所得的试样按照6.2.1.4和6.2.1.5以及6.2.1.6条进行总固体含量的测定。6.2.2.2总固体的含量可按式（2）计算：Sim
(A-B）×1 000
(i=0、1、2、.n- 1)
式中：Si-—对应于某一取样时刻ti的总固体含量，g/L，A—蒸发血加蒸发残渣质量，g，B——蒸发血质量，g
V——试样体积，mL。
6.2.3悬浮物浓度的计算
对应于某一取样时刻t的悬浮物浓度ci，可按式（3）求得：ci= (Si-Sa) (i=0,1,2-...n- 1)一对应于某一取样时刻;的悬浮物浓度，g/L式中： ci—
Si对应于某--取样时刻ti的总固体含量，g/ L，S.——溶解性固体含量，g/L。
7平行试验
7.1平行试验中，取样口最初取样的总固体含量两次测定的相对允许差不得超过10%。7.2平行试验中，总固体含量分布曲线的拟合误差不得超过7g/L，即：Z(S, 1-Si,2)2
式中：Si.1.Si.2
8试验结果的整理
分别为第一次和第二次试验中某一时刻ti;所对应的总固体含量，g／/L，为取样次数。
8.1若行试验的允许差满足要求，则应分别求出这两次试验在同一取样时刻对应的总固体含量的算518
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术平均值S;和取样液面高度的算术平均值Hi，结果填人表B1。8.2沉降速度
在每一取样时刻ti，都对应一新的液面高度H；（液面至取样口的距离），此时相对应的悬浮颗粒沉降速度ui，可由式（5）求得：Vi
(i=l、2*****n- 1)
式中：vi一一对应于某一取样时刻t;的悬浮颗粒的沉降速度，cm/min；Hi—-对应于某取样时刻液面至取样口的距离，mm,ti取样时刻， s。
8.3残余悬浮物百分率
对应于某一取样时刻ti，有一悬浮物浓度ci，则相应的残余悬浮物百分率P;可由式（6）求得：Pi=_ci
-×100，（i=1、2.·n1）·
式中：P；一一取样口水样对应于某一取样时刻i的残余悬浮物百分率，%，ci-
一取样口水样对应于某一取样时刻的悬浮物浓度，多/L多一取样口最初取样的悬浮物浓度，g/L。（6）
8.4以取样口残余悬浮物百分率P为纵坐标，悬浮颗粒沉降速度为横坐标，据表B2中的数据在200mm×200mm坐标纸上绘制自然沉降速度分布曲线（见图B1），在100mm×100mm坐标纸上绘制10cm/min以内的沉降速度分布曲线（见图B2）。8.5悬浮物去除率
对应于给定的残余悬浮物百分率P或沉降速度o，在整个水深中去除的悬浮物百分率可由式（7）求得：
E,= （100-P） +
式中：E.一在整个水深中的悬浮物去除率，%，P。—给定的残余悬浮物百分率，%；Vo
一对应于Po的悬浮颗粒沉降速度，cm/min，\wdp..
悬浮颗粒沉降速度，系P的函数，U=f（P）。V
8.6在用式（7）计算悬浮物去除率E,时，该式的第二项可用图解积分法求得，也可运用龙贝格（Ro-mberg）公式通过数值积分求得（见附录D），用龙贝格公式时，控制精度瞰0.005。8.7据式（7）和小于10cm／min自然沉降速度分布曲线（见图B2）求出10cm/min以内各沉降速度对应的悬浮物去除率Er，结果填人表B3。8.8以悬浮物去除率E,为纵坐标，悬浮颗粒沉降速度U为横坐标，绘制沉降效率曲线（见图B3）。第二篇煤泥水絮凝沉降试验方法添加凝聚剂的沉降试验，可参照执行。9仪器、设备
带橡胶塞的磨口圆柱量筒：容量500mL，a.
烧杯与锥形瓶：容量分别为500mL和250mLb.
磁力搅拌器：调速范围250~1000r/minc.
直管吸管：容量20mL，
大肚吸管：容量20mL和50mL
称量瓶：60mm×30mm，
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g．注射器：容量1mL，5mL和20mL，蛇形日光台灯：8W，
i．湿式分样机：分样误差（质量相对误差）小于2%。10煤泥水试样的采取和缩制
原始试样的采取
原始试样的采取可按照5.1和5.2条进行。10.2试样的缩制
10.2.1用湿试分样机缩分原始试样，并按所需试样的个数，将其分别注人量筒中至500mL的刻度，以备进行沉降速度试验及絮凝剂、凝聚剂性能试验用。10.2.2按照5.3.2和5.3.3以及5.3.4条缩制水质分析试样、溶解性固体测定试样和煤泥筛分试样以及煤泥真密度测定试样。
本条要求的试验内容若在第一篇已做过，且使用的是同一时间采取的原始试样，可不必重复。10，2.3将剩余的煤泥水试样静置、澄清，用虹吸法取出澄清液体注入惰性容器内，置于常温下备用。沉淀物放置在75℃的干燥箱中干燥，冷却至常温。10.2.4将冷却的聚团的煤泥，用橡胶滚筒碾压，待颗粒松散后放入惰性容器内，置于常温十燥处备用。
10.2.5若测定不同浓度煤泥水的沉降特性，可用10.2.3和10.2.4条所得产物配制。11絮凝剂溶液和凝聚剂溶液的制备11.1粉末状絮凝剂溶液的制备
11.1.1粉末絮凝剂试样的制备应在干燥的室内进行，空气湿度以不至引起粉末絮凝剂聚[闭为准。11.1.2摇动盛有粉末絮凝剂的试剂瓶，使之混合均匀。用牛角勺以最少的次数将絮凝剂取至已知质量的洁净、干燥的称量瓶中，称取0.25g左右，同时按0.1%的溶液浓度求出稀释水的体积V。V-
式中：V——稀释水的体积，mL，G絮凝剂的质量，g.
Co—絮凝剂的含量，%，
Go(co- c)
一溶液要求的浓度，%，℃=0.1%，d—水的密度，kg/ L。
11.1.3在500mL烧杯中注人稀释用的生产用水（或转筒试验用水），再置于磁力搅拌器上，放人磁钢，开启磁力搅拌器，把转速调至液体产生强烈涡流时为止。11.1.4轻轻磕击称量瓶，将称好的絮凝剂均匀地分撒在涡流面上。11.1.5待全部称好的絮凝剂撒完后，将磁力搅拌器转速调至300～400r/min，搅拌2h，使颗粒完全溶解。若搅拌完毕后仍有未溶解的聚团颗粒，则此溶液作废。11.1.6粉末状絮凝剂配制的溶液应在24h内使用。11.2乳状和胶状絮凝剂溶液的制备11.2.1用5mL无针头的注射器从试剂瓶中吸取3mL左右的乳状絮凝剂，称量吸人絮凝剂的注射器。
11.2.2将称量好的吸取物注人250mL锥形烧杯，再称量注空的注射器，则注人烧杯的絮凝剂质量可由式（9）求得：
G。=G1-G2
式中：Go——注人烧杯的絮凝剂质量，g，520
G,-—注射器加絮凝剂质量，g
G2—注射器质量，g。
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11.2.3将上述烧杯置于磁力搅拌器上，按0.1%的溶液浓度仔细而缓慢地注人生产用水（或转筒试验用水），边搅边注。所加稀释水的体积可由式（8）求得。11.2.4将速度调至300～400r/min，搅拌30min，使乳状絮凝剂完全分散。11.2.5对胶状絮凝剂，可用称量瓶取约3g，称重，将胶状絮凝剂注人500mL烧杯后，再称量空的称量瓶，则采取的胶状絮凝剂质量由式（9）求得（式中注射器改为称量瓶），然后按11.2.3和11.2.4条处理。
11.2.6乳状和胶状絮凝剂配制的溶液，应在12h内使用。11.3凝聚剂溶液的制备
凝聚剂的质量按式（10）计算：G。
凝聚剂的质量，g,
凝聚剂的含量，%；
溶液要求的浓度，%，
溶液要求的体积，mL，
d——水的密度，kg/L。
11.3.2按所需的溶液体积，在500mL烧杯中注人稀释用的生产用水（或转筒试验用水），再放人称量好的凝聚剂，然后将烧杯置于磁力搅拌器上，在500～700r/min的转速下搅拌，直至凝聚剂完全溶解为止。
12沉降速度试验
12.1试验准备
12.1.1按10.2.1条所述的方法用量筒缩取试验用样。若测定不同浓度煤泥水的沉降特性，可按照10.2.5条配制。
12.1.2用普通坐标纸制成纸带，附于500mL量筒壁上，并以液面为原点，单位为mm，方向向下建立纵坐标系。
将蛇形日光台灯的灯管搬成垂直状，开启开关，以便观察量筒澄清界面的形成和下降情况。12.1.3
按所需浓度将制备好的0.1%絮凝剂溶液稀释，备用。稀释时，应确保溶液中的絮凝剂充分分散。
12.2操作步骤
将盛有试验用样的量筒静置，用移液管抽出与所加絮凝剂溶液体积相同的上澄清液。12.2.1
用注射器按所需量吸取配制好的絮凝剂溶液，次性注人待试验的量筒，盖上橡胶塞。12.2.2
12.2.3将上述量筒作5个循环上下的自然翻转，转速以每次翻转时气泡上升完毕为准。翻转结束后，迅速将量筒竖立于垂直的日光灯管前，并立即记时。12.2.4
12.2.5每经过5～10s记录-一次澄清界面的下降位置。开始时按5s间隔记录，待澄清界面接近压缩区时，再按10s间隔记录，直至沉淀物的体积不发生明显变化时为止。12.3初始沉降速度的计算
12.3.1以澄清界面累计下降距离H为纵坐标，累计下降时间T为横坐标作澄清界面沉降曲线（见图C1）。
12.3.2在沉降起始点至压缩状出现之前的线段内，取直线段范围内各型值点的坐标（Ti、Hi)，若直线段首端的型值点顺序号为A、末端型值点的顺序号为B，则澄清界面的初始沉降速度可由式（11）求得：
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式中：·U—一澄清界面的初始沉降速度，cm/min,Ti——某—累计时刻（i= 0、1、2、3n），Hi
对应于Ti的澄清界面累计下降距离，mm，一直线段首端型值点顺序号；
直线段末端型值点顺序号：
一直线段A到B的型值点的累计个数，由式（12）计算：M=B- A+
13平行试验
13.1两次测定的沉降速度其相对允许差不得超过8%。13.2若平行试验的初始沉降速度误差满足要求时，则求其算术平均值。14凝剂沉降性能试验此内容来自标准下载网
14.1按照12.1.1条缩取沉降试样，试样的个数视实际需要确定。14.2对所取试样按12章所述的方法，以不同的絮凝剂添加量（g/m\）做沉降速度试验，结果填人表ct。
14.3在每次沉降试验开始10min后，用移液管于量筒液面下100mm刻度处吸取50mL上澄清液，按照6.2.2和6.2.3条测定上澄清液的悬浮物浓度，并以此表示该次试验的澄清效果。在吸取上澄清液时，移液管应避免吸人浮于液面的煤粒。14.4在每次沉降试验开始1h后，测定沉淀物的压缩体积。沉淀物的压缩体积以量筒底部到沉淀物表面的高度表示。
15试验结果的整理
15.1以初始沉降速度为纵坐标，絮凝剂添加量为横坐标，绘制絮凝剂沉降性能曲线（见图C2）。15.2以上澄清液浓度为纵坐标，絮凝剂添加量为横坐标，绘制絮凝剂澄清性能曲线（见图C3）。522
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附录A
转筒翻转时间的确定方法
（补充件）
A1在现有选煤广中，找出与所设计的在选煤工艺上相同或相近的厂家，在该厂采取大于150kg的入选原煤样。
A2将该煤样进行四个以上不同翻转时间的转筒试验（参照5.2条），得出各翻转时间下－0.5mm煤泥的产率（空气干燥状态）。
A3找出一0.5mm煤泥产率与翻转时间的回归关系：y= a+ bt
式中：-
-0.5mm煤泥产率，%，
回归方程常数项；
回归方程一次项系数，
翻转时间，min。
若该厂的平均次生煤泥产率为c，则令y=a+c，代入（A1）式。这样与u=a+c相对应的t值A4
便是转筒所需的翻转时间。
煤泥水来源：唐山矿选煤厂
水温：27℃
煤泥水初始浓度：85.69g/L
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附录B
煤泥水自然沉降特性分析资料
（参考件）
表B1沉降试验结果分析表示例
溶解性固体含量：1.14g/L
取样日期：86.8.9
试验日期：86.8.10
液面至取样口高H；
顺序号
取样时间
试验负责人：
—次试验
二次试验
校对：
一次试验
总固体含量
二次试验
计算：
煤泥水来源：唐山矿选煤厂
水温：27℃
煤泥水初始浓度：
顺序号
取样时间T；
试验负责人：
残余悬浮物百分率P。
液面至取样口高HJ
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沉降试验结果分析表示例
溶解性固体含量：1.14g/L
取样日期：96.8.9
试验日期：86.8.10
总固体含量S
校核：
悬浓物浓度ci
计算：
沉降效率数据表示例
悬浮颗粒沉降速度 o
cm/min
残余悬浮物
百分率P：
积分因子
颗粒沉降速度ui
cm/min
悬浮物去除率E.
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悬浮颗粒沉降速度 ，cm/min
自然沉降速度分布曲线示例
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