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基于ECA-Segformer的多尺度特征煤炭CT图像分割研究
1
作者 石宇含 董良 +3 位作者 薛舸航 苏淑娴 柳建华 王赫 《煤炭工程》 北大核心 2025年第7期185-193,共9页
机器视觉在煤炭加工分选领域得到了广泛的运用,然而在图像分割时,仍存在多尺度特征煤炭颗粒CT图像中背景与前景的分离难题,以及因颗粒尺寸不一致而导致的分割挑战。为了解决上述问题,提出了一种基于改进ECA-Segformer模型的煤炭颗粒CT... 机器视觉在煤炭加工分选领域得到了广泛的运用,然而在图像分割时,仍存在多尺度特征煤炭颗粒CT图像中背景与前景的分离难题,以及因颗粒尺寸不一致而导致的分割挑战。为了解决上述问题,提出了一种基于改进ECA-Segformer模型的煤炭颗粒CT图像语义分割方法。针对颗粒多尺度分布不均易发生的漏检现象,模型引入了ECA-Net注意力机制,有效增强网络的表征能力,旨在提高分割精度。此外,采用Squared ReLU激活函数更好地捕捉前景与背景的不同特征,以提高煤炭颗粒CT图像的分割效率。基于自建煤炭颗粒的CT数据集开展实验,实验结果表明,基于改进的Segformer模型综合检测能力最优,平均交并比达87.78%,平均像素精度达到93.44%,准确率高达93.46%,相较于基础Segformer网络分别提升了2.12、1.30、0.58百分点。针对分割后的数据分析能够研究煤炭颗粒的粒度分布统计,这对煤炭高效智能化分选具有重要意义。 展开更多
关键词 多尺度特征 Segformer模型 煤炭颗粒 CT图像 智能化分选
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功率超声对废旧锂离子电池资源化回收利用过程的影响研究进展 被引量：5
2
作者 卜祥宁 任玺冰 +3 位作者 童正 倪梦茜 倪超 谢广元 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期514-528,共15页
近些年,随着电动汽车行业的快速发展,电动汽车动力电池常用的锂离子电池废弃物保有量也随之激增。废旧锂离子电池的资源化回收利用不仅可以避免固废堆放导致的环境问题,还可以为新电池的制造提供原材料。功率超声被证明是强化废旧锂离... 近些年,随着电动汽车行业的快速发展,电动汽车动力电池常用的锂离子电池废弃物保有量也随之激增。废旧锂离子电池的资源化回收利用不仅可以避免固废堆放导致的环境问题,还可以为新电池的制造提供原材料。功率超声被证明是强化废旧锂离子电池资源化回收利用的一种有效手段,独特的物理和化学效应是产生强化效果的主要机制。本文在介绍超声空化理论的基础上论述了超声波强化废旧锂离子电池资源化回收利用的路径,并综述了超声波辅助技术在废旧锂离子电池金属集流体表面电极材料剥离过程、电极材料资源化回收过程、电极材料修复过程中的应用与研究进展。最后,论述了超声波辅助技术在工业化应用中存在的不足,展望了超声波在废旧锂离子电池资源化回收利用中工业化应用的前景。 展开更多
关键词 废旧锂离子电池 分离 回收 修复 超声波
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超声辅助金属浸出动力学研究进展及展望
3
作者 卜祥宁 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第7期2429-2444,共16页
相较于常规浸出,超声波辅助浸出可以有效地提高金属浸出效率、缩短浸出时间,已被用于各种金属的浸出过程。目前,超声辅助金属浸出过程相关研究主要关注浸出效率、浸出动力学参数和浸出产物的表征等。然而,缺乏关于超声辅助金属浸出动力... 相较于常规浸出,超声波辅助浸出可以有效地提高金属浸出效率、缩短浸出时间,已被用于各种金属的浸出过程。目前,超声辅助金属浸出过程相关研究主要关注浸出效率、浸出动力学参数和浸出产物的表征等。然而,缺乏关于超声辅助金属浸出动力学过程的系统综述。为此,本文首先梳理了超声强化浸出的动力学机制,其次探讨了常用动力学模型的适用性,并分析了超声对反应活化能(Ea)和指前因子(A)的影响规律。此外,还讨论了影响浸出动力学参数的关键因素,如超声功率、频率、颗粒大小及浸出剂浓度。最后,总结了该技术在实际应用中的难点与挑战,以期为高效超声辅助浸出设备及工艺的开发提供理论支撑。 展开更多
关键词 超声波 金属 浸出动力学 反应活化能 指前因子
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废旧锂离子电池回收预处理研究进展 被引量：1
4
作者 曹威威 阙川杰 +3 位作者 姚佳乐 周伟光 彭耀丽 谢广元 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第6期2085-2102,共18页
随着锂离子电池的广泛应用,废旧锂离子电池所带来的金属资源浪费和环境污染问题日益凸显,预处理工艺作为废旧锂离子电池绿色回收利用的前处理环节引起研究者的广泛关注。本研究从锂离子电池的结构特性和回收难点出发,总结了近二十年来... 随着锂离子电池的广泛应用,废旧锂离子电池所带来的金属资源浪费和环境污染问题日益凸显,预处理工艺作为废旧锂离子电池绿色回收利用的前处理环节引起研究者的广泛关注。本研究从锂离子电池的结构特性和回收难点出发,总结了近二十年来废旧锂离子电池预处理的研究进展,主要涉及废旧锂离子电池分类、放电失活、拆解和分离等预处理环节。首先,重点介绍了锂离子电池分类及其发展过程。接着,分析了不同放电手段处理废旧锂离子电池的应用特点及前景。随后,针对不同拆解和分离手段处理废旧锂离子电池的分离效果和物料粒度性质进行了比较与分析。最后,依据现有研究基础,指出各预处理工艺技术特点并对废旧锂离子电池预处理工艺的可持续化发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 预处理 电池结构 分类 放电 拆解
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基于FBRM技术的高岭土、石英和煤颗粒动态絮凝沉降过程研究 被引量：1
5
作者 白来平 袁帅 +3 位作者 袁雪 卜祥宁 孙玉金 沙杰 《中国煤炭》 北大核心 2025年第4期144-159,共16页
煤泥水是选煤厂生产过程中产生的废水,含有大量的悬浮固体和有害物质,实际生产中煤泥颗粒的絮凝沉降是在动态过程中进行的,因此探究药剂与不同矿物颗粒的动态作用具有重要的意义。利用聚焦光束反射测量(FBRM)技术,探究Mg^(2+)离子和阴... 煤泥水是选煤厂生产过程中产生的废水,含有大量的悬浮固体和有害物质,实际生产中煤泥颗粒的絮凝沉降是在动态过程中进行的,因此探究药剂与不同矿物颗粒的动态作用具有重要的意义。利用聚焦光束反射测量(FBRM)技术,探究Mg^(2+)离子和阴离子聚丙烯酰胺(APAM)药剂对高岭土、石英和煤样颗粒絮凝过程的影响及作用机理。通过实验发现,单独加入Mg^(2+)离子或低浓度的APAM可以使3种颗粒的数量减少、平均弦长(MCL)增加,颗粒发生凝聚或絮凝现象,但形成的聚团并不稳定,容易发生破裂。Mg^(2+)离子与APAM共同作用效果显著优于单独作用,能够形成更稳定的絮团,并导致颗粒数量缓慢降低。此外,提高APAM浓度对不同矿物的影响存在明显差异,高岭土颗粒几乎全部沉降,而石英颗粒的絮凝现象不明显,最终煤样颗粒的数量大幅减少。然而,提高Mg^(2+)离子浓度对3种矿物颗粒的絮凝沉降影响很小。研究深入揭示了Mg^(2+)离子和APAM在絮凝过程中的作用机理,以及对颗粒数量、粒径的影响,结果表明Mg^(2+)离子和APAM在絮凝过程中的相互作用和影响差异,可为优化煤泥水处理工艺提供参考。 展开更多
关键词 煤泥水 絮凝过程 处理和沉降 FBRM 聚丙烯酰胺
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准东煤蒸汽直接干燥脱水提质特性研究 被引量：1
6
作者 郁卫江 高金龙 +2 位作者 蔡明祥 买吾拉尼江·莫合特尔 张博 《中国煤炭》 北大核心 2025年第6期147-155,共9页
采用蒸汽直接干燥技术对新疆准东地区高含水低阶煤进行提质研究,并探究了温度、粒度、干燥时间对高含水低阶煤水分脱除效果的影响,考察了干燥后水分复吸规律和发热量改善情况。研究显示蒸汽温度是影响准东煤炭脱水效果的关键因素,脱水... 采用蒸汽直接干燥技术对新疆准东地区高含水低阶煤进行提质研究,并探究了温度、粒度、干燥时间对高含水低阶煤水分脱除效果的影响,考察了干燥后水分复吸规律和发热量改善情况。研究显示蒸汽温度是影响准东煤炭脱水效果的关键因素,脱水效果随着蒸汽温度的升高而显著增强,同时温度越高产品的水分波动范围越小,脱水效果更加稳定。验证了蒸汽直接干燥能量输入加热和水分蒸发是2个独立的过程,应合理控制干燥温度以免造成能量浪费。粒径是影响脱水效果的重要因素,13~0 mm的煤炭料群兼具了大颗粒形成的料层空隙率大和小颗粒内部水分迁移阻力小的优势,脱水效果最优,在234℃条件下干燥后脱水率可达59.93%,而增加干燥时间对物料脱水效果的影响较小,表明物料的脱水行为发生在蒸汽快速释放的瞬间。蒸汽直接干燥不仅可以脱除煤的自由水,还可以降低部分结合水含量。提质煤水分在96 h内几乎不发生复吸现象,提质煤复吸水分增加量均小于1%,表明含氧官能团的分解使得煤亲水能力降低从而降低水分复吸能力。脱水前后提质煤高位发热量维持在26 MJ/kg左右,低位发热量从17.94 MJ/kg增加到22.66 MJ/kg。 展开更多
关键词 低阶煤 蒸汽直接干燥技术 发热量 干燥提质 脱水效果
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油酸钠-醇组合药剂对高钠盐溶液体系萤石浮选的影响 被引量：1
7
作者 李维康 周伟光 +3 位作者 何徐翰 张艺扬 阙川杰 彭耀丽 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第3期969-978,共10页
通过一系列现代检测手段研究了油酸钠(NaOl)与乙二醇(EG)或甲基异丁基甲醇(MIBC)组合药剂对高钠盐溶液体系萤石浮选的影响及其作用机理。结果表明:EG对NaOl浮选萤石的影响与Na^(+)浓度有关,低Na^(+)浓度条件(<2×10^(-4)mol/L)下... 通过一系列现代检测手段研究了油酸钠(NaOl)与乙二醇(EG)或甲基异丁基甲醇(MIBC)组合药剂对高钠盐溶液体系萤石浮选的影响及其作用机理。结果表明:EG对NaOl浮选萤石的影响与Na^(+)浓度有关,低Na^(+)浓度条件(<2×10^(-4)mol/L)下NaOl-EG组合药剂的捕收能力略弱于NaOl的,随着Na^(+)浓度升高,NaOl-EG组合药剂的捕收能力逐渐强于单一NaOl的。在不同Na^(+)浓度环境中,尤其是当Na^(+)浓度高于2×10^(-4)mol/L时,MIBC均能强化NaOl对萤石的捕收。相较于单一NaOl,组合药剂起泡能力更强,但泡沫稳定性更差。醇能够促进NaOl在萤石表面的吸附,减小颗粒间的静电排斥作用。由于高钠盐溶液体系NaOl-醇组合药剂能够强化萤石浮选,使得组合药剂能够显著地弱化高浓度Na^(+)对NaOl诱导的萤石颗粒疏水聚团的抑制作用。 展开更多
关键词 萤石 油酸钠 乙二醇 MIBC 组合药剂
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3种浸锑石墨材料的摩擦磨损性能实验研究 被引量：11
8
作者 胡亚非 刘颀 +1 位作者 蒋文武 王启立 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期351-354,共4页
利用S250 Mk3扫描电镜和WJ-10B型万能材料试验机对EK3205、M170D和T163D 3种浸锑石墨材料组织结构、机械性能和摩擦磨损性能进行了对比试验。试验结果表明:3种材料成分和组织结构基本相同,机械性能和磨损性基本相当;T163D和M170D摩擦因... 利用S250 Mk3扫描电镜和WJ-10B型万能材料试验机对EK3205、M170D和T163D 3种浸锑石墨材料组织结构、机械性能和摩擦磨损性能进行了对比试验。试验结果表明:3种材料成分和组织结构基本相同,机械性能和磨损性基本相当;T163D和M170D摩擦因数(0.130和0.135)要比EK3205的(0.140)低;基体材料越致密,孔隙分布越均匀,添加超细粉因体有利于润滑膜的形成与稳定,有利于减小摩擦因数。 展开更多
关键词 石墨 摩擦磨损 浸渍 孔隙 超细粉体
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气化渣中战略性金属Li、Ga、Ge和In的赋存形态与迁移规律
9
作者 单天琦 杨策 +2 位作者 刘金昌 付宗品 赵云鹏 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第6期172-184,共13页
气化渣是现代煤化工过程中产生的主要固体废弃物。如何高效提取和利用煤气化渣中所蕴含的战略性金属资源,从而实现气化渣的高值化利用已成为当前的研究热点。目前,气化渣中战略性金属元素赋存状态与迁移规律尚不清晰。本研究首先利用ICP... 气化渣是现代煤化工过程中产生的主要固体废弃物。如何高效提取和利用煤气化渣中所蕴含的战略性金属资源,从而实现气化渣的高值化利用已成为当前的研究热点。目前,气化渣中战略性金属元素赋存状态与迁移规律尚不清晰。本研究首先利用ICP−MS、SEM−EDS和XRD分析了气化渣中战略性金属Li、Ga、Ge和In的质量分数和矿相组成,然后通过逐级化学提取法探究了这4种元素在气化渣中的赋存状态,并利用Factsage热力学软件模拟了气化过程中Li、Ga、Ge和In的化学形态演化规律。结果表明:相较于榆林原煤,Li与Ga在气化细渣与粗渣中均有所富集;Ge与In在气化过程中挥发性较强,大部分随着合成气冷却富集在气化细渣中。气化渣中战略性金属Li、Ga、Ge和In主要以金属氧化物态、有机结合态和残渣态形式存在,少部分Li以离子交换态和酸溶态存在。皮尔森相关性分析表明:Li与Ga之间相关性较强,两者在分配规律上具有一致性,并且它们与Si和Al呈强正相关性,这表明Li和Ga在气化渣中主要与铝硅酸盐形式结合;Ge与S呈较强正相关性,推测Ge在气化渣中主要赋存在硫酸盐矿物中。这些发现有助于阐明煤气化渣中战略性金属元素的赋存状态和气化过程迁移规律,从而为煤气化渣的综合利用提供理论参考。 展开更多
关键词 煤气化 气化渣 战略性金属 迁移机制 赋存形态
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氯化氢隔膜泵膜片电化学腐蚀行为研究
10
作者 蔡丰义 陈英华 +4 位作者 李海生 陈聚凯 张敬亮 张勋 张政 《流体机械》 北大核心 2025年第2期1-7,32,共8页
为了研究氯化氢隔膜泵膜片在高氯、高温氯化氢环境中的电化学腐蚀行为,采用Tafel极化法和电化学阻抗法(EIS)分析膜片的耐蚀性能,并利用SEM,EDS,XPS测试方法,对不同工况下的膜片腐蚀样品进行分析。结果表明,301L不锈钢膜片在HCl环境中腐... 为了研究氯化氢隔膜泵膜片在高氯、高温氯化氢环境中的电化学腐蚀行为,采用Tafel极化法和电化学阻抗法(EIS)分析膜片的耐蚀性能,并利用SEM,EDS,XPS测试方法,对不同工况下的膜片腐蚀样品进行分析。结果表明,301L不锈钢膜片在HCl环境中腐蚀严重,极化曲线均没有稳定的钝化区,随着溶液浓度及温度的提升,自腐蚀电流密度增大,耐蚀性能下降;不锈钢膜片对温度表现出较高的敏感性,90 ℃ HCl溶液环境下的电荷转移电阻为3.682,仅为50 ℃时的6.7%,腐蚀电流密度为1.258×10^(-2) A/cm^(2),是50 ℃时的3.94倍,离子扩散速率加快;Cl^(-)的竞争吸附使腐蚀产物中的氧化物难以维持稳定,表面难以形成钝化膜,容易导致不锈钢点蚀的发生。研究结果可为隔膜泵膜片耐腐蚀研究和设计提供依据和参考。 展开更多
关键词 隔膜泵 膜片 HCL溶液 电化学腐蚀 腐蚀行为
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煤矸石中锂-镓-稀土回收技术研究进展
11
作者 杨胜超 乔金鹏 +2 位作者 康超 孙梦瑶 段晨龙 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第8期3104-3116,共13页
在新一轮科技革命背景下,锂、镓和稀土等战略性资源的高效开发利用正为能源转型提供关键原材料保障,煤矸石作为煤炭采选过程中排放的大宗固体废弃物,蕴含丰富的战略性金属元素,是极具开发价值的储备资源。本文系统阐述了煤矸石中锂、镓... 在新一轮科技革命背景下,锂、镓和稀土等战略性资源的高效开发利用正为能源转型提供关键原材料保障,煤矸石作为煤炭采选过程中排放的大宗固体废弃物,蕴含丰富的战略性金属元素,是极具开发价值的储备资源。本文系统阐述了煤矸石中锂、镓和稀土元素的赋存特征及回收技术研究进展。研究结果表明,这些元素主要与铝硅酸盐矿物及有机质等发生紧密耦合,其赋存形态以铝硅酸盐态、有机态和酸溶态为主。在回收技术层面,当前研究重点聚焦于沉淀法、萃取法和吸附法等方法,实现了煤矸石中锂-镓-稀土元素的高效分离回收,但存在有机溶剂消耗量大、能耗高、选择性差等问题。未来研究需针对低能耗、高选择性和环境友好型技术开展,以减少对传统矿产资源的依赖,促进资源的可持续利用,助力国家“双碳”战略目标的实现。 展开更多
关键词 煤矸石 锂 镓 稀土 回收
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利用生物过滤器处理煤矿乏风瓦斯的研究进展 被引量：3
12
作者 朱红威 邵菊芳 +1 位作者 冷云伟 陶秀祥 《环境污染与防治》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期65-72,共8页
煤矿甲烷是温室气体的一个重要来源,其中乏风瓦斯占煤矿甲烷排量的70%,因而开发利用乏风瓦斯成为一个重要的课题。乏风瓦斯具有排量大、浓度低且性质不稳定等特征,难以用常规的热化学方法进行利用。甲烷氧化菌能利用低浓度甲烷生长,因... 煤矿甲烷是温室气体的一个重要来源,其中乏风瓦斯占煤矿甲烷排量的70%,因而开发利用乏风瓦斯成为一个重要的课题。乏风瓦斯具有排量大、浓度低且性质不稳定等特征,难以用常规的热化学方法进行利用。甲烷氧化菌能利用低浓度甲烷生长,因而在环境生物技术中应用广泛。利用甲烷氧化菌对煤矿乏风瓦斯进行生物过滤净化处理,具有投资运行成本低、反应条件温和、无二次污染等优点,因而成为最有应用前景的一种技术。介绍了生物过滤器处理乏风瓦斯的研究进展,阐述了空床停留时间、填料、温度、湿度、pH和营养物浓度等因素对生物过滤器性能的影响。 展开更多
关键词 乏风瓦斯 甲烷氧化菌 生物过滤
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乳化组合捕收剂强化油页岩浮选分离的机理研究
13
作者 杨斌 郭诗海 +2 位作者 贺靖峰 戴永平 朱凌涛 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第9期3603-3614,共12页
针对非极性烃类油捕收剂分散性差导致油页岩分离效率低的问题,本研究提出采用机油-油酸(乳化)组合捕收剂以强化油页岩中油母质的高效富集。通过实际矿浮选试验,系统考察了乳化组合捕收剂对油页岩浮选的影响,并借助表面张力、激光粒度、... 针对非极性烃类油捕收剂分散性差导致油页岩分离效率低的问题,本研究提出采用机油-油酸(乳化)组合捕收剂以强化油页岩中油母质的高效富集。通过实际矿浮选试验,系统考察了乳化组合捕收剂对油页岩浮选的影响,并借助表面张力、激光粒度、接触角、Zeta电位、红外光谱和X射线光电子能谱等多种分析手段,揭示了机油-油酸(乳化)组合捕收剂强化油页岩浮选分离的机理。研究结果表明:在捕收剂总用量为1 000 g/t、机油与油酸的质量比为1:3、十二烷基苯磺酸钠的质量分数为3%的条件下,获得可燃体回收率为62.25%、分离指数为6.40的油母质精矿,实现了油页岩的有效浮选分离。该乳化组合捕收剂能够显著降低溶液的表面张力,且相较于非极性捕收剂机油具有更好的分散性。粒径分布从大到小的捕收剂依次为机油、机油-油酸、机油-油酸(乳化),乳化组合捕收剂粒径最小、分散性最好,从而强化了对油母质的高效捕收。与亲水性矿物云母相比,机油-油酸(乳化)能够选择性吸附在油母质表面,显著增强油母质的疏水性,改善油母质的可浮性。吸附机制主要源于油酸羧基与油母质表面羟基之间的氢键作用以及机油和油母质之间的强疏水作用;而亲水性的云母与机油-油酸(乳化)捕收剂的疏水作用弱,几乎不发生吸附。因此,该乳化组合捕收剂对油母质表现出较强的选择性捕收能力,实现了油页岩中油母质的高效浮选回收。 展开更多
关键词 油页岩 浮选分离 组合捕收剂 乳化 界面吸附
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高含水低品质细粒煤脱水脱灰协同提质研究
14
作者 陈钢 蔡明祥 +2 位作者 高金龙 买吾拉尼江·莫合特尔 张博 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第S1期828-839,共12页
我国煤炭资源禀赋差,高含水、高含灰的低品质煤炭资源储量巨大,约占原煤储量40%。随着煤炭机械化综采技术的推广,原煤中<6 mm细粒煤含量逐渐超过50%。提出了脱水脱灰协同提质的工艺技术,开展了高含水低品质细粒煤脱水干燥、干法分选... 我国煤炭资源禀赋差,高含水、高含灰的低品质煤炭资源储量巨大,约占原煤储量40%。随着煤炭机械化综采技术的推广,原煤中<6 mm细粒煤含量逐渐超过50%。提出了脱水脱灰协同提质的工艺技术,开展了高含水低品质细粒煤脱水干燥、干法分选提质试验。首先,对6 mm等径颗粒间的液桥演变过程进行了研究,随液桥体积V的提升,最大液桥力可达825.16μN,液桥断裂距离最大可达1.368 mm,这是因为液桥体积的增大,由初始构型的接触角前进量增大过程中产生的接触角滞后效应导致的。随颗粒分离速度v的增大,最大液桥力可达875.14μN,最大断裂距离达0.171 mm,这是由于接触角的前进量增大以及液体粘滞性产生的接触角后退过程减缓导致的。其次,通过热风干燥技术探究了高含水细粒煤干燥前后水分含量的变化规律,粒度越大干燥所需时间越长,3~6 mm、0~3 mm颗粒在120℃时完全干燥时间分别为60 min和30 min,这是因为粒度越大内部水分迁移路径变长渗透到煤炭表面受到限制,干燥过程速率降低。当干燥温度由80℃增大至100℃时,水分可由剩余7.18%水分至完全脱除,干燥温度的升高同时提升了外界环境与煤炭的温度梯度,内部水分传质速率提高,因此干燥速率越快。最后,通过振动复合力场干法分选技术对脱水煤样进行脱灰提质试验,当振动频率f为42 Hz、床面气速v_(A)为7.05 m/s时,料层在激振力与气流曳力作用下得到充分松散,料群密度空间分布理想,上下层灰分差异显著。振动频率对产品回收率影响显著,当振动频率为39 Hz时,精煤回收率与产率分别为56.56%、85.28%,灰分为12.54%,颗粒错配现象减少;振动频率f为39 Hz、床面气速v_(A)为8.97 m/s时分离效果达到最佳,灰分离析度S_(A)达到最大值为1.896。该技术适用于西部干旱缺水地区的高含水低品质细粒煤高效提质目的,具有不用水、运维成本低、提质效果显著的优势,为我国低品质细粒煤高效脱水脱灰提供技术储备。 展开更多
关键词 细粒煤 液膜断裂 热风干燥 复合力场 提质加工
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气固分选流化床中二元混合物的表观黏度特性及其对分选过程影响
15
作者 郁卫江 高金龙 +2 位作者 蔡明祥 买吾拉尼江·莫合特尔 张博 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第S1期803-809,共7页
表观黏度是流体的基本属性,也是影响气固流态化干法分选过程颗粒运动行为的重要因素。通过落球法研究了磁铁矿粉和不同含量煤粉所形成的二元混合加重质的表观黏度,并通过分选试验探究了不同黏度条件下煤炭的分选效率和效果。试验结果表... 表观黏度是流体的基本属性,也是影响气固流态化干法分选过程颗粒运动行为的重要因素。通过落球法研究了磁铁矿粉和不同含量煤粉所形成的二元混合加重质的表观黏度,并通过分选试验探究了不同黏度条件下煤炭的分选效率和效果。试验结果表明流化床的表观黏度随着二元混合加重质中磁铁矿粉的质量分数降低而减小,煤粉质量分数每提升2%,床层表观黏度平均下降0.12 Pa·s;随着操作气速从9.5 cm/s提升到12.2 cm/s,表观黏度下降约55%。基于试验结果修正了二元混合加重质表观黏度模型。在床层密度一定的情况下,不同操作条件下的表观黏度存在差异,表观黏度的增加不仅使各粒径煤炭沉降时间增加,且分选的可能偏差也随表观黏度的增加而增大。综上,在气固流化床分选过程中通过调控二元加重质黏度特性可以提升分选效果和效率,实现矿物的高效干法分选。 展开更多
关键词 气固流化床 表观黏度 干法分选 二元加重质
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振动重介质分选流化床流化质量改善机理与细粒煤高效分选 被引量：4
16
作者 周恩会 赵跃民 +2 位作者 董良 张博 段晨龙 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期4559-4570,共12页
煤炭清洁高效利用是国家重大战略需求。随着我国煤炭工业重心战略西移和综采技术的普及,所开采的原煤尤其是动力煤日趋“贫、细、杂”化,迫切需要细粒煤高效干法分选技术。细粒煤具有迎风面积小、重力效应弱的特点,风力分选时介质密度... 煤炭清洁高效利用是国家重大战略需求。随着我国煤炭工业重心战略西移和综采技术的普及,所开采的原煤尤其是动力煤日趋“贫、细、杂”化,迫切需要细粒煤高效干法分选技术。细粒煤具有迎风面积小、重力效应弱的特点,风力分选时介质密度与分选密度差异大,传统的干法重介质分选时气泡大、返混严重,均无法在有限时间和空间内实现细粒煤有效分离。将简谐振动与上升气流协同输入气固重介质流化床,通过振动能量强化气固接触、抑制气泡兼并、改善流化质量。着重研究了振动能量在床层中的传递过程与床层响应规律,发现床层密度的扰动程度主要取决于上升气流与振动能量的竞争协调结果,气泡引发床层密度的随机性波动,振动能量将颗粒由无规律的随机运动转变为周期性振荡,沿床层轴向挤压破碎气泡;基于经典两相理论,结合床层塌落过程中气泡相与乳化相的逸出规律,计算得到了振动激励下气体在气泡相与乳化相中的分布比例,表明振动能量可以有效驱使气体由气泡相迁移至乳化相,气泡体积减少19.23%,削弱了气泡引起的床层波动,改善了流化质量,形成了均匀稳定的流态化分选环境。建立了振动对流化质量改善效果的量化评价模型,明确了适合细粒煤高效分选的振幅、频率、气速3因素协同操作范围,将新疆黑山矿薄煤层6~1 mm精煤发热量相较于原煤提高了4 571 kJ/kg。 展开更多
关键词 振动激励 气固流化床 流化质量 细粒煤 干法分选
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分形理论在矿物加工中的应用基础及研究进展 被引量：3
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作者 刘欣然 周伟光 +3 位作者 谢广元 彭耀丽 梁龙 李懿江 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期3573-3588,共16页
随着我国矿产资源的开发利用,矿产资源开发难度增大、矿山固废处理困难等严重制约了矿物加工工程绿色、经济、高效和可持续发展。为促进矿物加工学科深入发展,部分研究者立足行业发展需要,尝试借鉴其他学科领域理论和方法开展研究工作,... 随着我国矿产资源的开发利用,矿产资源开发难度增大、矿山固废处理困难等严重制约了矿物加工工程绿色、经济、高效和可持续发展。为促进矿物加工学科深入发展,部分研究者立足行业发展需要,尝试借鉴其他学科领域理论和方法开展研究工作,以期实现矿物加工学科理论及工程技术的升级与创新,并最终服务于工业实践。作为一门非线性科学,分形理论广泛应用于自然界中各类无规则现象研究。在矿物加工领域,研究者基于分形理论研究了诸多工艺环节(包括矿石拣选、矿石碎磨、调浆、矿物浮选、沉降、过滤等)中的多种分形现象,相关研究成果为解耦矿物加工工艺环节过程、阐明相关机理、实现选别过程调控与参数优化奠定了重要基础。但总体而言,目前分形理论在矿物加工领域部分工艺环节中的应用多停留在理论研究和试验阶段,大部分研究成果尚未应用于生产实践,且研究者们对分形理论及其在矿物加工领域的应用途径和前景仍缺乏全面深刻的认识,阻碍了矿物加工领域分形理论研究的发展。因此,分形理论在矿物加工领域相关研究的广度及深度仍有较大发展空间。从分形理论的基本定义出发,针对矿物加工工艺中部分具有自相似性等分形特征的单元环节,根据环境干湿程度、矿石颗粒粒度以及是否涉及微细矿物颗粒混凝过程等条件,将各单元环节分为“矿石拣选、碎磨及过滤”、“调浆-浮选与絮体沉降”2部分进行研究,在介绍不同工艺环节中各类分形现象及其变化规律的同时,总结其中分形理论应用基础研究发展动态,重点分析了基于分形理论的矿浆混凝行为研究的相关问题,并根据现有研究,展望了分形理论未来在矿浆混凝理论研究以及选矿数字化、智能化生产过程中的发展方向。 展开更多
关键词 分形理论 矿物加工 分形维数 矿浆混凝 浮选
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基于神经网络的潮湿煤炭气流分级效果预测 被引量：6
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作者 郎军 贺琼琼 +2 位作者 范徐萌 黄鹏飞 章新喜 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S02期1001-1010,共10页
潮湿煤炭给选煤厂筛分作业带来了极大困难,而气流分级技术可以有效地解决这一问题。在进行潮湿煤炭的分级过程中,通过预先对实际的分级效果能进行预测,进而实现对分级过程进行自动控制。人工智能为分级过程模型的建立提供了新的方法。... 潮湿煤炭给选煤厂筛分作业带来了极大困难,而气流分级技术可以有效地解决这一问题。在进行潮湿煤炭的分级过程中,通过预先对实际的分级效果能进行预测,进而实现对分级过程进行自动控制。人工智能为分级过程模型的建立提供了新的方法。基于神经网络应用Python语言建立了气流分级效果预测模型,以内蒙古伊泰集团煤样为研究样品进行不同条件下50组气流分级试验,通过将试验数据随机打乱,选择45组数据作为训练集,对机器进行训练学习,5组作为检测集,选择气流分级试验中初始含水率、有无振动、分级时间3个因素作为神经网络的输入,将粗粒级和细粒级2个大粒级中的>6,3~6,<3 mm粒级的含量作为输出,通过交叉验证的方式,寻找神经网络的最佳参数。训练了2个BP神经网络NN1和NN2。神经网络NN1,包含一个隐藏层,隐藏层神经元数量为6个,选取的激活函数是tanh;NN2神经网络,包含2个隐藏层,隐藏层神经元数量分别为5和7个,选取的激活函数是identity。NN1在预测的整体上优于第2个神经网络,尤其是粗粒级3~6,<3 mm和细粒级>6,3~6,<3 mm这5个级别预测结果优于第2个神经网络,但对于粗粒集>6 mm这一级别的预测结果存在较大的偏差。NN2整体预测结果较为平均,整体偏差不大,对于粗粒级>6 mm这一项的预测结果与其他项预测较为接近,明显优于第1个神经网络,在整体预测上表现更好,NN2在>6 mm粗粒级预测上优于NN1。将2个网络结合起来,粗粒级>6 mm的采用神经网络NN2的结果,粗粒级3~6,<3 mm和细粒级>6,3~6,<3 mm这5个预测结果采用NN1的预测结果,作为最后的预测结果可提高预测的精度,最后模型的决定系数R^(2)为0.9178,能对输入数据进行较好的拟合。 展开更多
关键词 潮湿煤炭 气流分级 预测模型 BP神经网络
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昭通褐煤催化热溶解聚及其可溶物组成和结构特征 被引量：1
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作者 赵云鹏 吴法鹏 +3 位作者 仇乐乐 肖剑 曹景沛 魏贤勇 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期10-21,共12页
温和热溶是从褐煤获取可溶有机质的有效途径,然而传统热溶过程可溶物收率较低。通过共沉淀法制备了一系列Al_(2)O_(3)负载金属催化剂,考察了昭通褐煤在异丙醇中的热溶和催化热溶行为。采用XRD、H_(2)-TPR、TEM和XPS研究了催化剂的物理... 温和热溶是从褐煤获取可溶有机质的有效途径,然而传统热溶过程可溶物收率较低。通过共沉淀法制备了一系列Al_(2)O_(3)负载金属催化剂,考察了昭通褐煤在异丙醇中的热溶和催化热溶行为。采用XRD、H_(2)-TPR、TEM和XPS研究了催化剂的物理化学特征,利用GC/MS、FTIR和MALDI-TOF-MS分析了热溶和催化热溶可溶物的组成和结构特征。结果表明,NiCu/Al_(2)O_(3)对昭通褐煤的催化热溶活性优于其他催化剂,该催化剂中活性组分以NiCu合金的形式存在,且Ni与Cu之间存在相互作用。热溶与催化热溶可溶物收率均随温度升高呈先上升后下降的趋势,320℃可溶物收率最高,分别为27.69%和50.54%。催化剂的引入可提高昭通褐煤可溶物中油、沥青烯(AS)和前沥青烯(PAS)收率,其中油和PAS的收率提升相较AS更明显。酚类化合物是非催化热溶衍生油的主要族组分,相对含量达到64.44%,而催化热溶衍生油主要由芳烃、酚类、醇类和酮类化合物组成,说明催化剂促进了可溶有机质碎片中共价键的断裂和酚类化合物加氢。与非催化热溶得到的AS和PAS相比,催化热溶得到的AS和PAS分子量分布范围窄,且FTIR谱图中羟基和醚键对应的吸收峰变弱或消失,说明催化热溶促进了C—O键加氢裂解。催化热溶可在相对温和的条件下从煤中直接高收率获取可溶有机质,研究结果为从褐煤直接获取化学品技术的开发提供参考。 展开更多
关键词 昭通褐煤 催化热溶 可溶物 油 沥青烯 前沥青烯
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强化重力分选机物料群粒度效应及迁移规律
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作者 张学彬 陶有俊 +3 位作者 张岭 杨露 卢劲璇 时向前 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期4111-4123,共13页
首先,以主要脉石矿物石英和代表性煤样为试验材料,分析了强化重力分选机中单物料群迁移对粒度属性的响应规律,探究了其粒度效应和分级效应;其次,阐明了物料群迁移过程和稳定-失稳机制;最后,明晰了分选过程中各粒级在精煤产品中空间分布... 首先,以主要脉石矿物石英和代表性煤样为试验材料,分析了强化重力分选机中单物料群迁移对粒度属性的响应规律,探究了其粒度效应和分级效应;其次,阐明了物料群迁移过程和稳定-失稳机制;最后,明晰了分选过程中各粒级在精煤产品中空间分布与迁移规律,并探讨了强化重力场中双向介质耦合作用。研究结果表明:不同粒级物料群在强化重力场中对转动频率和反冲水压具有特定的响应规律,细粒级易富集于溢流,粗粒级易富集于底流,且粒度效应对粒径小于0.045 mm的颗粒空间分布影响更显著;强化重力场中分级效应明显,分离粒度为60~95μm,分级粒度为142.44~350.62μm;随转动频率和反冲水压增加,分级粒度逐渐降低;不同分级粒度下的分级效率对转动频率和反冲水压响应规律相似,但随分级粒度增加,分级效率逐渐降低;物料迁移过程包括沉积、分选和滞留3个阶段。物料在分选区内的迁移存在稳定-失稳现象,这归结于入料粒度及分选过程的不连续性;细粒煤各窄粒级精煤产率和灰分都随转动频率增加而降低,随反冲水压增加而升高,且中间粒级分选效果明显,细粒煤各粒级分选特性与单物料群分选中粒度效应和迁移规律相符合;强化重力分选机中存在明显的双向介质耦合作用,可以用来制备不同要求的精煤产品如超低灰煤等。 展开更多
关键词 强化重力分选机 粒度效应 分级效应 迁移规律 耦合作用
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