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粉煤成型机理研究

作　者: 常鸿雁
导　师: 赵玉兰
学　校: 太原理工大学
专　业: 采矿工程
关键词: 粉煤成型机理粘结利型煤抗压强度表面特征化学力固体桥键机械力化学
分类号: TQ536
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
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内容摘要

本论文以晋城煤、古交煤、大同煤和1~#、2~#粘结剂为主要研究对象，进行了粉煤成型机理即型煤内颗粒间作用力的研究。基于此研究提出了定量表征型煤内颗粒间作用力大小的指标——抗压强度。利用材料试验机将试样分别压制成型煤，并测定型煤的抗压强度。采用红外光谱分析法、气体吸附法、扫描电镜法等现代测试手段，测定煤及其型煤的表面润湿性、表面官能团、比表面积、表面电性，表面形貌等表面特征。综合运用胶体化学、固体表面化学、机械力化学、颗粒学、煤化学等学科的理论和知识，剖析了型煤内颗粒间作用力类型。首次应用机械力化学的观点，分析了型煤内化学键形成机理。探讨了煤的变质程度、粘结剂和成型条件对颗粒间作用力的影响。研究结果表明：(1)在成型过程中，粘结剂与煤之间能够充分润湿是粉煤成型的前提；(2)型煤内颗粒间存在多种类型的作用力如化学力、机械啮合力、固体桥键、范德华力等；(3)型块强度是多种力综合作用的结果；(4)不同类型作用力对型块强度的贡献不同，其中以机械力的贡献最大；(5)对比古交煤和古交型煤的红外谱图，发现吸收峰有明显的差异。型块在压制过程中，由于机械力的作用生成新基团，表明颗粒间存在化学力。

全文目录

1 绪论  9-18
  1.1 课题来源、意义及前景  9-11
    1.1.1 课题来源  9-10
    1.1.2 课题意义  10-11
    1.1.3 发展前景  11
  1.2 国内外研究现状  11-18
    1.2.1 型煤技术综述  11-12
    1.2.2 型煤粘结剂综述  12-14
    1.2.3 型煤技术基础研究综述  14-15
    1.2.4 粉煤成型机理研究综述  15-18
2 研究内容与技术路线  18-21
  2.1 研究内容  18-19
    2.1.1 课题名称  18
    2.1.2 研究内容  18-19
  2.2 研究方法  19-21
    2.2.1 研究方案  19-20
    2.2.2 技术路线  20-21
3 试验研究  21-51
  3.1 试验基础条件  21-24
    3.1.1 煤样及煤质分析  21
    3.1.2 粘结剂  21-23
    3.1.3 主要仪器与设备  23-24
  3.2 型块制备及强度测试  24-26
    3.2.1 成型工艺条件  24
    3.2.2 型块制备  24
    3.2.3 型块强度测试  24-26
  3.3 煤及其型煤表面特性测试  26-50
    3.3.1 煤表面润湿性试验研究  26-33
    3.3.2 表面电位ζ试验研究  33-35
    3.3.3 煤表面官能团试验研究  35-41
    3.3.4 孔隙结构试验研究  41-47
    3.3.5 表面形貌的试验研究  47-50
  3.4 小结  50-51
4 结果讨论  51-59
  4.1 型煤内颗粒间作用力的类型与大小研究  51-54
    4.1.1 机械啮合力  51
    4.1.2 化学力  51-52
    4.1.3 物理化学力  52
    4.1.4 范德华力  52-53
    4.1.5 粘附力  53
    4.1.6 液桥力  53
    4.1.7 静电力  53-54
  4.2 煤的变质程度对型煤内颗粒间作用力的影响  54-55
    4.2.1 煤的硬度对型煤内颗粒间作用力的影响  54
    4.2.2 煤表面特性对型煤内颗粒间作用力的影响  54-55
  4.3 粘结剂对型煤内颗粒间作用力的影响  55-56
  4.4 成型工艺条件对型煤内颗粒间作用力的影响  56-58
    4.4.1 成型水分的影响  56-57
    4.4.2 粘结剂的添加量的影响  57-58
    4.4.3 成型压力的影响  58
  4.5 小结  58-59
5 结束语  59-62
  5.1 结论  59-60
  5.2 研究工作的总结  60-62
附录  62-63
参考文献  63-67
致谢  67

粉煤成型机理研究

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