Исследования показывают целесообразность подразделения масляной агломерации угля на ряд субпроцессов. Изучение последних дает возможность глубже понять механизм имеющих место явлений, выявить существующие закономерности и тенденции агрегатообразования, а также прогнозировать характер и степень влияния тех или иных факторов на процесс.
Операция 1 (предварительная обработка связующего) может включать модификацию его ПАВ, органическими соединениями, содержащими реакционноактивные функциональные группы, а также окисление и нагрев связующего, его эмульгирование. Операция 2 (предварительная обработка угля) может включать измельчение угля, восстановительную гидрофобизацию, например, низковязким масляным агентом.
Характер элементарного акта встречи угольных зерен и связующего определяется количественным соотношением угольной и масляной фазы. При повышенном количестве масла-связующего (удельный массовый расход QСВ взятый на 1000 см2/г внешней удельной поверхности угля от 8-12 мас.% и выше) масляная фаза дробится на капли, размер которых значительно превышает крупность угольной фазы. В результате гидродинамического воздействия, а также, вероятно, гидрофобного взаимодействия этих фаз угольные частицы внедряются внутрь объемной масляной фазы.
При пониженном количестве масляного реагента в процессе турбулентного перемешивания водо-углемасляной смеси происходит эмульгирование масла с образованием грубодисперсной эмульсии. Частицы угля и масла встречаются в основном по инерционному и диффузионному механизму. На особенностях протекания этого процесса мы остановимся ниже.
Адгезионные контакты в межфазной зоне "адгезив-субстрат" , как показывают наши исследования, обусловлены наряду с физической адсорбцией, проявлением сил химической природы, в частности водородной связью, образующейся между фрагментами макромолекулы угля и молекулами масла.
Встреча омасленных угольных зерен так же, как и встреча угольных зерен и капель эмульгированного связующего происходит, вероятно, по инерционному и диффузионному механизму. Сила аутогезионного сцепления омасленных угольных зерен определяется, как показывает наш анализ, в основном когезионной и капиллярной составляющей. При расстояниях между угольными зернами меньшими удвоенной толщины граничного слоя связующего существенно проявляется расклинивающая сила тонких слоев связующего. Количественный анализ показывает, что основную роль в аутогезионных взаимодействиях угольных зерен крупности 0,2-1 мм играет сила капиллярного сцепления, которая в 3 раза выше когезионной составляющей. При температуре среды ниже температуры плавления связующего, а также при любой температуре, но в зоне контакта зерен по граничным слоям связующего связь между омасленными угольными зернами осуществляется исключительно за счет когезии связующего вещества.
Процесс укрупнения первичных углемасляных структур , а также конгломерация агрегатов идет за счет образования масляных "мостиков" между отдельными агломератами. Материалом для этих мостиков может быть либо масло, вытесненное из внутренних полостей гранулы, либо добавка масляного агента в процесс.
Следует отметить, что протекание всех этих процессов имеет индивидуальные особенности, обусловленные физико-химическими свойствами ингредиентов.
Наибольший интерес при исследовании процессов масляной агломерации угля как основы адгезионного обогащения золота представляют субпроцессы встречи тонкодисперсных зерен и адгезионного закрепления гидрофобных частичек на омасленной поверхности.
Вернуться в библиотеку