邢耀文
- 作品数：305 被引量：375H指数：13
- 供职机构：中国矿业大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国博士后科学基金国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域：矿业工程自动化与计算机技术化学工程文化科学更多>>
- 水蒸气在褐煤孔隙中的吸附行为:试验研究与分子动力学模拟
- 2024年
- 深入理解水在褐煤上的吸附是褐煤干燥提质技术的理论基础之一。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和低温氮吸附/脱附试验分析了褐煤的含氧官能团和孔隙结构,利用水蒸气吸附/脱附试验和分子动力学(MD)模拟探究了水蒸气在褐煤孔隙中的吸附行为。研究结果表明:褐煤样品丰富的含氧官能团和较多的微孔、中孔(孔径约2 nm),为水蒸气提供了吸附位点和吸附场所。水蒸气在煤样上的吸附过程可分为3个阶段。第1阶段,相对蒸气压(P/P_(0))<0.21,水分子直接吸附于含氧官能团上,此时的吸附速度最大;第2阶段(P/P_(0)=0.21~<0.71),水分子与已吸附的水分子相互作用,促使水团簇逐渐生长;第3阶段(P/P_(0)≥0.71),水团簇填充孔隙,并发生毛细凝聚,此时的吸附速度略大于第2阶段。根据Dent模型对水蒸气吸附等温线的拟合结果,吸附类型属于多级吸附,包括初级吸附(第1阶段)和次级吸附(第2、3阶段)。初级吸附能(-48.77 kJ/mol)显著大于水的液化热(E L=-43.99 kJ/mol),而次级吸附能(-42.28 kJ/mol)略小于E L,表明吸附于褐煤的水呈液态。水蒸气脱附过程存在明显的脱附迟滞现象,表明水蒸气吸附稳定,较难去除,其中高压迟滞发生在P/P_(0)≈0.4~0.9,主要由毛细凝聚和“墨水瓶”效应引起;而低压迟滞发生在P/P_(0)<0.4,由水分子与含氧官能团间强相互作用引起。MD模拟结果与水蒸气吸附/脱附等温线分析结果一致,水分子优先吸附在孔隙中,与孔隙壁的含氧官能团形成氢键,且其扩散系数(2.98×10^(-5)cm^(2)/s)与液态水的分子扩散系数相近。
- 王成勇邢耀文邢耀文陈鹏陈鹏李吉辉
- 关键词：褐煤孔隙结构含氧官能团分子动力学模拟
- 基于高速动态的颗粒气泡脱附过程动力学研究被引量：4
- 2020年
- 通过颗粒气泡脱附高速动态测试系统,研究了颗粒气泡脱附过程动力学。运用Image-Pro Plus图像处理软件测量颗粒气泡间接触角、三相润湿周边,计算颗粒气泡间毛细黏附力随颗粒运动时间的变化。结果表明:颗粒从气泡表面脱附主要分为气泡拉伸变形接触角增大和气泡滑动三相润湿周边减小两个阶段。气泡拉伸阶段,三相润湿周边固定在颗粒表面,接触角由平衡接触角增大到前进接触角;气泡滑动阶段,接触角保持不变,三相润湿周边滑动减小。毛细黏附力在气泡脱附过程中随接触角增大而增大,随三相润湿周边滑动而减小,当外力超过颗粒气泡间临界黏附力时,颗粒从气泡表面脱附。
- 丁世豪丁世豪刘梦云邢耀文邢耀文郑茜桂夏辉
- 关键词：浮选脱附
- 浮选颗粒条栅结构表面润湿行为特性研究
- 2024年
- 矿物颗粒间表面润湿性差异是浮选成功的关键,受表面化学性质与物理形貌结构的双重影响。为进一步明确表面物理形貌结构对液滴在矿物颗粒表面上润湿行为的影响,采用光刻显影技术制备了5种具有不同粗糙度系数和表面面积分数的条栅结构聚二甲基硅氧烷(PDMS)表面,并利用自制的动/静态接触角测量系统及润湿三相接触线行为测试系统对液滴在PDMS表面上的润湿行为进行了测试。动/静态接触角测试结果表明:当表面粗糙度系数相同时,固体表面面积分数增加,条栅结构表面不同润湿方向上的接触角均呈减小趋势,而当表面面积分数相同时,条栅结构表面不同润湿方向上的接触角则与固体表面粗糙度系数呈正相关;此外,各样品表面垂直于条栅结构方向的动/静态接触角均大于平行方向(即θ_(⊥)>θ_(∥)),且不同润湿方向上接触角的差异随样品表面润湿性的增强而减小。动态接触角测试结果还表明:表面接触角滞后(Δθ=θ_(a)-θ_(r))与表面面积分数呈正相关,而与表面粗糙度系数呈负相关,且前进与后退接触角的预测值与试验值基本吻合,说明动态接触角能够真实地反映固体表面润湿性;此外,在液滴滚动时,其运动行为总是周期性地发生后端接触线先从固体表面分离,而后液滴重新与固体表面发生黏附形成新的前端接触线的过程,这种运动特性在不同条栅结构表面上完全相同。润湿三相接触线行为测试结果表明:液滴在条栅结构表面优先沿着条栅结构方向润湿或去润湿,而跨越条栅结构润湿时,受表面微结构的“钉扎”作用,润湿半径远小于平行润湿方向,且三相接触线在不同条栅结构表面的移动均呈现“解钉—钉扎—再解钉—再钉扎”的一种断续周期性过程。研究结果深化了矿物颗粒表面物理形貌结构对其润湿行为特性的影响,可为后续通过表面形貌调控颗粒表�
- 张锐于锋邢耀文桂夏辉
- 关键词：浮选表面形貌各向异性
- 一种可调节水气流场和湍流度的流态化粗粒浮选装置及方法
- 本发明涉及一种可调节水气流场和湍流度的流态化粗粒浮选装置及方法，装置包括浮选柱体、连通的水气混合器和若干水气射流枪，水气射流枪设有延伸至浮选柱体内部、用于垂直向上喷射微泡和水气混合流体的射流区，能够调节射流区与浮选柱体圆...
- 卫召邢耀文桂夏辉何琦刘金成
- 浮选气泡尺寸对粗颗粒-气泡涡旋湍流脱附机制的影响
- 2024年
- 气泡是浮选过程中不可或缺的重要角色,其尺寸对颗粒-气泡间相互作用有着显著影响,然而气泡尺寸对粗颗粒-气泡涡旋湍流脱附机制的影响尚未清晰。为此,采用自制的颗粒-气泡受限湍流脱附测试平台探索了涡旋湍流中不同气泡尺寸的气絮体上颗粒的脱附行为,并运用Image-ProPlus图像处理软件对颗粒脱附过程的动力学参数进行了测量分析。结果表明:在确保气泡浮力的前提下,减小气泡尺寸能够显著提升粗颗粒-气泡的矿化气絮体在涡旋湍流中的稳定性;涡旋湍流中气絮体上颗粒的脱附主要表现为流体剪切、气泡振荡和颗粒离心三种脱附形式,方腔内涡旋结构的改变对气絮体上颗粒的脱附方式至关重要;区别于传统离心脱附理论,涡旋湍流驱使下颗粒并非单独在气泡表面做高速离心运动,而是与气泡一起做离心运动,且小气泡与颗粒在方腔内共同旋转时,位于气泡外缘的颗粒与气泡运动速度接近,相应气絮体稳定性高,颗粒不易发生离心脱附,而大气泡形成的气絮体中,气泡外缘的颗粒与气泡运动速度差异明显增大,颗粒相对于气泡旋转更快,从而使得颗粒所受离心力显著增强,增加了离心脱附的可能性。研究结果有望对涡旋湍流场中粗颗粒的脱附机制提供一个基本认识。
- 史文庆丁世豪丁世豪何琦曹亦俊曹亦俊邢耀文
- 关键词：浮选流体动力学
- 基于不同疏水性煤模型制备的气泡与煤表面黏附机制研究
- 2024年
- 常规气泡探针研究中常采用云母、金片等作为矿物模型,难以准确反映煤样表面微纳结构与化学性质,进而难以充分反映气泡与煤表面间的黏附机制。为此,通过在二氧化硅表面旋涂沥青并进行不同时间的氧化处理,制备得到了化学性质与煤更相似且具有不同疏水性的煤模型;基于对制备得到的煤模型进行接触角测试、粗糙度测试、碰撞黏附行为的高速动态测试以及AFM气泡探针测试,明确了气泡与不同疏水性煤表面间的黏附机制。制备得到的强疏水性、中等疏水性、弱疏水性煤模型表面的静态接触角分别为95.19°,75.24°,55.23°,算术平方根粗糙度分别为0.29,0.46,0.43nm。宏观黏附行为中,流体力和表面力共同支配气泡与煤表面的相互作用过程;高速动态测试中,流体力强于表面力导致气泡与不同疏水性煤表面间碰撞次数无明显差异;准静态环境中,在表面力驱动下气泡与强疏水性煤表面间液膜于345ms破裂,与中等疏水性煤表面间液膜于845ms发生破裂,与弱疏水性煤表面间液膜则并未发生破裂。气泡探针测试中,驱动速度为1μm/s时,气泡与强疏水性煤表面在进针过程中斥力为23.08±3.93nN的位置处发生了跳入黏附,当驱动速度速度增加至10μm/s时,气泡与煤表面间黏附发生了滞后,而驱动速度增加至30μm/s时,黏附行为则被完全抑制;随着煤表面疏水性的降低,不同驱动速度下气泡均未发生黏附,仅在退针过程中测得引力且与驱动速度呈正相关;对于强疏水性煤表面,降低流体力有利于表面力驱动液膜薄化破裂从而促进黏附,而对于中等及弱疏水性煤表面,增加流体力则可增大颗粒与气泡远离过程中的流体倒吸引力从而有利于提高颗粒与气泡的黏附概率。
- 朱春云于锋李明李明邢耀文孙丽娟
- 关键词：煤泥浮选
- 一种宽粒级浮选系统及工艺
- 本发明涉及一种宽粒级浮选系统及工艺，属于煤炭洗选脱灰技术领域，解决了现有宽粒级浮选工艺复杂、高成本、高能耗、对环境造成危害的问题。该宽粒级浮选工艺，包括如下步骤：步骤一：将待浮选煤泥供入搅拌器内，入浮煤泥在搅拌器内加水搅...
- 邢耀文桂夏辉丁世豪徐梦迪曹亦俊张友飞夏阳超
- 文献传递
- 跳汰中煤深度磨矿解离与组合药剂强化浮选试验研究
- 2024年
- 炼焦中煤的解离再选对于回收稀缺炼焦煤资源的意义重大。以鹤壁煤电股份有限公司某炼焦煤选煤厂的跳汰中煤为试验对象,通过深度磨矿解离与组合药剂复合强化浮选开展中煤再选试验研究。结果表明:跳汰中煤破碎至<0.5mm后,煤样中连生体较多且合适粒级占比较低;最佳磨矿时间为3 min,对应的浮选精煤产率在各磨矿时间中最高,相应磨矿产品中<0.074 mm粒级的产率为66.22%;捕收剂1600三元及起泡剂Q7用量分别为500g/t和150g/t时浮选指标最佳,通过一粗一精的工艺流程可获得产率为53.83%、灰分为10.25%的精煤,实现了跳汰中煤的高效解离再选。
- 李建强李奥路航卫召邢耀文桂夏辉
- 关键词：中煤再选
- 抛尾解离一体化的粗粒矿物解离装置与方法
- 一种抛尾解离一体化的粗粒矿物解离装置及方法，适用于矿物分选领域使用。包括水力浮选分选单元和搅拌式球磨单元构成，水力浮选分选单元位于外层，搅拌式球磨单元置于水力浮选分选单元内部，中间设有夹层以供水力浮选分选单元精矿溢入，然...
- 刘敏邢耀文桂夏辉曹亦俊刘炯天徐梦迪罗佳倩张凡凡
- 文献传递
- 一种智能化可逆式煤泥破碎机及煤泥智能破碎方法
- 本发明涉及一种智能化可逆式煤泥破碎机及煤泥智能破碎方法，属于煤泥破碎处理技术领域，解决了现有技术中煤泥难以破碎，破碎机磨损严重，易堵料，检修不便的问题。本发明包括第一破碎组件、张驰筛和第二破碎组件，所述第一破碎组件对煤泥...
- 欧战备邢耀文桂夏辉曹亦俊李永改司伟汗韩宇赵俊吉徐梦迪王磊黄海峰夏阳超闵凡飞张伟
