2013级硕士研究生高等选矿学学习资料.doc

1. 选择性阅读“COAGULATIONANDFLOCCULATION”中英文5篇论文并简要概括1 Leinweber, M.;Dept. of Math. & Comput. Sci. GPU-Based Simulation of Yeast Cell Flocculation. 12-14 Feb. 2014：601 - 608归纳总结：酵母细胞的絮凝是一个经常出现在饮料的生产白色生物技术应用中的重要的现象。在本文中，介绍了一种新的模拟细胞运动和细胞间相互作用的酵母细胞的絮凝模型。在模拟这一过程中，一种基于OpenCL and Java技术的GPU实现了。这一技术的实施，使我们在三维可视化的执行过程中，能够详细的跟踪细胞运动。实验结果表明，GPU实现了比一个多线程的C / C + +高达20的酵母细胞模拟多核工作站快736倍。此外，该GPU在进行模拟时实现了最多需要225毫秒就能到达1.000.000酵母细胞。2 Nurudeen Abiola Oladoja .Perspectives on the use of equilibrium isotherm equations to elucidat coagulationflocculation mechanisms in plant-based coagulantsJ. Minerals Engineering 69 (2014) 5764.归纳总结：使用吸附等温方程研究植物基凝聚剂的絮凝凝聚机理。这篇文章的核心内容是作者对吸附等温方程在解释凝聚絮凝机理上的应用表示怀疑，目前有很多人在植物基凝聚剂的基础上用吸附等温方程解释了絮凝凝聚机理，比如我上边介绍的那篇文献，最常用的吸附等温方程是拉格朗日和Freundlich吸附等温方程，作者认为这种方法不具备稳定的理论基础。因为使用吸附等温方程是基于一种假设：即絮凝凝聚过程中吸附阶段是效率瓶颈，但实际上，效率瓶颈是一个动力学过程，不是一种平衡态。3 Rima Klimaviciute .Non-stoichiometric complexes of cationic starch and 4-sulfophthalic acid and their flocculation efficiencyJ. Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects 457 (2014) 180188.归纳总结：阳离子淀粉和4-磺酸基邻苯二甲酸的非化学计量化合物和它的絮凝效果。这篇文章总体说了三点：如何制备非化学计量化合物，如何判断这种物质就是非化学计量化合物，这种非化学计量化合物的絮凝效果如何。非化学计量化合物是由阳离子淀粉（CS）和4-磺酸基邻苯二甲酸（SPH）的静电反应形成的；使用吸附平衡、FT-IR和荧光光谱证实了非化学计量化合物的存在。吸附等温线用eLangmuir, Freundlich, DubininRadushkevich and Temkin吸附模型来绘制，拉格朗日方程中的QL就是负离子与正离子的比；CS和SPH按一定比例形成的非化学计量化合物的絮凝效果比CS单独的絮凝效果强，实验对象是是高岭土悬浮液。4 R. Hogg.Flocculation and dewateringJ.Miner. Process. 58（2000）223236.归纳总结：本论文题目为絮凝和脱水。作者认为絮凝过程的设计和操作都是在特定的环境中探讨，例如沉淀和过滤。化学环境，试剂的选择和进程的运行条件在微粒不稳定性和絮团发展机理的基础上得以评估。通过适当的工艺，可以控制絮团特性。同时，并对不同的脱水进程的特殊具体要求进行了讨论。5 S. Mathur, P. Singh, B.M. Moudgil.Advances in selective flocculation technology for solid-solid separationsJ.Miner. Process. 58（2000）201-222.归纳总结：本论文题目为固-固分离选择性絮凝技术的进展。选择性絮凝是在细粒尺寸级别上固固分离的过程。这种技术的商业应用最主要的障碍是在混合系统中单矿物选择性的预测中的损失。本文对客服这种障碍，对选择性絮凝的新进展进行了全面的阐述。这些包括，基于颗粒表面化学的选择性试剂的设计和确定。2.查阅“量子化学计算在浮选研究中的应用”英文文章5篇以上并简要概括1 Porento M, Hirva P. Effect of copper atoms on the adsorption of ethyl xanthate on a sphalerite surface J. Surface Science 576 (2005) 98106.归纳总结：Porento Mika用量子化学从头算法计算了捕收剂与矿物表面之间的相互作用能，将矿物计算模型分别简化为金属离子和原子簇，通过体系作用前后总能量的变化来分析捕收剂能否在矿物表面发生吸附，得出结论：药剂与矿物作用后，结合能越大，释放的能量越多，药剂在矿物表面的吸附越牢固，捕收剂的捕收能力越强，并且不同分子结构对矿物表面的吸附也具有重大的影响，此研究为捕收剂的设计和筛选提供了大量珍贵的信息。2LI Yu-qiong1, CHEN Jian-hua. Density functional theory study of influence of impurity on electronic properties and reactivity of pyriteJ.Trans。Nonferrous Met. Soc.China 21（2011）1887-1895.归纳总结：陈建华采用密度泛函理论研究了理想矿物表面及晶格缺陷对硫化矿浮选行为的影响。通过分析硫化矿表面的结构弛豫、原子的 Mulliken布局以及电子结构，并解释体相中电荷分布异常的原因，从浮选角度分析表面结构和性质对硫化矿浮选行为的影响。并采用HMO法讨论不同取代基和不同分子状态对浮选药剂性能的影响。3 Qinbo Cao, Hao Du, Jan D. Miller, Xuming Wang, Fangqin Cheng.Surface chemistry features in the flotation of KClJ.Minerals Engineering, Volume 23, Issue 5, April 2010, Pages 365-373.归纳总结：本论文题目为KCI浮选的化学表面特征。尽管工业上已经成功的回收KCl，但是捕收剂在KCl表面上的吸附过程仍没有研究清楚。本文中通过饱和状态下的KCl和NaCl晶体表面的气泡的接触角的测量对浮选行为进行了解释。同时也考虑了捕收剂的浓度和结构等因素。结果表明，阳离子和阴离子捕收剂在接触角30-60时会在破坏KCl盐表面后产生一个疏水状态。与在所有捕收剂浓度下的使NaCl盐表面为0结构时的交会角相比较之下，说明没有捕收剂的吸附发生，这种假设得到了分子动力学模拟的数据支持。4 Cui-hua ZHAO, Jian-hua CHEN, Yu-qiong LI, Qian HE, Bo-zeng WU.SElectronic structure and flotation behavior of complex mineral jamesoniteJ.Transactions of Nonferrous Metals Society of China, Volume 25, Issue 2, February 2015, Pages 590-596.归纳总结：本论文题目为复合矿物脆硫锑铅矿的电子结构和浮选。作者认为复合矿物脆硫锑铅矿的电子结构已经通过浮选和密度泛函方法研究清楚。脆硫锑铅矿的浮选和辉锑矿相似，在PH低于6时揭示了好的可浮性。在弱碱性条件下，脆硫锑铅矿的浮选与方铅矿相似。脆硫锑铅矿中的铅有两种存在形式，反之，辉锑矿中的铅只有3-coordinated。方铅矿中的铅比脆硫锑铅矿中的铅更加的活跃。与辉锑矿对比，脆硫锑铅矿的3-coordinated形式的铅是不活跃的。辉锑矿和脆硫锑铅矿的分子轨道包含金属原子，这有助于CaOH+ 吸附构型的形成。5 N. L. Medyanik.Quantum-chemical descriptors and the assessment of surface activity in coal flotationJ. Coke and Chemistry April 2011, Volume 54, Issue 4, pp 103-107.归纳总结：本论文题目为在煤浮选中量子化学和表面活性的评估。N. L. Medyanik通过研究认为煤炭浮选中反应物的活性可以在量子化学分析的基础上评定。经半经验公式的计算，表明煤表面的硬亲电中心与带最大正电荷的碳原子一致。氧原子是具有最大负电荷的复杂的对苯二酸酯的亲核中心,因此能够与煤表面的亲电子部分形成受体复合物。这个反应相当于一个电荷控制机制。这种反应符合电子控制原理。3.查阅低阶煤提质（分选、干燥、脱水等）方面的文章英文5篇以上并简要概括低阶煤主要包括长焰煤、不黏煤、弱黏煤和褐煤等，具有水分高、密度小、挥发分高、不黏结、化学反应性强、热稳定性差及发热量低等特点。全世界低阶煤探明储量超过4650亿t，占世界煤炭总资源量的47，主要分布于澳大利亚、美国、俄罗斯、中国、印尼、德国与东欧诸国等1。中国低阶煤资源探明储量也在2000亿t以上，占全国煤炭探明储量的30以上。其中褐煤资源保有储量达1300亿t，占全国煤炭总储量的13左右2。中国褐煤主要分布在华北和西南地区，其中西南地区的褐煤几乎全部是新生代第三纪较年轻的褐煤，而华北区的褐煤则绝大多数为中世纪侏罗纪的年老褐煤。目前低阶煤利用的主要障碍是过高的水分不能满足煤炭加工利用一般工艺的要求。低阶煤干燥脱水工艺可分为机械脱水工艺、蒸发干燥工艺与非蒸发脱水工艺3。其中机械脱水是指通过筛分、离心、过滤(压滤)等简单方式脱除部分水分的相关工艺，其处理能力和脱水效率尚难以适应低阶煤脱水的要求。蒸发干燥工艺在蒸发干燥工艺中，水分脱除是通过直接或间接将相当于水蒸发潜热的热量加到煤样上，使水以汽态的形式去除。优点是不需要复杂的废水净化设备；缺点是能耗高，有的工艺甚至需要消耗相当于25煤的能量来蒸发水分4。蒸发干燥技术有很多种，包括转筒式干燥工艺、流化床干燥工艺、气流床干燥工艺等。非蒸发脱水工艺非蒸发脱水工艺，如热力脱水工艺(HTD)及机械热挤压脱水工艺(MTE)。主要是将低阶煤与高温、高压蒸汽直接或间接接触，使低阶煤水分呈液态脱出而得到提质煤或提质水煤浆，脱水过程无需消耗蒸发潜热，热效率高且不会发生自燃，安全性高，部分矿物质溶解于水中排出，降低了灰分。低阶煤干燥脱水技术的选择由于工艺设备、干燥温度、产品性质等不同，不同干燥工艺对原料煤的要求及干燥后煤的影响程度均不同，并不存在一种完美的干燥技术可以满足所有低阶煤的干燥提质要求13。低阶煤干燥脱水工艺的选择应首先考虑目标用户对产品质量的要求，如粒径要求是以块煤为主，还是粉煤为主；是就地使用，还是需要长距离运输等。流化床、气流床干燥工艺对原料煤有粒度限制，入料前需经过破碎、筛分等处理，同时干燥过程磨损严重，产品以粉煤为主，如不经后续处理，易自燃、复吸等14。该类型工艺适合于高效粉煤锅炉燃烧前的干燥，当产品加工成型煤后可替代块煤使用，同时可防止自燃、复吸等，从而实现长距离运输和储存，如BCB工艺、HPU工艺均附带有加工成型单元。其次应考虑产品加工工艺对提质煤水分的要求，根据提质煤加工工艺水分范围选择经济的低阶煤干燥工艺。最后在满足上述要求的基础上，应尽量选择安全可靠、能耗较小、成本较低的干燥技术。 低阶煤的干燥如果选择在低阶煤矿附近，含水量高的低阶煤经过干燥后再运输，可明显降低运输成本，但需要综合考虑提质后的低阶煤在运输、储存过程中的自燃、复吸等问题。特别是经蒸发脱水干燥后的低阶煤，应考虑对提质煤进行高温处理、焦油覆盖或成型等处理。低阶煤的干燥工艺选址如果在低阶煤的加工利用工艺附近，会增加高水分原煤的运输成本，但由于提质产品即产即用，通过合理管理即可避免其在储存、运输过程中的自燃、复吸等问题15。因此，干燥工艺厂址的选择需多方面综合考虑。 当前国内外褐煤干燥技术大多处于试验研究 和工程化初始应用阶段，各种不同的低阶煤干燥技术具有自身优势的同时，也存在明显缺陷。因此，根据不同的干燥工艺特点，选择并优化低阶煤提质技术，使其系统简单可靠、高效低污染、成本低廉，并尽快实现大规模工程示范应用及技术经济性评价，满足相关领域对商品燃料煤的需要，是低阶煤脱水提质技术的整体发展趋势。参考文献1 戴和武,谢可玉.褐煤利用技术M.北京:煤炭工业出版社,1999.2 陈海旭.我国褐煤燃前脱灰脱水提质现状J.中国煤炭,2009,35(4):98-101.3 屈进州,陶秀祥,刘金艳等.褐煤提质技术研究进展J.煤炭科学技术,2011,39(11):121-125.4 WARRACK G WILLSON,DAN WALSH,W(BILL) IRWINC.Overview of low-rank coal(LRC)dryingJ.Coal Preparation,1997,18(1-2)：l-15.13 Muthusamy Karthikeyan,Joshua V M Kuma,Chew Soon Hoe,et al.Factors affecting quality of dried low-rank coalsJ.Drying Technology,2007,25(10)：1601-1611.14 Muthusamy Kanhikeyan.Minimization of moisture readsorption in dried coal samples J.Drying Technology,2008,26(7):948955.15 Mahidin,Hiromoto Usui,Singo Ishikawa,et a1.The evaluation of spontaneous combustion characteristics and properties of raw and upgraded indoncsian low rank coalsJ.Coal Preparation,2002,22(2):8191.5.对多力场分选设备研究进展进行简要概括多力场磁选机主要是在传统永磁筒式磁选机的基础上，增加并利用预磁力、矿浆流体力