细粒全尾动态压密与静态压密机理

采用自制深锥模型进行尾矿浓缩实验,研究了全尾在动态与静态条件下的压密效果.当转速为0.05～0.80 r.min^-1时尾矿的极限质量分数范围为67.41%～70.73%,而同等条件下静态压密时尾矿的极限质量分数只有55.82%.静态压密主要依靠重力作用;而动态压密时颗粒更加紧密,导水杆形成的通道使多余的水向上移动.理论挤密模型可以反映全尾压密过程,静态压密行为对应于简单立体结构,动态压密行为对应锥体结构.理论计算的两种模型产生的单位高度沉降量为29.32%,实验结果为28.81%,与理论沉降量相差0.51%.     

膏体浓密床层孔隙结构剪切演化与连通机理

开展半工业全尾砂浓密实验,借助计算机断层扫描与三维重构技术分析高质量分数底流床层内部孔隙结构特征;利用最大球算法研究孔隙连通规律,揭示剪切强化导水机理。研究结果表明:当给料体积分数为10%,絮凝剂单耗为30 g/t时,有/无剪切作用下的肃北钒铁矿全尾砂连续浓密底流质量分数分别可达58.5%和55.8%;当添加转速为2 r/min的剪切作用时,床层平均孔隙率从47.62%降低到40.98%;孔隙平均直径由23.11μm降低至19.01μm,孔隙数量变化较小;床层内部孔隙数量随床层高度上升而增多,分形盒维数由1.60～1.70增加到1.90～1.95;定义临界孔喉比为1,将导水通道划分为主通道、次通道和全封闭通道,床层内部存在主导水通道周围伴随着若干次导水通道;剪切作用对于重塑尾砂絮团排列方式继而形成导水通道实现强化排水具有重要意义。     

细粒全尾动态压密与静态压密机理

采用自制深锥模型进行尾矿浓缩实验,研究了全尾在动态与静态条件下的压密效果.当转速为0.05～0.80 r·min-1时尾矿的极限质量分数范围为67.41％～70.73％,而同等条件下静态压密时尾矿的极限质量分数只有55.82％.静态压密主要依靠重力作用;而动态压密时颗粒更加紧密,导水杆形成的通道使多余的水向上移动.理论挤密模型可以反映全尾压密过程,静态压密行为对应于简单立体结构,动态压密行为对应锥体结构.理论计算的两种模型产生的单位高度沉降量为29.32％,实验结果为28.81％,与理论沉降量相差0.51％.     

外加剂作用下细粒浓缩尾矿二次脱水规律研究

尾矿在立式砂仓或深锥浓密机等脱水工艺条件下仍达不到预期质量分数,添加外加剂是实现二次快速脱水的有效手段。针对某铜尾矿较细、泌水能力差,经过深锥浓密机脱水后质量分数仍不达标的问题,通过添加A型外加剂、B型外加剂进行二次脱水实验,并以不添加外加剂作为对照。实验结果表明：添加外加剂的料浆1 h、2 h泌水量明显大于不添加外加剂的料浆,随着泌水时间的增加,4 h时添加与不添加外加剂的料浆泌水量基本持平。通过3种情况下脱水质量分数与脱水时间的回归方程,获得了浓缩尾矿二次脱水数学模型,即二次脱水质量分数与脱水时间呈指数函数关系。最后,分析了外加剂对尾矿快速脱水和结构强化机理,外加剂不仅可以快速提高尾矿脱水质量分数,同时可增加尾矿稳定性,具有潜在工程应用价值。     

全尾砂絮凝沉降规律及其机理

以某矿全尾砂和聚丙烯酰胺(PAM)为实验原料进行静态絮凝沉降实验,研究给料浓度和絮凝剂单耗对尾矿最大沉降速度和静止沉降极限浓度的影响,通过对实验数据回归分析得出简易的沉降速度模型. 将模型划分为六个阶段,包括紊流影响段、加速沉降段、沉降末速段、干涉沉降区、压密沉降段和极限沉降段,并利用两相流理论、絮凝理论对其合理性进行阐述. 实验结果证明:在单耗一定(20g·t-1)时,沉降速度与给料浓度负相关,极限浓度与给料浓度正相关;在给料质量分数20%时,单耗临界值为30g·t-1,极限浓度与单耗负相关. 建议深锥浓密机给料质量分数20%,絮凝剂单耗20g·t-1.     

水轮机固定导叶与活动导叶的相互影响

本文通过对在专门研制的环盘式双列叶栅实验装置上所进行的固定导叶与活动导叶实验的分析,认为水轮机的固定导叶与活动导叶圆周方向的相互位置对导叶区域水流的特性和水力损失影响较大,指出了对称型和正曲率型活动导叶与固定导叶的最佳相对安放位置和流场的不同特性;建立了水轮机设计时确定固定导叶与活动导叶相对安放位置的经验公式;并分析了高水头低比转速水轮机导叶汽蚀破坏的主要水力原因。     

相邻采区不同煤层采空区导水技术研究与应用

大涌水量采区关闭后如果涌水不能有效排放，将对同水平相邻采区产生严重威胁。章村矿巧妙利用采空区形成导水通道，使关闭采区的大量动水量向相邻采区安全疏放，保证了关闭采区边角资源回收生产的安全进行。     

底板隐伏导水断层安全性评价

构造地质断层存在着向工作面底板隐伏延伸的可能性,并成为沟通含水层的导水通道,对工作面的安全性造成影响。为了对底板隐伏导水断层的安全性进行评价,以鲁西南某矿三采区31336工作面为例,通过底板钻探,利用钻孔水压和水温异常定位了隐伏导水通道位置。运用递进导升突水的评价法,认为在回采过程中,隐伏导水断层不会和底板破坏区接通,不需要对导水通道治理也不会发生突水。工作面的安全回采证实了结论的正确性,研究成果对条件类似的工作面具有借鉴作用。     

泥层高度对细粒全尾浓密规律的影响

 深锥浓密机是膏体制备的关键设备,而泥层高度影响着浓密机内部料浆沉降速度和压密浓度。通过量筒静态沉降试验发现,扰动区料浆沉降速度最快,无明显规律;沉降区料浆高度越高,沉降速度越快;压密区为匀速沉降。采用动态搅拌装置,对不同泥层高度料浆浓密规律进行探究。结果表明,当泥层高度一定时,料浆浓度的变化速率随着压密时间的增加而逐渐减小,6h内料浆浓度变化最快,压密效率最高,当压密时间达到12h时,极限质量分数变化很小;在相同压密时间下,不同泥层高度下料浆极限质量分数范围为71.23%—74.43%。经分析,该料浆质量分数达到70%以上时,极限质量分数值与高径比呈线性正相关。因此,泥层高度是影响底流浓度大小的一个重要因素。     

从屈服应力角度完善膏体定义

为了确定适合工业应用的膏体浓度范围,从屈服应力角度完善了膏体定义:以屈服应力为(200±25)Pa时料浆中固相的质量分数为恰饱和质量分数,反推饱和率为101.5%~105.3%时料浆中固相的质量分数范围,即为工业应用膏体浓度.采用不同矿山的两种尾矿(1#尾矿和2#尾矿)对膏体定义分别进行室内实验和工程验证.结果表明:1#尾矿室内动态压密实验获得的底流中固相的最大质量分数为73.71%,膏体定义预测的理论膏体浓度最大值为73.89%,二者相差0.18%;2#尾矿通过深锥浓密机获得底流中固相的最大质量分数为68%,膏体定义预测的理论膏体浓度最大值为68.97%,二者相差0.97%.完善后的膏体定义对膏体浓度预测更可靠.     

KcsA钾离子通道导通钾离子的能力受水分子影响的分子模拟研究

钾离子通道可以选择性的导通钾离子,使其快速通过细胞膜.但是钾离子通过该通道时仍需要克服一定的能量壁垒.钾离子进入及溢出通道的难易程度可以用分子动力学模拟的方法来研究.钾离子通道对离子的高选择性及其快速导通钾离子的能力来源于其独特的离子选择性滤嘴结构.该结构决定了钾离子必须逐一通过.当一个钾离子进入滤嘴结构时,另一钾离子会随后进入.通常认为每两个钾离子中间会间隔一个水分子.那么水分子的存在和其在通道中的不同排列是否会影响钾离子通道对钾离子的导通能力?为解释这一问题,本文选取KcsA钾离子通道作为研究模型,用分子动力学模拟的方法研究了钾离子通过该通道时的难易程度与滤嘴结构内水分子排列的相关性.研究发现滤嘴结构内水分子的存在会影响其相邻钾离子的流动速度.由于水分子占据了钾离子在滤嘴内的结合位点,在一定程度上使得钾离子不易流向该位点,但同时水分子的存在又可以推动与其相邻的钾离子向前运动.因此水分子的作用具有双重性.     

基于CFX的双向立式轴流泵装置水力性能分析

为分析双向立式轴流泵装置的内部流动结构并进行性能预测,应用三维紊流Navier-Stokes、RNG k-ε湍流模型和壁面定律对泵装置进行全流场数值模拟研究,共计算了额定转速下240—460L/s流量范围内的9个工况点.分析了导水锥对进水流道水力性能的影响及导叶体对装置性能的影响,并通过泵装置模型试验对预测的外特性结果进行验证.研究表明,加设导水锥可消除喇叭口下的奇点,避免附底涡的产生,加设导水锥后进水流道出口断面轴向速度分布均匀度提高0.5—0.8个百分点,速度加权平均角提高了0.3°—1.28°.导水锥对自流工况的影响很小.大流量工况时扩散导叶对叶轮出口环量的回收效果优于常规导叶,泵装置效率明显提高.     

烧结余热利用中烧结混合料干燥过程实验研究

利用自行设计的实验装置,开展了kg级烧结混合料干燥实验,研究了干燥介质流量和温度对干燥过程的影响.结果表明:干燥过程是由较短的升速段、较长的恒速段及一定的降速段组成,其中恒速段表现为分段性;升速段、恒速段、降速段对应的水的质量分数(指干基水的质量分数,下同)分别为6.5%～7.5%,2%～6.5%和2%以下;升速段约发生在干燥前10 min内,且当水的质量分数为7.0%～7.5%时,干燥速率最大;不同工况下临界水的质量分数不同,其介于1.6%～2.8%之间;干燥介质流量和温度是影响干燥过程的主要因素,在一定范围内,流量越大,温度越高,干燥速率越大,但它们不成线性关系;干燥介质流量与温度均存在适宜范围.     

含沙水水轮机导水部件模型实验装置

叙述了新研制的含沙水水轮机导水部件模型实验装置的设计、功能及测试方法。该装置简单、功能多,可用于水轮机引水、导水部件的流场研究与方案对比,也可用于含沙水流在管路及阀门中的流动及水泵工作特性研究;提出的含沙水时流场测压的内外平衡法,解决了测压孔易堵塞的难题。     

关键层位置对导水裂隙带高度的控制作用研究

针对不同关键层位置导水裂隙带发育高度不同的问题,为确定关键层位置是否对导水裂隙带发育高度有控制作用,在关键层理论模型框架内,考虑岩层的分层力学性质变化,建立了采场覆岩的力学模型,运用岩石破断过程分析软件RFPA2D进行数值模拟,分析了在不同关键层位置顶板导水裂隙带发育高度,得出当随着关键层位置在0-60m范围内由低到高...     

乳化剂和分散相含量对乳化液黏度的影响

采用旋转黏度计分别测量了当乳化剂和分散相的质量分数变化时,柴油-甲醇-水三相乳化液以及柴油-水二相乳化液的黏度.实验发现,乳化剂和分散相的质量分数均对乳化液黏度有影响:当乳化剂的质量分数小于4.8%时,柴油-甲醇-水三相乳化液的黏度均大于柴油-水二相乳化液的黏度;当乳化剂的质量分数大于4.8%时,若分散相质量分数小于20%,三相乳化液的黏度小于二相乳化液的黏度,若分散相质量分数大于20%,则三相乳化液的黏度大于二相乳化液的黏度,且随着分散相含量的增加,两者的黏度差也增大;就柴油-甲醇-水三相乳化液而言,即使分散相的质量分数相同,若甲醇和水的比例不同,其黏度也有差异;乳化剂含量对乳化液黏度的影响要小于分散相含量的影响.     

不同水氮耦合对小麦旗叶主要光合特性的影响

在防雨水泥池栽条件下,以周麦18和济麦20为研究材料,研究水氮耦合对小麦旗叶主要光合特性的影响.试验结果表明:当土壤相对含水量低于40%时,施氮处理小麦旗叶气孔导度降低,胞间CO2浓度升高,光合速率受非气孔因素制约而降低;当土壤相对含水量为45%~75%时,随着氮肥施用量的增加,小麦旗叶的光合速率、气孔导度不断增加,胞间CO2浓度逐渐减小,气孔因素制约了光合速率的提高;当土壤相对含水量高于75%时,氮素营养对小麦旗叶光合特性的促进作用减弱.     

腐殖酸对水泥土强度的影响

通过无侧限抗压强度试验,研究了腐殖酸质量分数、胡敏酸质量分数、富啡酸质量分数、水泥掺入比、水灰比、龄期等因素对含腐殖酸水泥土强度的影响.结果表明:胡敏酸对水泥土强度的影响大于富啡酸;当其他条件相同时,含腐殖酸(质量分数为5%)水泥土的无侧限抗压强度是普通水泥土的1/3左右;水灰比从0.40提高到0.75的过程中,含腐殖酸水泥土的强度起初随着水灰比的增大而提高,当水灰比超过一定值(0.65)后,随着水灰比的增大,强度大幅度下降;含腐殖酸水泥土的强度随龄期的增长速度大大低于普通水泥土,表明腐殖酸的影响并不会随龄期而减小.     

异丙醇-水-1-辛基-3-甲基四氟硼酸咪唑盐物系等压汽液平衡数据的测定

在101.32 kPa下,用改进的Othmer釜测定了含离子液体1-辛基-3-甲基四氟硼酸咪唑盐([OMIM]BF4)的异丙醇-水物系的等压汽液平衡数据。实验结果表明,加入[OMIM]BF4摩尔分数为10%时异丙醇-水二组分物系的汽液平衡线就开始偏离,[OMIM]BF4摩尔分数分别为20%和30%时,偏离程度越大;[OMIM]BF4表现出盐效应,使异丙醇对水的相对挥发度发生改变,消除了异丙醇-水物系的共沸点;[OMIM]BF4摩尔分数越大,盐效应越明显,随着[OMIM]BF4摩尔分数的增加,异丙醇对水的相对挥发度增加。[OMIM]BF4可以作为异丙醇-水物系萃取精馏的溶剂,适宜的[OMIM]BF4摩尔分数为20%。用NRTL模型对数据进行了关联,关联的结果和实验计算值差不多,符合实验趋势。     

MgO对铁矿球团矿还原后强度的影响

在实验室条件下,研究了Mg O对铁矿球团还原后强度的影响.结果表明:当Mg O质熔剂质量分数由0增加至2.0%时,铁矿球团矿还原后强度得到提升;经还原后,铁矿球团矿的孔径和孔隙度都相应增大,但相比普通球团矿(Mg O质熔剂质量分数为0),含Mg O球团矿(Mg O质熔剂质量分数为2.0%)还原前、后孔径及孔隙度变化幅度相对较小,孔径分布相对集中;还原膨胀是决定铁矿球团矿还原后强度的主要因素;还原膨胀率越低,铁矿球团还原后的强度相对越大.