重介质悬浮液稳定性的探讨与分析

摘 要：本文首先简要分析了重介质浮液的流变特性，指出了对悬浮液稳定性造成影响的因素，最后指出了改善悬浮液稳定性的具体策略，望能为此领域研究有所借鉴。

关键词：悬浮液；稳定性；流变特性

在重介质选煤过程中，悬浮液动态稳定性乃是对分选效果进行评定的核心指标。对于悬浮液而言，其实为一个不稳定体系，其中所充斥的大量固体颗粒，其受重力作用影响，会出现沉降情况；重介质悬浮液所具有的稳定性，会直接影响到设备的选型及工艺参数，而且还会对物料分选效果造成直接影响。现阶段，围绕对重介质悬浮液稳定性因素影响方面的分析，需基于均匀流体而构建。本文就重介质悬浮液稳定性作一探讨。

1.重介质悬浮液的基本流变特性

依据流体于层流时所产生的剪切应力反应，可把流体划分为两类，其一为非牛顿流体，其二是牛顿流体。如果将悬浮液当作牛顿流体，那么可把表现密度当作其密度，而将表观粘度当作其粘度。但需要指出的是，如果悬浮液处于静置状态，或者流动状态有改变，此时，针对固体颗粒而言，其便会出现沉降情况，悬浮液、粘度、密度会不同程度受到固体颗粒粒度、浓度等因素的综合影响。因此，需明确悬浮液非牛顿流体所具有的流变特性。

当流体处于运动状态时，会形成特定结构，当存在比较大的流体浓度时，其粘度、阻力也会较大；如果悬浮液处于一种恒定状态，那么便会维持在第一牛顿区；如果存在一定的悬浮液浓度，那么流体的浓度密切相关于加重质的粒度、密度等。对于剪切速率来讲，如果其出现增大情况，那么当颗粒处于流动状态时，其要自由于低剪切时，最终结果显示为剪切变稀、粘度下降。当有着比较高的剪切速率时，其会有定性的颗粒高度，形成各种颗粒层，而且还会有最低的粘度值。此时，稳定性会变得最差。而从选煤角度来分析，此时，需要适当的增加加重质粒度，或者是煤泥量。

因悬浮液当中的作用力不同，那么当运动条件不同时，其会出现互相平衡，并构建微观结构；如果运动状态发生改变，此时，平衡便会遭到破坏，但是静置一段时间后，仍然可达到全新的平衡，表明其拥有伴随时间而变化的粘度。

2.对悬浮液稳定性造成影响的因素

2.1加重质的密度

针对选煤所选用的重介质悬浮液来讲，通常情况下，其平均密度维持在1350～2000kg/m3，而能够用于此密度的重介质主要有硅铁、石英等。需要指出的是，在对相同密度的悬浮液进行配制时，加重质的密度与固体颗粒的沉降速度呈现正相关，也就是说，有着越好的稳定性，但会增加粘度。当有着相同的悬浮液密度时，采用石英进行配制的悬浮液，有着最大的黏度，如果存在着比较高的悬浮液黏度，那么会对末煤的分选效果造成影响，而且还会增加其制备与净化回收费用，增加工艺损耗；当采用的是磁铁矿粉时，在分选密度得以满足的情况下，粘度也能够满足选煤要求，此乃当前选用磁铁矿粉的原因所在。

2.2加重质粒度构成

加重质有着越小的粒度，那么其在具体的沉降速度上也就会越慢，就越有利于悬浮液的动态稳定，但需要指出的是，粒度同样会随之而增高；此时，针对颗粒流动来分析，需要将其他颗粒避开，所以，阻力会变得的日渐增大，如果出现粘度过高的情况，反而会对末煤的分选效果造成影响。还需强调的是，在对高密度悬浮液进行配制时，加重质固体在具体的容积浓度上会出现明显增加，此时，对于其细粒度级含量来讲，则会随之而降低。所以，当有着越高的细粒度级含量时，悬浮液浓度便随之而增高。因此，在分选时，就有着越严重的精煤带矸问题，受此影响，分选指标也会变得越差。

2.3煤泥的容积浓度

针对悬浮液当中的煤泥量来讲，其始终处于变化状态，为了使悬浮液有着适宜的粘度，磁铁矿粉与煤泥需保持比例一致。如果存在着比较低的煤泥含量，那么悬浮液在具体粘度上会随之变小，且有着比较差的稳定性，以及比较大的分选密度波动，对分选会造成不利印象概念股；如果存在着比较高的煤泥含量，那么会有着较大的粘度，稳定性突出，但物料在其中会增大运动阻力，对细粒物料分选造成严重影响。还需要指出的是，现阶段，在选煤过程中，浅槽分选机主要选用水平流与上升流，而对于重介质旋流器而言，其有着比较复杂的操作流程，其内部悬浮液的流动实为一种多相强旋湍流流动。

3.优化悬浮液稳定性的具体措施

通过开展上述分析，从中得知，对重介质悬浮液稳定性造成影响的因素主要有如下方面：

（1）在对煤泥量、粒度组成及加重质密度进行实际选择时，需要将原煤粒度构成考虑在内。在对细粒级原煤进行分选时，需要选用有着较细粒度的磁铁矿粉。而在控制煤泥量方面，可依据煤泥浓度的计算公式以及煤泥含量的计算公式而求得。借助此些公式，便能够将煤泥浓度、煤泥含量给计算出来。

。在此公式当中， 所表示的是煤泥浓度，单位为g/L； 所表示的是磁铁矿粉的浓度，单位是g/L；G所表示的是1L悬浮液当中磁铁矿粉与煤泥的总体重量，单位是g。

（2）可根据实际需要，运用化学添加剂，比如聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯或者天然高分子黄原胶等，以此对颗粒之间的作用力加以改变。此方法在国外已经得到广泛应用。

（3）对介质入料口形式加以改变。现阶段，针对重介质旋流器介质来讲，其在具体的入料形式上，主要有两种，其一为渐开线给入，其二是切线给入，而对于这些方式而言，其有着比较小的差异性。

4.结语

综上，诸如加重质的种类、重介质粒度的基本构成及颗粒之间的相互作用等，均会对悬浮液稳定性造成直接影响。现阶段，比较常用的加重质为磁铁矿粉，而在具体的分选流场来讲，主要有两种，其一为浅槽重介分选机流场，其二是重介质旋流器，此些均为比较典型的不可变因素。所以，在控制悬浮液稳定性方面，需要将流场中煤泥含量控制，以及介质粒度组成当作着重点。此外，还需要维持合适的煤泥含量，并为物料提供更加优质的粘度环境，从而得到更高稳定性的重介质悬浮液。

參考文献：

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作者简介：

王泽斌，男，山西省朔州市人，本科.